随着各类电子器件不断的小型化、高速化、集成化,要求器件的封装密度不断提高,这就导致器件单位面积的产热量不断上升,从而更容易产生电子封装结构及可靠性问题。Sn Ag Cu钎料具有一系列优良的性能,在消费电子领域已全面替代传统Sn Pb钎料。但共晶Sn Ag Cu钎料的成本较高,且抗机械冲击能力不足使其在使用过程中仍存在很多问题,低银Sn Ag Cu钎料成本较低且具有良好的抗机械冲击能力,但热循环可靠性不足。本课题的目标是研制出一种基于低银Sn Ag Cu钎料的高可靠性复合钎料,使其具有良好的焊接性能及较高的可靠性。金属Al在钎料中通常被认为是一种杂质元素,但通过高温熔炼后,一种细小的Cu-Al化合物可以在钎料中生成,并可在局部聚集实现局部强化的效果。本课题研究了低银钎料中添加金属Al的熔炼方法,通过工艺控制得到尺寸及形貌较为理想的Cu-Al化合物,分析不同Al添加量对化合物成分及形貌的影响,结合钎料的润湿性测量结果,确定最佳Al添加量。通过简易工艺制备出了均匀BGA焊球及钎料片,并通过焊接工艺改进控制Cu-Al化合物弥散分布在焊点局部区域。对不同Al添加量的复合钎料熔点及润湿性进行测试,发现微量Al的添加对钎料熔点影响不大,润湿性随Al添加量的增大呈下降趋势。对钎料块Cu-Al化合物聚集区域和无化合物聚集区域进行显微维氏硬度表征,证明了Cu-Al化合物局部分布提高了其局部性能。对不同Al添加量焊点进行了剪切测试,证明Al的添加提高了焊点整体的剪切强度。对不同Al添加量焊点进行热循环实验,证明了Al的添加提高了焊点整体的热循环可靠性。不同Al添加量的高温时效实验结果显示,Al的添加可以有效抑制焊点内组织的粗化,提高焊点高温老化性能。此外,还进行了添加纳米Al复合钎料的探索研究,纳米Al复合钎料焊点的热循环性能测试结果显示,纳米Al的添加可以有效提高焊点的热循环性能,提高焊点可靠性。