随着电子产品不断朝着微型化和高性能化方向发展,传统的无铅SnAgCu(SAC)焊料已经不能满足相关性能要求,一些可靠性问题如电迁移、热迁移等缺陷在严苛条件下越来越常见。为此,有必要开发出一种新型的具有高性能和高可靠性的无铅焊料实现电路互连。本文通过粉末冶金方法成功制备了ZnO纳米颗粒增强SAC305的复合焊料,对Zn O增强相的残留率以及复合焊料的钎焊性能、组织演化和机械性能等进行了系统性的研究;并搭建了纯温度场的热迁移装置,对比研究了SAC焊料和SAC-1ZnO焊料的热迁移行为。元素含量测定结果表明初始添加的ZnO纳米颗粒只有12%残留在复合焊点中,这与ZnO增强相在球磨过程中从焊粉表面脱落及其在回流过程中被基体排出有关。随着Zn O纳米颗粒含量的增加,复合焊料的熔点几乎不变而过冷度有所下降;润湿性先提升后降低,在掺杂比例为0.5 wt.%时达到最优。相比于未掺杂焊料,复合焊料的基体组织有所细化,时效过程中界面IMC的生长也受到抑制;机械性能测试表明1 wt.%ZnO纳米颗粒的添加使得复合焊料的显微硬度提升17.9%,剪切强度提升10.1%,但焊点的断裂模式却变化不大。搭建的热迁移实验装置在焊料中产生的温度梯度为1020℃/cm,满足热迁移发生的条件。对焊料片两端界面微观组织的观察表明ZnO纳米颗粒的存在抑制了复合焊料中的热迁移效应,其原因为添加的ZnO增强相作为扩散阻挡层阻碍了焊料中Cu元素的扩散,降低了Cu原子的扩散通量。