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在倡导绿色环保的现代制造业中，电子封装领域钎焊连接材料正实施由传统Sn-Pb钎料到无铅钎料的转变。Sn-Zn系无铅钎料凭借熔点与Sn-37Pb接近、成本低以及良好的焊点力学性能等优点成为目前最具潜力的无铅钎料之一。但是，Sn-Zn钎料合金中Zn元素的存在导致合金润湿性及抗氧化性等方面的不足阻碍了该合金的推广应用。为解决这些问题，一方面，研究和开发Sn-9Zn配套使用的助焊剂改善钎料的润湿性问题；另一方面，通过合金化的方式改善钎料合金的性能。本文首先研究了Sn-9Zn钎料的专用助焊剂。根据正交试验结果得到助焊剂主要成分：10wt.%环氧树脂、5wt.%戊二酸、20wt.%甲基磺酸亚锡、10wt.%三乙醇胺以及55wt.%无水乙醇。在助焊剂研究的基础之上，研究添加稀土元素Nd对Sn-9Zn钎料合金润湿性能、抗氧化性能、焊点力学性能及可靠性等方面的影响，并分析稀土元素Nd的作用机制。研究结果表明：在235℃，采用上述助焊剂、NH4Cl-ZnCl2水溶液及免清洗助焊剂三种不同助焊剂条件下，微量稀土元素Nd的添加对Sn-9Zn钎料合金在Cu基板上润湿性能的影响规律相似，Nd的添加量在0.06wt.%时钎料的润湿性能最佳，且本文中研究的助焊剂助焊效果明显优于其余两种。稀土元素Nd的添加可以提高钎料的抗氧化性，改善钎料在Cu基板上的润湿性。但当Nd元素的添加量较大时，表面生成的稀土氧化物增多会降低钎料的抗氧化性，使钎料的润湿性能下降。Nd的添加可以细化钎料的基体组织，抑制钎料/Cu基板界面处金属间化合物层厚度的增加，提高Sn-9Zn-xNd/Cu钎焊接头的力学性能。当Nd含量增加超过0.1wt.%时，钎料基体中的脆硬稀土相NdSn3向界面处迁移，焊点断裂处向钎料与金属间化合物附近靠近，力学性能下降。时效过程中，由于Cu、Zn原子的相互扩散，Sn-9Zn/Cu和Sn-9Zn-0.06Nd/Cu界面处Cu5Zn8金属间化合物层的厚度不断增加，钎焊接头的力学性能下降。Sn-9Zn-0.06Nd钎料中Nd的添加降低了Zn的活性，减缓Zn元素的扩散。在相同的时效时间下，Sn-9Zn-0.06Nd/Cu界面处金属间化合物层厚度低于Sn-9Zn/Cu钎焊接头，焊点强度较高。时效360h室温放置20h后，Sn-9Zn-0.5Nd钎料基体及Sn-9Zn-0.5Nd/Cu界面处出现大量白色棒状Sn须。因此，综合考虑Sn-9Zn-xNd钎料的性能，Nd的添加量为0.06wt.%时性能最佳。