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国际无铅化的实施,电子焊料已大部分从有铅转向无铅,无铅焊料中Sn30Ag0.5Cu（SAC3005）焊料合金具有良好的可焊性和抗热疲劳性使其成为替代SnPb37共晶合金的候选者之一,但是其熔点比SnPb共晶高出很多,而且高银带来的高成本限制了其广泛应用。因此本文从焊料合金性能、成本和对环境、人体健康的影响三个方面考虑,对发展潜力较大的SnBiCu焊料合金进行研究。本文通过熔炼法制备了SnBi（10-25%）Cu（0.3-0.7%）焊料合金及焊料/Cu基板焊点,并在此最佳配方的基础上添加微量Ag、Ce元素改善焊料性能。采用Thermo-Calc软件、XRD、扫描电镜、金相显微镜分析焊料的相析出、组织结构及界面金属间化合物形貌和厚度,采用DSC、润湿天平、万能材料试验机分析焊料的各项性能。分别研究了Bi、Cu元素对SnBiCu基础合金以及微量元素Ag和Ce对Sn20Bi0.7Cu焊料合金的性能、组织结构与界面结构的影响,着重分析了焊料组织结构与宏观性能的内在关系。通过研究分析期望得到能取代SnPb共晶的SnBiCuAgCe焊料合金配方。研究结果表明:1、Bi元素能够有效降低焊料的熔点,但同时会使熔程增大在凝固过程中焊料基体中产生更多缺陷。Bi含量的增加会在界面金属间化合物（IMCs）和焊料之间形成一阻隔层,一定程度上降低了化合物的生长速度,但由于Bi是脆性相容易引起断裂,因此Bi的含量不宜超过20%。Cu含量的增加会改变凝固过程中相的析出顺序,当Cu含量超过0.5%时液相中最先析出的是Cu6Sn5,会起到第二相强化以及细化晶粒的作用。但是Cu含量过高会引起Cu6Sn5相在老化过程中的聚集长大造成微裂纹的产生。2、添加Ag后的Sn20Bi0.7CuAg焊料合金在凝固过程中的相析出顺序为Cu6Sn5、β-Sn、Ag3Sn、Bi。Ag3Sn具有的表面吸附效应能细化基体组织,有效阻止金属间化合物的长大对界面处孔洞和微裂纹的产生有一定的抑制作用且SnBi共晶偏析尺寸减小。Ag能有效降低焊料的熔点,但对熔程的影响不大,随着Ag含量的增加焊料的抗拉强度、伸长率、屈服强度以及断裂强度是越来越高的表明力学性能越来越好,当Ag含量为1.0%时焊料的力学性能达到最佳。3、在Sn20Bi0.7Cu1.0Ag焊料合金中添加稀土元素Ce后,β-Sn相得到细化且SnBi共晶区域和富Sn相之间的距离减小,时效过程中金属间化合物向SnBi共晶中偏聚的现象得到抑制,组织分布均匀,因此能很大程度提高焊料的弹性模量、屈服强度以及伸长率。Ce元素能降低焊料的熔点和熔程,0.05%含量的Ce对焊料合金的润湿性能和铺展性提升很大。综上所述,通过对焊点界面结构金属间化合物形貌、厚度以及焊料合金综合性能的分析,通过调控焊料合金中Bi、Cu、Ag、Ce元素的含量,焊料的最佳配方是SnBi20Cu0.7Ag1.0Ce0.05。