半导体和微电子制造技术的快速发展促使电子封装技术和材料的更新换代。电子封装无铅焊料已经基本取代了传统的锡铅焊料、而被广泛应用于新型的电子产品上，其中应用最广的为SnAgCu系无铅焊料。然而，目前电子产品和电子系统朝着小型化、高集成化、多功能化发展，这就使得传统的SnAgCu系无铅焊料的应用条件更加苛刻，对其热、电等方面的应用可靠性提出了更高的要求。为了适应电子产品小型化的发展趋势，研发新型的、具有更优良综合性能和热、电可靠性的无铅焊料成为电子装联行业的迫切需求。本论文采用化学共沉淀法制备了Fe3O4纳米颗粒，将其添加到Sn3.0Ag0.5Cu无铅焊料中，成功制备出新型的Fe3O4纳米颗粒的无铅复合焊料；然后研究了Fe3O4纳米复合焊料的润湿性和熔化性质；并研究了150oC等温时效过程中Fe3O4纳米颗粒对复合焊料-铜界面金属间化合物的形貌和生长速率的影响，讨论了纳米颗粒的添加浓度对界面金属间化合物生长速率的影响规律；同时研究了在60oC和100oC电流作用条件下，Fe3O4纳米颗粒对复合焊料凸点界面金属间化合物的形貌和阳极生长速率的影响，并且讨论了电流作用下焊料凸点界面铜原子的扩散行为对金属间化合物的生长的影响规律。研究结果表明，添加Fe3O4纳米颗粒之后的复合焊料的熔点和熔程相比于Sn3.0Ag0.5Cu少量增加。添加适当浓度的Fe3O4纳米颗粒不仅可以显著增大复合焊料的润湿力，提高了复合焊料的可焊性；而且可以降低等温时效时纳米复合焊料-铜界面金属间化合物的生长速率，提高了复合焊料的热可靠性。此外，在电流持续作用下，添加适量浓度的Fe3O4纳米颗粒也会降低复合焊料凸点阳极界面金属间化合物的生长速率，从而提高了复合焊料的电迁移可靠性。纳米复合焊料润湿性以及热、电作用下，焊料-铜界面金属间化合物的生长规律与Fe3O4纳米颗粒的添加浓度有关：随着Fe3O4纳米颗粒添加浓度的增大，纳米颗粒对复合焊料上面三种性质的改善效果呈现出先升高后降低的规律。当Fe3O4纳米颗粒的添加浓度为0.5wt.%时，复合焊料的润湿力最大，表现出最好的润湿性，同时复合焊料凸点阳极界面金属间化合物的生长速率最低，电迁移可靠性最好；当纳米颗粒的添加浓度超过0.75wt.%时，复合焊料的润湿性和电迁移可靠性下降。在等温时效过程中，当Fe3O4纳米颗粒的添加浓度为0.25wt.%时，复合焊料-铜界面金属间化合物的纵向生长速率最小，热可靠性最好；添加浓度超过0.5wt.%时，界面金属间化合物的生长速率变大，热可靠性逐渐变差。本研究中结合表面吸附原理，从理论上证明了复合焊料中高表面能的Fe3O4纳米颗粒吸附在纳米复合焊料-铜界面金属间化合物晶粒或铜片表面的可能性。对电流作用下焊料凸点界面铜原子扩散行为的理论分析，表明焊料凸点阳极和阴极界面IMC的生长取决于界面处铜原子扩散的电迁移通量、化学势通量和热迁移通量的总和。