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随着电子产品和系统向微型化、便携式和多功能化方向发展，对电子封装微互连可靠性的要求更高。微互连焊点可靠性与其微观组织有很大的关系，其中界面脆性金属间化合物（IMC）是影响可靠性的关键因素。常用的回流焊工艺中，界面反应和随后的凝固过程对焊点的组织特征有决定性影响。随着电子封装进入无铅化，大多数无铅钎料具有含量90wt%以上的Sn，而Sn在凝固时过冷度很大（约30oC），对于Ag含量较高的无铅钎料钎焊后会在界面和焊点内部产生尺寸较大的Ag3Sn相进而影响到焊点的力学性能。目前，研究无铅钎料及其焊点的过冷行为和界面反应是一个非常重要的课题。本论文工作采用差示扫描量热仪（DSC）模拟回流焊过程，研究了无铅钎料及其焊点的凝固行为，通过SEM和EDS表征了焊点界面和内部显微组织，阐述了钎料合金成分、冷却速率、金属基底元素等对钎料及其焊点凝固行为的影响。研究表明：Sn-Cu系钎料合金（Sn-0%Cu、Sn-0.7%Cu、Sn-1.0%Cu和Sn-2.0%Cu）中Cu含量增加时，钎料的过冷度先减小后增加，其中Sn-0.7Cu具有最小的过冷度21.2oC；Sn-Ag系钎料合金（Sn-0%Ag、Sn-1.0%Ag、Sn-2.0%Ag、Sn-3.0%Ag和Sn-3.8%Ag）的过冷度与合金中Ag含量无明显的相关性，但Sn-2.0Ag钎料具有最小的过冷度2.2oC。研究表明，三种商用Sn-Ag-Cu系钎料（Sn-1.0%Ag-0.5%Cu、Sn-3.0%Ag-0.5%Cu和Sn-3.8%Ag-0.7%Cu）的过冷度分别为21.1oC、8.0oC和14.1oC，其中Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料具有最小的过冷度。冷却速率对Sn-Ag-Cu钎料过冷度的影响很小，Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料的过冷度在不同的冷却速率下比较分散。对Sn-Ag-Cu系钎料的凝固组织观察发现，Ag含量高的Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料中有大尺寸的板状Ag3Sn相析出，且冷却速率越慢时尺寸越大。添加微量（0.3wt%）元素Co可显著减小钎料的过冷度，Sn-3.8Ag-0.7Cu-0.3Co合金的过冷度仅为8.7oC；通过分析合金的显微组织发现，元素Co的加入抑制了大块Ag3Sn相的形成；对Sn-1.0Ag-0.5Cu钎料，其过冷度明显高于它与Cu或Ni基底形成焊点时的过冷度；对于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料，其过冷度又略低于它与Cu或Ni基底形成焊点时的过冷度；对于Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料，它与Cu基底形成焊点的过冷度略高于钎料本身的过冷度，但它与Ni基底形成焊点时的过冷度要明显高于钎料本身的过冷度；Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点内部组织中，IMC相的数量随回流温度的升高而增多，焊点界面IMC晶粒形貌随回流温度升高从扇贝形向小平面转变。