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随着电子产业绿色制造的发展和电子组装技术的进步，各国开始大力发展无铅焊料，共晶Sn-Ag-Cu系无铅焊料被认为是Sn-Pb焊料最有前途的替代品。但是其中贵金属Ag的成本占到了总成本的一半以上；与此同时，共晶Sn-Ag-Cu系焊料在凝固过程中会生成粗大脆化的Ag3Sn、Cu6Sn5金属间化合物，而且焊点界面处的脆化Cu-Sn金属间化合物易发生过度生长，这些现象都会引起焊点抗跌落性能不佳、热疲劳性能差等一系列器件焊点劣化问题，如何改善无铅焊料各项性能、提高焊点可靠性已经成为电子封装技术研究领域的热点问题之一。因此，本研究通过人为添加纳米颗粒的方法改善无铅焊料微观组织，以提高焊料的各项性能及焊点可靠性。本研究中，采用合金熔炼方法向Sn-0.7Cu和Sn-0.5Ag无铅焊料合金中分别添加不同含量的纳米Ag3Sn和Cu6Sn5金属间化合物颗粒，以制备纳米颗粒复合焊料，重点研究了纳米Ag3Sn、Cu6Sn5颗粒的添加量对焊料的微观组织、熔化性能、润湿性能、焊点界面形成情况、焊点剪切强度以及热老化条件下器件焊点性能的影响，并将其中某些性能与相同成分的微合金化焊料进行对比。同时还对纳米Ag3Sn颗粒添加量对SAC0307焊锡膏熔化性能、润湿性能及焊点剪切强度的影响进行了分析和研究。本研究表明，当向焊料合金中适量添加纳米Ag3Sn颗粒时，能够对合金内部微观组织起到细化作用，且随纳米Ag3Sn颗粒含量增加，细化效果逐渐变强；随纳米Ag3Sn颗粒添加量的增加，复合焊料合金熔点略有降低，能够与现有无铅焊料焊接工艺实现良好兼容；同时使润湿性能得到提高，其中Sn-0.7Cu-2.0(Ag)Ag3Sn复合焊料的润湿性能最佳。纳米Ag3Sn颗粒的适量添加使贴装器件焊点界面金属间化合物形貌变得平坦，平均厚度减小，同时提高了焊点的剪切强度，Sn-0.7Cu-2.0(Ag)Ag3Sn复合焊料界面金属间化合物的平均厚度最小，焊点剪切强度较大。将其与相同成分的微合金化焊料对比可知，纳米Ag3Sn复合焊料界面金属间化合物形貌良好，厚度适宜，焊点剪切强度更大。在热老化条件下，纳米Ag3Sn颗粒的加入使焊点界面金属间化合物的生长速率降低，从而减弱了由脆化相过度生长引起的焊点力学性能劣化作用，使焊点在经历热老化后仍具有较大的剪切强度。当向焊料合金中适量添加纳米Cu6Sn5颗粒时，同样能对合金内部微观组织起到细化作用；随纳米Cu6Sn5颗粒添加量的增加，复合焊料合金熔点略有降低，能够与现有无铅焊料焊接工艺良好兼容，同时润湿性能得到提高，Sn-0.5Ag-0.7(Cu)Cu6Sn5复合焊料熔点最低，润湿性最好；纳米Cu6Sn5颗粒的适量添加能够抑制焊点界面金属间化合物过度生长，并提高了焊点的剪切强度，Sn-0.5Ag-0.3(Cu)Cu6Sn5复合焊料界面平均厚度最小，剪切强度最大。在热老化条件下，纳米Cu6Sn5颗粒的适量加入能够使焊点在经历热老化后仍具有较大的剪切强度。对添加不同含量纳米Ag3Sn颗粒的SAC0307无铅焊锡膏各项性能研究表明，随纳米Ag3Sn颗粒添加量的增加，复合焊锡膏熔点变化不大，能够与现有无铅焊锡膏焊接工艺良好兼容，润湿性能有所提高。此外，随纳米Ag3Sn颗粒添加量的增加，贴装器件焊点的剪切强度逐渐提高。