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电子封装焊点的微型化和无铅化趋势使得晶须成为威胁封装可靠性的重要因素之一。鉴于此，Sn基无铅钎料晶须生长的抑制已成为封装行业亟待解决的问题。本文研究目的是探索Sn基无铅钎料的晶须生长行为，并在钎料中添加新型纳米级有机-无机杂化材料来实现对晶须生长的抑制。 本实验使用具有纳米结构的笼形硅氧烷齐聚物(Polyhedral OligomericSilsesquioxane，POSS)作为增强颗粒，使用Sn3.0Ag0.5Cu、 Sn42Bi58和纯Sn作为基体钎料，采用Cu作为基材制备表面薄焊层。样品分别置于恒温老化(125℃，200℃)、高低温循环(-45℃～85℃)和恒温恒湿(85℃，RH85％)三种实验条件下进行晶须的加速生长实验。焊后和加速生长实验中，采用扫描电子显微镜观察了样品表面及界面的显微组织演变，采用电子背散射衍射观察了样品表面晶粒取向、尺寸及相的分布，并配合能谱分析确定元素含量。 研究结果表明，POSS在三种实验条件下对晶须的生长都有抑制作用。由于不同条件下晶须生长的机理不同，故POSS的作用机理也相应不同。在恒温老化条件下，晶须生长的主要驱动力来源于金属间化合物体积膨胀产生的压应力。其中，Cu6Sn5在生长的过程中体积膨胀约4.6％，Cu3Sn在生长过程中体积收缩约22.46％。POSS的添加在抑制Cu6Sn5生长的同时促进了Cu3Sn的生长，这一过程减少了压应力的产生并为应力的释放提供了更多的空间，使界面处的应力集中现象得以缓解，降低了晶须生长的可能性。 在高低温循环条件下，晶须生长的主要驱动力来源于材料间热膨胀系数不匹配产生的拉压交替应力。POSS本身具有良好的热稳定性，同时与钎料基体间存在良好结合。它的加入提高了钎料基体的强度和硬度，同时缓和了由该应力造成的钎料基体的塑性形变，将应力均匀地分布在钎料基体中而不是集中在界面处，延长了晶须出现的时间并减少了晶须的数量。 在恒温恒湿条件下，晶须生长的主要驱动力来源于样品表面氧化产物体积膨胀产生的压应力。POSS的加入减轻了钎料氧化的程度，有效抑制表面晶须和小丘的形成。作为一种有机-无机杂化材料，POSS本身不会被氧化;而它与钎料中Sn原子间的良好结合在某种程度上降低了Sn原子的活性，削弱其失电子的能力，阻止Sn原子发生失电子的行为，使氧化过程变得困难。