金锡二元共晶合金是一种广泛应用于高可靠性微电子与光电子器件封装材料。该合金的平衡凝固组织应是典型的层片状共晶组织结构，共晶凝固过程中两相形态的选择和演化取决于溶质扩散、表面张力和热传输等因素的共同作用以及晶体生长方式。在非平衡凝固条件下，共晶成分合金的凝固往往不是相图中对应的平衡凝固，得到的凝固组织不一定是完全共晶组织，通过改变凝固实验条件，共晶合金的凝固组织形态及结构将发生显著变化，采用适当的凝固技术，可以得到完全共晶组织，甚至实现规则层片状(lamellar eutectic)向非规则共晶组织(anomalous eutectic)转变。　　 本论文主要采用熔体混合的凝固技术，研究金锡二元共晶合金得凝固组织结构。根据低温液相温度选取，熔体混合分为高低温熔体混合和结晶点熔体混合，同时本文对比了自然冷却和机械搅拌凝固的组织结构。利用热电偶和DSC分析了合金冷却过程中的实际凝固点和其中的相变温度点，利用SEM和EDX分析了合金的凝固组织结构和相组成成分。获得了以下研究成果:　　 (1)采用DSC热分析方法，分析了合金在加热及冷却过程中相转变行为，结果表明:合金在凝固前存在一个小的放热峰，对应的是合金初生相ζ-Au5Sn的析出。合金自然冷却凝固不是相图中的平衡凝固，得到完全的共晶组织，在长时间的凝固过程中Au原子容易在下部产生偏析，形成粗大的树枝状初生相枝晶ζ-Au5Sn。合金自然冷却过程中的实际凝固点为274℃，明显低于相图中平衡凝固点278℃，存在一定的过冷度。　　 (2)基于合金DSC分析，提出了两种熔体混合方法，分别为:高低温熔体混合，对应的低温液相温度为初生相析出温度283℃;结晶点熔体混合，对应的低温液相为合金实际凝固点温度274℃。　　 (3)高低温熔体混合对金锡共晶合金凝固组织的影响研究表明:①高低温熔体混合凝固技术有效的改善AuSn20共晶合金凝固组织，适当的两液相温度（高温液相350℃，低温液相温度283℃）可以减少合金凝固过程中树枝晶ζ-Au5Sn的形成析出，得到完全的规则层片状共晶组织。②分析了熔体结构，高温熔体较为均匀，低温熔体含有大量原子团簇;混合过程中，高温熔体的均匀状态容易遗传下来，低温状态的熔体中的原子团簇得以重新分散，形成大量的形核质点，这样合金能够在短时间内形核长大，最终得到合金的均一组织结构;从而金锡共晶合金在适当的熔体混合后得到完全均一的共晶组织。　　 (4)结晶点熔体混合对金锡共晶合金凝固组织的影响研究表明:①结晶点熔体混合的凝固组织中存在非规则共晶组织结构，目前该组织仅在深过冷条件下得到。②提出了枝晶熔断机制解释结晶点熔体混合金锡非规则共晶的形成:低温液相中共晶合金结晶出大量的共晶枝晶，这一共晶枝晶不是很稳定;加入高温液相后，固-液界面处共晶枝晶的热扩散发生改变，枝晶分生形成海藻式枝晶，在一些溶质富集区（枝晶臂）开始发生缩颈，并且高温液相热量的扰动，缩颈部分开始变小、熔断。