本世纪初欧盟颁布并实施了RoHS和WEEE两个指令，含铅、镉钎料的使用受到很大限制，全球钎料工作者都在寻找替代的钎料。在开发出的新型钎料合金化的相关研究中，银元素始终是最重要的合金元素，且在钎料性能的改善中起着难以代替的作用，据此开发出的Sn-3.8Ag-0.7Cu无铅钎料则被认为是最具潜力能够替代Sn-Pb钎料的产品之一。然而，银是稀缺资源，白银价格波动极大，共晶成分的Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料的成本已经无法满足制造业的需要，研发“第二代”低银钎料迫在眉睫。本文以银含量降低至0.3wt.%的超低银Sn-0.3Ag-0.7Cu钎料为研究对象，在添加稀有金属 Ga的基础上，继续添加稀土元素 Pr来改善Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga的性能，系统地研究了不同的Pr元素含量对钎料组织和性能的影响，并对其作用机制进行了深入的探讨。　　采用润湿平衡法测定 Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-xPr钎料的润湿性能，结果表明，升高温度、添加Pr元素都可以显著改善钎料的润湿性能，当钎料中Pr的添加量为0.06wt.%时，钎料的润湿时间最短、润湿力最大，即具有最佳的润湿性能。但是，过量添加Pr元素反而会使钎料的润湿性能下降。　　观察Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-xPr钎料的显微组织，发现钎料中添加适量的Pr元素可以细化基体组织，降低金属间化合物颗粒的尺寸，使其均匀弥散分布在钎料基体中。这是因为在凝固时，稀土元素Pr先与Sn反应，生成硬脆的PrSn3相在界面处优先析出，阻止了钎料中Sn原子的扩散，从而较好的抑制了Cu6Sn5相颗粒的长大。当Pr元素添加量在0.06wt.%左右时，超低银钎料具有最均匀弥散的组织，Pr元素可以起到细晶强化和第二相强化的作用。但当其含量超过0.12wt.%时，钎料基体中的PrSn3相会聚集成块状黑色相，对基体组织产生不利的影响。　　选取出Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga、Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-0.06Pr、Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga-0.5Pr三种钎料进行力学性能试验研究。首先采用纳米压痕试验的方法测试不同钎料在室温下的蠕变应力指数n，分别为4.48，6.19以及5.53，适量Pr元素的添加可以增加钎料的抗蠕变性能，这是因为蠕变变形主要由位错的攀移机制控制，而细化的组织则可以较好阻碍位错的攀移运动。对不同钎料焊点的抗剪切强度进行测试，发现添加Pr元素可以显著改善钎料焊点的力学性能，当 Pr元素含量为0.06wt.%时，焊点的抗剪强度达到最大值73.5N，相比未添加 Pr元素的Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.5Ga/Cu钎料焊点提高了接近18.5%。　　观察钎料焊点经过150℃恒温时效后界面化合物形貌，发现随着时效过程中，三种钎料焊点界面层的长大是由扩散机制控制的，界面层厚度的增加与时间的平方根成正比。添加0.06wt.%Pr元素的焊点界面相对均匀、平坦，厚度也明显较其它成分焊点界面薄。虽然时效后焊点的力学性能均呈现下降趋势，但0.06wt.%Pr的钎料焊点始终具有最佳的抗剪强度，说明Pr元素对钎料焊点界面化合物层的生长有明显的抑制作用，降低了焊点界面化合物层的生长速率，从而保证了焊点始终具有较高的力学性能，提高了焊点在恒温时效条件下的可靠性。