Sn-37Pb钎料由于其优异的软钎焊性能已被广泛应用在电子封装领域数十年,但是由于Pb元素危害环境以及人类的健康,因此,无铅钎料的研究近年来掀起了一股热潮。Sn-58Bi钎料熔点低（138℃）,作为一种低温无铅钎料,对于耐热性能差的电子器件中的钎焊连接,Sn-58Bi钎料展现出了很大的优势。但是,Sn-58Bi钎料同样存在着一些不可忽视的问题,在重熔服役和等温时效过程中,Cu-Sn系统界面间的金属间化合物（Intermetallic Compound,IMC）粗化严重,影响了焊接接头的可靠性。此外,液态的Sn-58Bi钎料在冷却过程中易形成粗大不规则的硬脆富Bi相,使得钎料的延展性能很差,这是亟待解决的问题。本课题通过添加石墨烯微片（Graphene Nanoplatelets,GNPs）或三氧化二钇（Y₂O₃）来改性Sn-58Bi钎料,对其解决上述问题的可行性进行研究和讨论。研究结果表明,添加GNPs/Y₂O₃后,Sn-58Bi复合钎料的密度和熔点并没有明显的改变。对其显微硬度进行测试,研究结果发现:0.05wt.%GNPs以及0.1wt.%Y₂O₃对Sn-58Bi复合钎料具有细晶强化的作用,其硬度明显提高。GNPs/Y₂O₃增强体的加入对Sn-58Bi复合钎料的润湿性具有一定的影响,随着增强体的加入,Sn-58Bi复合钎料/Cu基板间的接触角呈现先减小后增大的规律,其中,含0.05wt.%GNPs或0.1wt.%Y₂O₃的Sn-58Bi复合钎料/Cu基板间的接触角最小。对Cu-Sn系统界面IMC生长动力学过程进行研究,结果表明,在重熔服役过程中,0.05wt.%GNPs以及0.1wt.%Y₂O₃对Cu-Sn系统界面IMC的增厚具有一定的抑制作用,且Cu6Sn5颗粒的形貌随着重熔次数的增加,针条状的Cu6Sn5有向短棒状/长棒状转变的趋势。在90℃等温时效过程中,统计出不同时效时间下IMC的厚度,然后通过经验扩散公式可以得出Cu-Sn系统界面的原子扩散系数D,结果发现,0.05wt.%GNPs或0.1wt.%Y₂O₃的加入,使D降低,从而使得时效过程中IMC的增厚受到抑制。对时效过程中Cu6Sn5的形貌进行研究发现,0.05wt.%GNPs或0.1wt.%Y₂O₃的加入使得Cu6Sn5颗粒的表面粗糙度得到了降低。对Sn-58Bi复合钎料合金进行拉伸性能测试,研究发现,0.05wt.%GNPs或0.1wt.%Y₂O₃的加入对复合钎料合金的拉伸强度的提高不是特别明显,在70MPa左右。而0.05wt.%GNPs以及0.1wt.%Y₂O₃的加入使得复合钎料合金的延伸率都有很大的提高,其中,0.05wt.%GNPs/Sn-58Bi复合钎料合金延伸率提高了20.8%,0.1wt.%Y₂O₃/Sn-58Bi复合钎料合金延伸率提高了47.4%。对Sn-58Bi复合钎料/Cu焊点进行剪切性能测试,研究发现,0.05wt.%GNPs的加入使得焊点剪切强度提高了45.9%,0.1wt.%Y₂O₃的加入使得焊点的剪切强度提高了27.7%。