在相对较低温度下制备可用于高温服役的焊点,是现代电子封装的发展趋势和半导体行业的关注焦点。In-48Sn钎料较低的熔点不仅有利于低温封装,还可大大降低焊点制造成本。采用强化颗粒调控焊点结构和焊点内部金属间化合物(Intermetallic Compound,IMC)的生长行为以增强焊点稳定性,并使用瞬态液相(Transient Liquid Phase,TLP)封装技术制备高可靠性封装焊点,以期实现应用于高温复杂服役环境的高可靠性封装焊点。本文通过TLP技术研发In-48Sn-xAg复合钎料,研究了 Ag含量(20,30,40,50,60,70wt.%)对焊点显微组织、IMC、剪切性能及断口形貌的影响规律,得出较优的Ag颗粒添加量。以优化钎料成分为对象优化键合工艺(压力、温度以及时间),研究金属间化合物及柯肯达尔空洞生长行为和焊点剪切性能。在此基础上制备Cu/In-Sn-50Ag-x(Ni-CNTs)/Cu,研究 Ni-CNTs 含量(0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.1 wt.%)对焊点的微观组织、连接界面及其力学性能的影响规律。在最优钎料成分的基础上制备了 Cu/In-Sn-50Ag-0.07(Ni-CNTs)/Ni焊点,研究了 Cu-Ni交互作用下焊点组织,IMC生长行为及力学性能的变化规律。研究了 In-Sn-xAg(x=20～70wt.%)钎料焊点的显微组织、力学性能,并对焊点的剪切断口进行分析。结果表明:添加50 wt.%的Ag颗粒焊点界面IMC厚度最为适中,界面扩散反应区的IMC为Cu3(In,Sn)相,原位反应区组织为高熔点Ag颗粒+Ag3In相组成。随着键合时间的增加,AgIn2相最终完全转变为Ag3In相。焊点的剪切强度随Ag含量的增加呈先增大后减小的趋势,50 wt.%Ag时焊点剪切强度达到峰值,为18.3 MPa。焊点的剪切断裂由韧脆混合断裂转变为脆性断裂。研究了工艺参数对In-Sn-50Ag复合钎料焊点的显微组织演变、界面IMC层生长行为与力学性能的影响规律。结果表明:最佳的键合工艺参数为3MPa-260℃-10min。界面Cu3(In,Sn)IMC层厚度随键合压力的升高呈现先增加后缓慢降低的变化趋势,适当增加压力可极大促进IMC的生长速率。随着键合温度的升高,界面IMC由Cu11In9相转变为Cu6(In,Sn)5相,最终生成Cu3(In,Sn)相,原位反应区由AgIn2相+Ag颗粒+Sn颗粒+β-In3 Sn相+富In相逐渐生成Ag9In4相+Ag颗粒,当温度超过260℃时完全由Ag3In相+Ag颗粒组成。剪切强度随压力、温度及时间的增加呈先上升后下降的趋势,焊点的断裂由脆性断裂转变为韧性断裂。研究了 Ni-CNTs含量对复合钎料焊点的微观组织与力学性能的影响规律。结果表明:添加Ni-CNTs能减小复合钎料的扩散系数,有效抑制Cu3(In,Sn)IMC层的生长。且Cu3(In,Sn)IMC层由扇贝状转变为双层结构,原位反应区Ag3In相明显被细化,CNTs与钎料基体通过Ni3Sn4相形成稳固连接。随着Ni-CNTs含量的增加,焊点剪切强度呈现先增加后减小的趋势,在碳纳米管含量为0.07 wt.%时焊点的剪切强度达到峰值为41.5MPa,对焊点断口形貌分析表明,碳纳米管可通过弥散强化及载荷传递作用强化焊点的剪切性能,断裂机制由韧脆混合断裂模式转变为韧性断裂模式。研究了 Cu/In-Sn-50Ag-0.07(Ni-CNTs)/Ni焊点组织,IMC生长行为及力学性能。结果表明:在Cu/In-Sn-50Ag-0.07(Ni-CNTs)/Ni焊点的制备过程中,由于Cu-Ni交互作用,导致Cu基板侧的IMC生长速率大于Ni基板侧。Cu基板侧的Cu3(In,Sn)金属间化合物由扇贝状转变为海藻状。Ni侧金属间化合物由疏松的颗粒堆叠状Ni3Sn4相转变为致密的层状(Cu,Ni)6Sn5。由于Cu/Solder和Ni/Solder界面金属间化合物界面的Jackson因子不同,导致了晶粒的界面形貌存在差异。随着键合时间的增加,焊点剪切强度呈现先增加后减小的趋势,在键合时间为60min时焊点的剪切强度达到峰值。焊点的剪切断裂机制均为脆性断裂,断裂位置由Ni基板侧逐渐向Cu基板侧迁移。