在电子封装钎料的无铅化进程中,低温钎料因具有较低的焊接温度和较好的机械性能,在温度敏感元件焊接和分级封装中得到了广泛研究和应用。LED封装是一种典型的分级封装,因此低温钎料在LED封装中应用较为广泛。LED产品由于电光转换效率低,电能大部分转换为热能。因此,提高封装中焊缝的热导率和机械性能,对于提高LED封装结构的可靠性具有重要的意义。其中Sn58Bi共晶钎料因具有熔点低（139℃）、成本低、焊接性好、抗蠕变性能高等优点而被广泛应用在二级封装中。然而,Sn58Bi钎料组织中存在大量的富Bi相,钎料的脆性大,热导率低,无法满足大功率LED散热的需求。因此,本文设计并制备了添加微米铜颗粒和泡沫铜的Sn58Bi焊点,对钎料的焊接性、焊后封装热阻、微观压痕力学性能和抗时效性能等进行优化,并分析相应机理。通过研究微米铜颗粒的添加对复合焊膏焊接性的影响发现,当微米铜颗粒的质量分数（wt%）由0wt%增加到5wt%时,复合焊膏在铜基板上的铺展率仅出现略微下降;当微米铜颗粒的添加量大于5wt%时,复合焊膏在铜基板上的铺展率明显下降。当微米铜颗粒的添加量小于5wt%时,复合焊点的剪切强度与Sn58Bi焊膏相比未见明显下降;微米铜颗粒的质量分数由5wt%增加到20wt%时,复合焊点的剪切强度逐渐下降。建立了复合焊点中的气孔形成模型,发现当微米铜颗粒的添加量大于5wt%时,复合焊点中生成过量的金属间化合物阻碍了助焊剂的挥发,导致焊点内部产生气孔,降低了焊点的剪切强度。此外,添加5wt%微米铜颗粒后,Sn58Bi体钎料中粗大的富Bi相和富Sn相得到明显细化,进一步添加对体钎料的细化作用不明显。借助LED封装的热特性测试,研究了微米铜颗粒对复合焊点热导率的影响,当微米铜颗粒的添加量在0wt%～20wt%之间时,添加5wt%微米铜颗粒的焊缝热导率得到最大提升,由原来的18.89 W?m^-1?K^-1增加到26.60 W?m^-1?K^-1。通过建立LED封装的三维模型并进行有限元模拟分析,得到了焊缝热导率对LED芯片结温的影响,同时采用红外热成像仪对模拟结果进行验证,结果表明模拟温度与实测温度吻合良好。在焊缝中添加5wt%的微米铜颗粒对降低芯片结温最有效。此外,借助微米铜颗粒在体钎料中的分布规律,建立了微米铜颗粒在焊缝中的热量传递模型,并分析了传热机理和微米铜颗粒质量分数对热量传递的影响,微米铜颗粒作为具有高热导率的质点加速了焊缝中热量的传递。通过焊点的热时效测试,研究了焊点微观组织和界面IMC层在热时效过程中的演变规律。微米铜颗粒的加入抑制了Sn58Bi体钎料组织在热时效过程中的粗化。Sn58Bi/Cu微焊点的界面IMC层生长速率为0.035μm/h^1/2,而添加5wt%和10wt%微米铜颗粒焊点的界面IMC层生长速率分别为0.024、0.027μm/h^1/2,微米铜颗粒的添加抑制了界面IMC层的生长。随热时效时间的增加,三种成分微焊点的剪切强度均呈下降趋势,其原因是体钎料组织在热时效过程中发生粗化以及界面IMC层厚度的增加,二者共同作用导致微焊点的剪切强度下降。此外,添加5wt%微米铜颗粒的焊点在热时效前后的蠕变速率明显低于Sn58Bi焊点。5wt%微米铜颗粒的加入有效抑制了Sn58Bi体钎料组织的粗化,从而提高了焊点的抗蠕变性能。针对微米铜颗粒在Sn58Bi中过量添加会导致焊点内部产生孔洞等问题,本文选择泡沫铜对Sn58Bi焊点进行性能改善。在Sn58Bi焊点中添加泡沫铜后,焊点的微观组织得到细化。与Sn58Bi焊点相比,泡沫铜的添加细化了体钎料组织,从而使泡沫铜焊点的抗蠕变能力得到明显提升。同时,复合焊点在剪切测试过程中表现出优异的塑性变形能力,且在剪切测试结束后未发生脆性断裂,这是由于泡沫铜结构中存在大量的韧带,在焊点变形过程中表现出了良好的塑性变形能力,降低了Sn58Bi钎料合金的脆性。在100℃下热时效672 h后,体钎料中的泡沫铜消耗较少,可以在体钎料中稳定存在。此外,与微米铜颗粒相比,泡沫铜对Sn58Bi焊点组织的细化作用更加明显,同时在热时效过程中的消耗较少,性能更加稳定。