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电子封装技术向高密度和小型化方向发展。由于锡铅钎料具有毒性而被广泛禁止使用,寻找性能上替代锡铅合金的无铅高可靠性焊料已成为研究的热点和亟需解决的问题。Sn Bi共晶钎料作为低熔点替代传统锡基含铅钎料之一,具有成本低优势,兼容传统SMT设备及工艺,可用于低温焊接领域。然而,Sn Bi共晶钎料中Bi含量较高,导致焊后接头存在硬、脆等失效风险,如何提高其钎焊接头力学性能、改善长期服役的可靠性,成为亟待解决该类钎料合金的关键问题。本课题通过掺杂纳米SiC颗粒,采用超声辅助机械混合和冷压压片的方法制备了复合钎料预制片,探讨了纳米SiC颗粒含量以及超声辅助热压回流的功率参数对复合钎料焊接性能的影响。本课题对纳米SiC颗粒增强的Sn Bi钎料的显微微观组织进行了分析表征。结果表明,在0.2 wt.%~0.8 wt.%含量范围内,随着纳米SiC颗粒含量的增加,Sn Bi复合钎料合金组织的平均相尺寸先减小后增大。热输入能有效促进纳米SiC颗粒的均匀分布,施加超声振动后,在声流效应和空化效应下增加了钎料内部的热输入,改善了钎料内部颗粒的分散性,避免SiC与Sn Bi密度相差悬殊而导致的上浮团聚,提高了纳米SiC颗粒与微米Sn Bi颗粒混合后制得复合钎料的润湿性,使纳米SiC在复合钎料熔融冷却后呈弥散分布状态。在超声500 W时,纳米SiC分布弥散效果最优,纳米SiC含量达到0.6 wt.%时,共晶组织中β-Sn相平均相尺寸达到最小值0.49μm。通过对纳米SiC颗粒增强的Sn Bi复合钎料进行DSC分析、显微维氏硬度测试、接头剪切强度测试、断口形貌表征,研究结果表明:随着掺杂纳米SiC含量增加,熔点下降明显,但降幅均在1℃以内,对钎料熔点影响不大。经过热压回流和超声回流过程,掺杂不同含量纳米SiC颗粒的Sn Bi复合钎料合金的接头硬度发生了明显的变化。热压回流后,硬度值下降了大约50%,超声回流后硬度基本维持不变,部分样品硬度略微增长。在纳米SiC颗粒含量达到0.6 wt.%时,剪切强度达到最大值33.15 MPa,相比于原始Sn Bi共晶钎料的剪切强度16.65 MPa,提升了99.1%,当纳米SiC颗粒含量超过0.6 wt.%时,复合钎料连接接头的剪切强度呈下降趋势。