随着电子产品向小型化、智能化、集成化和可靠化方向发展,表面组装技术(SMT)已成为电子封装领域的主流技术之一。焊料作为互连材料,能有效的提供电热通道和机械支撑,是表面组装技术的重要组成部分。传统的无铅焊料已广泛应用于表面组装技术,但在高温下存在锡回流短路和电迁移的潜在风险。同时电子产品无铅化的不断推进,含铅高温焊料的使用受到极大地限制。因此,研制一种低温焊接、高温服役的无铅焊膏已成为电子封装领域的研究难点。本文致力于研制一种低成本和高可靠性的高温无铅焊料。主要研究内容如下:(1)首先,探究了Cu-Sn焊料制备工艺对焊料性能的影响。通过雾化法制备出粒径为1μm的铜粉和锡粉,并研究了铜和锡质量比、焊剂种类对焊接强度的影响。当铜和锡质量比为1.3:1和正丁醇为焊剂时,Cu-Sn焊料的焊接性能最佳,焊接强度可到30 MPa。(2)其次,研究了焊接工艺对Cu-Sn焊料焊接性能的影响。通过分析焊件的焊接强度、微观组织形貌和烧结物相成分,对焊接性能进行评价。当焊接温度为300°C,升温速率为3.7°C/s和焊接时间为60 min时,焊接的焊接强度大于30 MPa,焊接界面无明显的缺陷,焊接界面物相由金属间化合物Cu6Sn5、Cu3Sn和少量的Cu和Sn组成。(3)最后,对焊接缺陷进行分析并对300℃下焊接40 min的样品进行300℃、50 h的老化测试。孔洞和裂缝等缺陷的产生极大地削弱焊件的焊接强度。老化测试后,焊接强度显著增加,无孔洞和裂缝产生,铜锡元素分布均匀。因此,本文制备的Cu-Sn焊料及优化的焊接参数具有良好的高温可靠性,在电子封装领域应用前景广阔。