深空探测过程中,无温控配置的电子设备会经历极端低温的严酷环境,这种极端温度将严重威胁航天电子器件中焊点的可靠性。而用于电气传导、信号传输以及机械支撑的焊点被认为是电子设备中最容易失效的部分,一旦焊点失效,将导致设备无法正常使用。电子设备中用于互连的微焊点,其可靠性很大程度上受控于钎料基体和焊点的力学性能与内部的微观组织演变规律。与钎料钎在低温下的力学性能相关研究相比,目前,关于低温下微焊点的力学性能和失效机制鲜有报道。因此,如果能够研究低温环境下焊点的微观组织结构和力学性能,将进一步加深对在役低温电子设备中微型焊点的损伤机理和性能的理解,从而为低温电子器件的研发、设计乃至寿命预测提供更为有效的数据支撑和理论指导。首先,采用拉伸试验研究了在-120～25℃范围内尺寸对线型Cu/Sn–3.0Ag–0.5Cu/Cu（即Cu/SAC305/Cu）焊点拉伸性能和断裂机制的影响。实验结果表明,温度和焊点尺寸对焊点的拉伸行为有很大影响。焊点的抗拉强度随着温度的降低而增加。在相同温度下,焊点抗拉强度随厚度/直径比R值（R=t/d、1、1/2和1/4）的减小而增加。此外,在相同的R值下,直径较小的焊点具有较高的抗拉强度。且大体而言抗拉强度与钎料体积成反比。此外,当试验温度降低时,发现焊点断裂位置会从钎料体内部变为钎料/IMC层之间的界面,呈现出韧-脆性转变。在相同直径的焊点中,韧-脆性转变温度随R值的减小而升高;在R值相同的焊点中,韧-脆性转变温度随焊点直径的减小而降低。其次,研究了在不同温度下BGA结构Cu/SAC305/Cu、Cu/SAC305/Ni、Ni/SAC305/Cu和Ni/SAC305/Ni微焊点的剪切性能（25℃、0℃、-25℃、-50℃、-75℃、-100℃和-125℃）。结果表明,温度和基板材料对焊点的剪切性能有很大影响。随着温度的降低,Cu/SAC305/Cu焊点的剪切强度单调增加,而其他焊点的剪切强度呈先增加后降低的变化规律。并且,降低温度时,所有焊点的断裂位置都会从钎料体内部逐渐迁移到钎料/IMC层之间的界面,从而引起断裂机制发生改变,即由韧性变脆脆,韧-脆性转变温度约为-75℃。此外,对于Cu/Ni两种不同基板形成的焊点其界面断裂更容易发生在Ni基板侧。最后,在-125～25℃范围内重点讨论了不同高度BGA结构Cu/SAC305/Cu微焊点剪切性能和断裂行为的尺寸效应。结果发现,在相同尺寸下,BGA结构Cu/SAC305/Cu焊点的剪切强度随温度的降低而提高;而在恒温下,降低焊点高度则有利于提高焊点的剪切强度。此外,有限元结果表明焊点高度的变化对应力三轴度影响不大,但是高度降低有利于钎料体内部的等效应力和塑性应变能均匀分布。而焊点高度增加促使了钎料与焊盘处的应变和应变能集中程度加剧,导致焊点极易在钎料/IMC层之间的界面处断裂。并且,温度降低时,因SAC305钎料与界面处的热膨胀系数不匹配,使得低温下界面处的应力集中程度进一步加剧,导致高度较大的焊点在一个更高的温度下发生脆性断裂,即焊点高度越大,其韧-脆性转变温度越高。