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随着微电子器件的不断小型化，传统的SAC305无铅钎料的服役性能面临着严峻的挑战。焊点服役过程中，再结晶伴随着疲劳损伤致使焊点失效加快，而再结晶的产生机理与形变储能下位错的运动有关，所以在传统基体上加入增强相将会是一种提高无铅钎料性能的有效方法。 通过机械球磨在SAC305基体内分别添加了3wt.％的POSS（多面体低聚倍半硅氧烷）和0.05wt.％的CNTs（碳纳米管），制备了三种成分BGA焊球，进一步回流获得剪切样品和BGA器件;结果显示，添加3％POSS和0.05％CNTs后，钎料熔点相比SAC305钎料分别存在0.3℃与0.2℃的减小，润湿角分别减小了23％和11％;显微组织观察，复合钎料BGA焊点内β-Sn相和共晶组织明显细化，随着共晶组织间距减小，呈现类似于胞状的结构。加入3％POSS和0.05％CNTs后，BGA焊点显微硬度分别提升7％和10％，焊球剪切强度分别提高10％和7％，并且强化焊点趋于更大粘塑性变形区的混合断裂。断口形貌观察，SAC305焊点断口局部存在脆性断裂的大范围层状撕裂现象，韧性区的韧窝被明显拉长，形貌变小、变浅。强化焊点断面内韧性断裂区变大并且呈现明显的塑性变形，增多的抛物线状韧窝变得更宽和更深。 以焊点表面和完整器件两种形式对三种成分BGA器件进行热冲击实验，相同位置焊点的表面形貌和晶体取向演变通过SEM和EBSD进行表征，定期测定热冲击下完整器件电阻值。强化焊点与SAC305焊点基本保持一致的主晶粒有限化特点，添加POSS后焊点有明显多晶化趋势，少量偏移主晶粒呈15°以上取向差的小晶粒弥散分布。928周热冲击后，相同应力位置SAC305焊点界面与角落处产生明显长裂纹，并且产生明显再结晶晶粒，焊点内部产生大量滑移带和凸起，大量亚晶产生。增强颗粒下，相同位置焊点在界面和角落处只产生极少新晶粒和亚晶，焊点内部轻微凸起相对平整。结合L3焊点晶界图和取向差图，SAC305焊点变形区内15°-30°大角度晶界数量显著增加，同时5°-15°小角度晶界大量增多。POSS强化焊点内部仅有极少小角度晶界增加，CNTs强化焊点内15°-20°晶界轻微增加，没有明显再结晶现象，两种颗粒通过钉扎位错及阻碍晶界滑移的作用，延缓了再结晶进程进。最后结合热冲击下完整器件电阻监测，SAC305器件平均2875周电阻变为无穷大，焊点发生断裂，POSS、CNTs强化器件的平均失效时间分别为3250周和3138周。