随着印制电路板上电子器件集成密度的不断提高，焊点除了由于散热不好引起的热疲劳等问题外，焊点之间发生的电化学迁移问题越来越为人们所关注，已经成为电子封装领域的一个重大课题。与此同时，人们的环保意识正在日益增强，美国、欧盟等国都相继立法对铅的使用进行严格限制，无铅钎料的开发和应用正受到越来越广泛的重视。但是，对钎料尤其是无铅钎料的电化学迁移过程开展研究还比较少，在我国基本上还是空白。本课题正是在这样的背景下提出来的。 本文使用五种无铅钎料以及两种含铅钎料，制作了具有一定结构的合金样片和焊点样片，利用定电压法和扫描电压法两种水滴实验方法以及环境模拟试验方法，对电化学迁移过程进行了原位观察和研究。 为了满足课题开展要求，我们自行设计和建立了水滴实验和环境模拟试验装置。水滴实验装置结构合理，能够满足原位观察和间距、外加电压等条件实验的要求，并利用该装置进行了临界短路失效电压的测定；环境模拟试验装置具有密封良好，能够长时间运行，并且实现样片表面绝缘电阻连续测定的特点，利用该装置在温度75℃、湿度99～100％RH和外加电压100VDC条件下对四种具有代表性的钎料的焊点样片进行了试验，在120～200小时的时间范围内观察到电化学迁移短路失效。 电化学迁移过程是一个复杂过程。本文从阳极溶解、离子迁移、电子转移和电结晶等角度，对电化学迁移过程涉及的包括孕育期、短路失效时间、沉积物发生位置以及成长外形等在内的诸多问题和现象进行了理论分析和解释。 实验结果表明，外加电压和间距对短路时间有非常显著的影响。此外，在对各种钎料润湿性能、电流-电位曲线、金相结构以及各种合金元素的电位-pH平衡图的基础上，对钎料合金样片和焊点样片由于样片结构不同而表现出明显短路时间差异的原因进行了分析。总体而言，无铅钎料表现出比含铅钎料更优异的耐电化学迁移能力。 无铅钎料电化学迁移的原位观察与研究实验还发现，对于每一种钎料，都存在一个临界短路失效电压，低于这个电压时就不会发生电化学迁移短路失效现象。在0.15mm的水滴实验条件下，我们对各种钎料焊点的临界短路失效电压进行了测定。 在利用扫描电压法进行研究时，根据短路电压得到的钎料耐电化学迁移能力结论与定电压法根据短路时间得到的结论是一致的。这说明扫描电压法也是一种快速而有效的判断钎料耐电化学迁移能力的方法。 另外，值得一提的是，水滴实验条件下的电化学迁移发生在样片表面，而环境模拟试验条件下的电化学迁移发生在基板内部。对此，我们从样片制备条件、基板材质以及试验环境的角度进行了解释和说明。