随着电子封装的无铅化和微型化,锡基无铅焊料与衬底金属界面反应生成的金属间化合物（Intermetallic compound-IMC）是软钎焊实现金属互联的根本前提,它的结构和性能对无铅焊点的完整性及可靠性有着举足轻重的影响。本文工作以界面反应中最容易形成的Cu₆Sn₅金属间化合物为研究对象,通过添加一定成分的第三元素,结合微观组织、纳米压痕实验,并利用第一性原理计算,系统研究和分析了不同第三组元素的添加对Cu₆Sn₅金属间化合物的结构、力学、热力学等性能方面的影响。上述研究包含的主要内容和得到的结论是:（1）以Zn为第三元素的添加对Cu₆Sn₅金属间化合物性能影响的研究。结果表明:在Cu-Sn-（Zn）合金元素高温熔炼反应中,分别有Cu₆Sn₅与Cu₆（Zn,Sn）₅两种金属间化合物生成,并测得微量Zn元素大部分溶解到Cu₆Sn₅晶格结构中形成更稳定的三元相化合物Cu₆Zn_0.5Sn_4.5。由XRD分析结果得出Zn元素的添加能够抑制高温相结构η向低温相结构η′的转变,使形成的Cu₆Zn_0.5Sn_4.5化合物保持在高温相结构。同时,纳米压痕实验测试结果表明Zn元素的添加能够增大高温相Cu₆Sn₅的杨氏模量及硬度,与第一性原理计算结果具有很好的一致性。另外,通过计算分析其相应结构的电荷密度及差分电荷密度分布,结果显示Zn元素进入Cu₆Sn₅晶格结构后与周围Cu和Sn原子发生轨道杂化形成强的键合作用,从而使得Cu₆Zn_0.5Sn_4.5结构更加稳定。（2）系统研究了不同浓度的Ni元素添加对高温相Cu₆Sn₅金属间化合物性能的影响。结果表明:在η-Cu_6-xNi_xSn₅（x=0,0.5,1,1.5,2）五种金属间化合物中,随着Ni浓度的增加,高温相Cu₆Sn₅的结构更加稳定,并且Ni原子更容易占据Cu2+Cu1c位置形成高温η-Cu₄Ni₂Sn₅金属间化合物。同时,金属间化合物Cu₆Sn₅的体积和晶格常数?a‘随着Ni浓度的增加而减小,此结果与K.Nogita,D.Mu等人的实验结果具有很好的一致性。另外,我们利用应力-应变的方法计算了相应五种结构的弹性性能,结果显示Ni元素的添加能够增强高温相Cu₆Sn₅的脆性、杨氏模量、德拜温度及机械稳定性等性能,因此,Ni的添加能够提高焊点的强度和力学性能从而增加了焊点的完整性与可靠性。通过计算其相应结构的总态密度与电荷密度分布,表明Cu-d,Sn-s和Ni-d轨道之间相互杂化所形成的能量是稳定金属间化合物性能的主要原因。