Sn-Pb钎料是微电子组装与封装技术中应用最为广泛的材料，但是，由于Pb的危害越来越引起人们的重视，同时，电子工业的发展对焊点的可靠性提出了更高的要求，因此，研制新型实用的无铅焊锡替代传统的Sn-Pb钎料成为近年来研究的热点。本文以Sn为基体，根据元素周期表及相关合金相图确定以Ag、Bi、Cu、In作为添加元素而形成新型Sn-Ag-Bi-Cu-In系钎料合金。实验首先从研究钎料合金熔化温度入手，采用正交试验设计方法对Sn-Ag-Bi-Cu-In系钎料合金的成分进行优化设计；研究该系列钎料合金的密度、导电性能、力学性能、可焊性及耐腐蚀性等物理化学性能，并与传统Sn₆₃Pb₃₇钎料合金进行比较分析；同时对钎料合金的显微组织形貌进行观察，并从组织结构来解释性能改善的原因：最后，对时效过程中无铅钎料／Cu的界面反应行为进行了观察分析，解释了界面化合物形态问题，并揭示时效阶段金属间化合物层（IMC）（Intermetallic Compound）生长行为及元素扩散行为。研究结果发现：对于Sn-Ag-Bi-Cu-In系钎料合金，熔化温度接近传统的Sn₆₃Pb₃₇钎料合金，且固-液相温度差较小；其密度约为传统Sn₆₃Pb₃₇的87％；电导率和热导率较传统Sn₆₃Pb₃₇钎料大8-19％；该钎料合金对Cu基体的润湿性能与传统Sn₆₃Pb₃₇相当；其拉伸强度和剪切强度远大于传统Sn₆₃Pb₃₇钎料合金，拉伸强度约为传统Sn₆₃Pb₃₇拉伸强度的2倍，但其塑性低于传统Sn₆₃Pb₃₇钎料合金，钎料合金断裂形貌为混合断裂；该钎料合金的耐腐蚀能力略高于传统的Sn₆₃Pb₃₇钎料；无铅钎料／Cu界面IMC形态由固液反应阶段的锯齿状向时效阶段的层状形态发展，其决定界面形态的主要因素是dG／dt；得出无铅钎料／Cu界面IMC生长符合t^1/2规律，为扩散控制机制，并计算出IMC生长速率常数K为0.12μm²/h。