可靠性是电子工业所面临的最大难题。随着对无铅焊料的深入研究,消除金属间化合物对焊点机械性能的不利影响,及解决由于印刷电路板与电子材料间的热膨胀系数不同所产生的、在热循环过程中出现的热疲劳现象,都是提高可靠性的途径。本文提出了可通过对自适应无铅焊料的开发来解决可靠性问题,并确定了选择Sn-Ag-Zn焊料为研究对象及以Sn为第一组元、Ag为第二组元和Zn为第三组元的配比标准。本文系统研究了在不同冷却速度下(缓慢冷却、水冷及快速冷却)共晶Sn-3.7%Ag-0.9%Zn(重量比)焊料的组织。X-射线衍射和衍射斑点分析结果表明,水冷共晶Sn-Ag-Zn焊料合金组织中存在简单立方结构的β’-AgZn相,且其在透射电镜下的形态呈条棒状;对该合金凝固过程分析表明:生成的条棒状β’-AgZn相是先析出相,其后析出的颗粒状金属间化合物Ag3Sn相在β’-AgZn上形核并依附其长大。快速冷却的共晶Sn-Ag-Zn焊料合金组织中存在着大量β-Sn枝晶,对其进行热处理后,随保温时间的延长,通过原子间相互扩散,成分逐渐均匀,枝晶组织逐渐消失,且伴随金属间化合物相ζ-AgZn及Ag3Sn的析出。通过DSC分析阐述了缓慢冷却及水冷共晶Sn-Ag-Zn焊料合金的熔化及凝固过程,对比发现水冷焊料室温组织中的β’-AgZn相是亚稳的,随时效过程的进行,β’-AgZn相可先转变为热力学稳定性与之接近的β-AgSnZn相,然后再进一步转变为稳定的β-AgZn相,经过充分时效后,水冷共晶Sn-Ag-Zn焊料组织中的β’-AgZn相都转变为稳定的β-AgZn相,从而出现了与缓冷共晶焊料不同的组织。另外,对Sn-3.4%Ag-0.5%Zn(重量比)成分的焊料也作了初步的研究,将其显微组织与共晶Sn-Ag-Zn焊料及共晶Sn-Ag焊料作了对比,发现Zn加入量的增加将抑制β-Sn枝晶的析出与长大,且使组织中的金属间化合物相细小、均匀。