在电子产品的无铅化进程中,SnBi钎料凭借低成本、低熔点、低热膨胀系数和良好的力学性能在低温封装领域得到了广泛的应用。然而,Sn Bi钎料在使用中存在强度低、脆性大等缺点。为了改善SnBi钎料的组织和性能,本文通过机械搅拌的方法制备纳米颗粒复合焊膏,并对复合焊膏的熔化特性、润湿性、缺陷形成机理、焊后微观组织变化及剪切性能进行了分析研究。研究结果表明:在Sn58Bi焊膏中分别添加3wt%的纳米铜和纳米镍颗粒后,形成的复合焊膏的液相线温度较Sn58Bi焊膏分别上升了1.21、0.38℃,熔程分别增大1.16、0.33℃。添加纳米颗粒后,复合焊膏的在铜基板上的铺展系数有所下降,原因是复合焊膏在熔化过程中的流动性因内部生成高熔点固态金属间化合物而变差所致。借助X射线三维和二维成像技术,通过对纳米铜复合焊膏焊后的缺陷分析发现:随纳米铜含量的增加,焊点内部的孔隙率增大。当铜颗粒含量达到15wt%时,焊点内部孔隙约占整个焊点面积的一半。其原因是铜颗粒在复合焊膏熔化过程中与基体中的Sn反应生成高熔点金属间化合物,铜颗粒含量高的焊点内部生成的金属间化合物多,对助焊剂挥发时气体溢出的阻碍作用大,导致焊点的孔隙率增大;然而,本文添加的铜颗粒尺寸对焊点内部的孔隙率影响不明显。添加纳米铜颗粒后,其与基体中Sn反应生成的Cu6Sn5相作为形核质点弥散的分布在基体组织中,使复合焊膏焊后的微观组织得到了细化;纳米颗粒的加入消耗了基体中的一部分Sn,使得Bi在焊点表面区析出形成富Bi相,且随纳米铜颗粒含量的增加,析出现象变得更加明显。添加纳米镍颗粒后,镍以化合物的形式弥散的分布在基体组织中,对复合焊膏的微观组织起到了一定的细化作用。复合焊膏焊后的剪切力随纳米颗粒的加入有所降低,其原因是由于添加纳米颗粒后,焊点内部的孔隙率增大,导致焊点的连接强度降低;通过剪切断口形貌分析,添加纳米铜颗粒后,焊点的断裂位置由体钎料与基板的界面处向体钎料内部转移;对比分析铜颗粒尺寸对焊点剪切性能的影响,添加50 nm Cu颗粒的复合焊膏焊后剪切力降低程度较其它两种粒径的铜颗粒明显。