随着微电子封装技术的不断发展,电子产品的集成密度越来越高,其内部焊点所承受的功率越来越大,导致电流密度急剧增加,焊点的热可靠性问题突出。此外,基于高铅焊料无可替代并继续豁免使用,在航空航天、深空探测、医疗器械、军工行业等众多高可靠性电子产品的封装工艺中仍使用高铅Sn-Pb钎料,故高铅焊料可靠性问题仍然相当突出。本文采用自制的快速热冲击实验装置模拟Sn-Pb钎料凸点、焊点在大功率器件服役环境下的热机械可靠性,研究了冷热快速交变条件下不同铅含量和焊盘对凸点、焊点的显微组织、内部裂纹、界面金属间化合物（Intermetallic Compound,IMC）以及力学性能的影响,得出以下结论:（1）基于Sn90Pb、Sn95Pb钎料中Sn含量相比于Sn80Pb钎料少,同一周期中Sn80Pb/Cu凸点界面IMC的厚度始终明显大于Sn90Pb/Cu、Sn95Pb/Cu;界面化合物Cu6Sn5转化为（Cu,Ni）6Sn5+Ni3Sn4两层后,在低冲击周期（0至2500）时Sn80Pb/Ni、Sn90Pb/Ni和Sn95Pb/Ni凸点界面IMC总厚度相差较大,而高冲击周期（3500至5500）时三种凸点面IMC总厚度相近。随着快速热冲击周期的增加,Sn80Pb/Cu、Sn90Pb/Cu、Sn95Pb/Cu、Sn80Pb/Ni、Sn90Pb/Ni、Sn95Pb/Ni六种凸点界面的左右拐角处均出现了宽度和深度不等的裂纹;在同种含铅量下,低周期时Ni焊盘凸点抗裂纹扩展优于Cu焊盘凸点,高周期时反之。在相同周期下,同种含铅量下Ni焊盘凸点剪切强度高于Cu焊盘凸点。（2）Cu/Sn-xPb/Cu焊点上下界面IMC为Cu6Sn5,Ni/Sn-xPb/Ni焊点上下界面IMC为（Cu,Ni）6Sn5+Ni3Sn4;Cu/Sn-xPb/Ni焊点下侧Cu界面IMC为（Cu,Ni）6Sn5,上侧Ni界面IMC为（Cu,Ni）6Sn5+Ni3Sn4。随着快速热冲击周期的增加,Cu/Sn80Pb/Cu、Cu/Sn90Pb/Cu、Ni/Sn80Pb/Ni、Ni/Sn90Pb/Ni、Cu/Sn80Pb/Ni、Cu/Sn90Pb/Ni六种焊点上下界面的四个拐角处出现了宽度和深度不等的裂纹;钎料为Sn80Pb时不同焊点抗裂纹扩展的性能遵循规律为Cu-Ni＞Cu-Cu＞Ni-Ni,钎料为Sn90Pb时不同焊点抗裂纹扩展的性能也遵循上述规律。（3）六种原始焊点断裂发生在钎料基体内部,断口形貌均以韧窝为主,为韧性断裂。随着快速热冲击的进行,焊点断口处韧窝的密度降低,以大韧窝为主。钎料为Sn80Pb时,三种不同焊点在0周期时的拉伸强度遵循规律为Ni-Ni＞Cu-Ni＞Cu-Cu;随着快速热冲击周期的增加,最大下降幅度遵循规律为Ni-Ni＞Cu-Ni＞Cu-Cu。钎料为Sn90Pb时,三种不同焊点在0周期时的拉伸强度遵循规律为Cu-Ni＞Cu-Cu＞Ni-Ni;随着快速热冲击周期的增加,最大下降幅度遵循规律为Cu-Ni＞Ni-Ni＞Cu-Cu。