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锡铜系无铅钎料是微电子焊接技术中常用的一类无铅钎料,其抗蠕变性能关乎产品的使用寿命。本文利用自制的压入蠕变试验装置,在温度为60～100℃,应力为21～27MPa的条件下对Sn-0.7Cu、Sn-1.5Cu、Sn-2.3Cu、Sn-3.1Cu四种不同铜含量的锡铜无铅钎料进行压入蠕变行为研究,并分析了相应的蠕变机制,讨论了铜含量对其蠕变性能与组织的影响,此外还研究了不同冷却速率下制备的Sn-0.7Cu无铅钎料的蠕变性能,确定了其影响规律。主要研究结论如下:1.在温度为60～100℃,应力为21～27MPa的实验条件下,Sn-0.7Cu、Sn-1.5Cu、Sn-2.3Cu、Sn-3.1Cu四种锡铜无铅钎料的应力指数n分别为3.45、4.69、5.07、5.43,稳态蠕变激活能分别为 33.4 KJ/mol、41.2 KJ/mol、54.7 KJ/mol、64.3 KJ/mol,稳态压入蠕变本构方程分别为:ε = 2.5 × 10-9σ3.45 exp(-33400/RT)ε = 1.69 × 1 0-13σ4.69 exp(-41200/RT)ε = 2.86 × 10-15σ5.07 exp(-54700/RT)ε = 2.9 × 1 0.12σ5.43 exp(-64300/RT)2.在温度为60～100℃,应力为21～27MPa的实验条件下,Sn-0.7Cu无铅钎料的压入蠕变变形机制主要由位错滑移控制,Sn-1.5Cu、Sn-2.3Cu、Sn-3.1Cu三种无铅钎料的压入蠕变变形机制主要由位错攀移控制。3.在温度为60～100℃,应力为21～27MPa的实验条件下,Sn-0.7Cu、Sn-1.5Cu、Sn-2.3Cu、Sn-3.1Cu四种锡铜无铅钎料的抗蠕变性能随着铜含量的增加而提高,其中Sn-0.7Cu钎料的抗蠕变性能最差,Sn-3.1Cu的抗蠕变性能最好。4.Sn-0.7Cu、Sn-1.5Cu、Sn-2.3Cu、Sn-3.1Cu四种锡铜无铅钎料的物相均由Sn和Cu6Sn5相组成,且在蠕变过程中并没有新相生成。在Sn-0.7Cu无铅钎料的组织中Cu6Sn5相主要以微粒的形式存在于共晶组织中,在Sn-1.5Cu、Sn-2.3Cu、Sn-3.1Cu三种无铅钎料的组织中Cu6Sn5相不仅以微粒的形式存在于共晶组织中,还以初晶的形式出现,且随着合金成分中Cu含量的增加,Cu6Sn5初晶和共晶组织中的微粒状Cu6Sn5相均增加,此外Cu6Sn5初晶会成为β-Sn的异质形核基底,促进β-Sn枝晶的形成和长大。5.试样在压入蠕变过程中,压头正下方半球形区域以及远离压头的区域未发生变形,其余部分为变形区域,在变形区域中,晶粒沿变形方向逐渐伸长。6.对于Sn-0.7Cu无铅钎料,在本实验条件下冷却速率越高试样的蠕变激活能越高,抗蠕变性能越好。提高冷却速率可细化β-Sn初晶和共晶组织,在共晶组织中Cu6Sn5微粒也就更分散更细微,能够更加有效的阻碍位错的运动,从而大大提高抗蠕变性能。若冷却速率过低,组织会变得粗大,长时间处在高温下的Cu6Sn5微粒也会集聚长大。