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研究了 SnAgCu钎料与铜基的钎焊接头在等温时效、热循环时效和热力耦合时效过程中,接头界面金属间化合物IMC的形成与形貌和尺寸及性能的演变,计算了时效过程中IMC层的生长规律和扩散激活能。用金相显微镜和扫描电镜观察时效过程中接头界面的显微组织演变。用X射线能谱仪测定了 IMC的成分。用INSTRON5948微拉伸机对不同时效条件下的试样进行拉伸测试,并在扫描电镜下观察拉伸断口的形貌。确定0.1、0.3、0.5和0.8 mm四种钎料厚度,每种钎料厚度分别制备若干个钎焊时间为80、100、120和140 s的焊接接头。对接头进行界面观察和拉伸测试,结果表明:随钎料厚度的增加,接头的抗拉强度略微下降,当钎料厚度为0.5 mm时接头强度较稳定:随钎焊时间的增加,界面IMC齿逐渐变大,IMC层逐渐变厚,接头抗拉强先增后减,钎焊时间为120 s时接头性能最佳。等温时效试验研究表明,焊后界面IMC呈细小齿状,随时效温度升高及时效时间延长,IMC层不断生长,生长速度逐渐放缓,IMC齿数逐渐减少、齿径变大、齿高变长、齿距变宽。分析一定三维体积界面IMC的二维面积,计算出不规则形貌IMC的等效厚度,根据扩散原理,得出等效厚度与时效时间的关系x-x0= A0exp(-△H/RT)t,计算得出IMC生长激活能为88 kJ/mol。焊接接头的抗拉强度随时效时间延长先增后减,接头断口韧窝不断变大,IMC齿断面平直。热循环试验研究表明,随着循环周期的增加,界面IMC的等效厚度逐渐增加,当循环周期不同但高温累积时间相同时接头IMC层厚度几乎相同,IMC层在低温下几乎不生长;0 ℃～125 ℃温度循环下界面IMC的生长速度比-20 ℃～125 ℃温度循环下更慢;焊接接头的抗拉强度先增加后逐渐下降,IMC齿的变大变高导致了断口韧窝逐渐变大。相同时间的等温时效试验下界面IMC生长速度比热循环试验下更快,其原因是等温时效下接头未经历低温,金属原子一直保持较快的扩散速度导致界面IMC生长更迅速。热力耦合条件下,接头受到外界应力的作用,导致界面IMC生长较单纯热循环条件下更为缓慢。实际焊点成分测试表明,近两年国内市场上销售的电子产品中所使用的封装钎料仍然是传统的Sn-Pb钎料,但是钎料中Pb的含量逐年减少,钎料无铅化还有漫长的路要走。无铅钎料的使用面临的最大问题是焊接可靠性,而焊接形成的界面IMC正是影响焊接可靠性的关键因素,研究界面IMC的演变规律意义重大。