张青科等人[25]研究SnBi/Cu界面Bi偏聚机制与时效脆性的抑制。结果表明，SnBi-Cu液态反应会形成Cu6Sn5，在此过程中，Bi原子会进入刚形成的化合物Cu6Sn5。时效以后，与Cu基板接触的Cu6Sn5会与Cu基板继续反应向Cu3Sn转变，同时Bi原子会在界面处偏聚形成偏聚核心，继续扩散来的Bi原子在此扩散受阻，发生偏聚。添加合金元素Ag和Zn可以有效地抑制Cu3Sn的形成，减少Bi原子的析出，从而抑制Bi偏聚形核。同时Bi在添加合金元素Ag和Zn的合金化Cu基板中的溶解度会增加，从而减轻界面Bi偏聚。进而界面Bi偏聚减轻后，焊接接头在拉伸和疲劳载荷下就不会发生脆性断裂。并且高温容易造成Bi原子的偏聚，因此适当降低温度可以显著减少Bi原子在界面处偏聚，增强合金的强化的效果，满足工艺要求。

黎俊[26]研究合金元素Ag对SnBi界面和可靠性的影响。经研究结果表明，如图1-2所示，回流后，在Sn-4。8Bi-2Ag/Cu界面上会出现扇贝状的Cu6Sn5金属间化合物，当金属间化合物互连间距为 100μm、50μm和20μm时，钎料基体主要是富含Sn相，内部镶嵌有Ag-Sn化合物、白色Bi相和脱落的Cu6Sn5；当互连间距为10μm时，钎料内部主要是Sn基体，其他相较少，当互连间距为100μm和50μm时，白色的Bi相均匀分布在钎料中，互连间距减小20μm和 10μm后，白色的Bi相偏向于聚集在界IMC处。

图1-2 不同SOH下 Cu/Sn-4。8Bi-2Ag/Ni 焊点的扫描电镜图片

(a) SOH＝100μm  (b) SOH＝50μm  (c) SOH＝20μm  (d) SOH＝10μm[26]

    Sn-4。8Bi-2Ag/Cu界面的断口进行分析，结果表明，没时效前，在互连间距为100μm和 50μm 时，焊点会在金属间化合物和Sn--4。8Bi-2Ag钎料的接触面处断裂，而当互连间距 20μm和10μm时，焊点则在金属间化合物和Sn-4。8Bi-2Ag钎料接触面处断裂；随着时效时间的增加，互连高度会逐渐减小，焊点的断裂逐渐由一侧金属间化合物和Sn-4。8Bi-2Ag钎料接触面断裂向一侧金属间化合物和Sn-4。8Bi-2Ag钎料接触面断裂，最终转为从一侧的Cu6Sn5 与Cu3Sn 的接触面处断裂。程东海等人[27]研究Sn-58Bi-Ag低温复合钎料/Cu界面组织。结果表明，通过在Sn-58Bi钎料中添加Ag颗粒增强质点制备新型了Sn-58Bi-Ag低温无铅钎料，结果表明，添加合金元素Ag可以抑制Bi元素在SnBi/Cu界面处的偏析，Ag3Sn相会在焊缝组织中析出，且细化了焊缝的组织。在恒温时效处理时，合金元素Ag可以有效降低Sn- 58Bi/Cu钎焊接头界面金属间化合物(IMC)的生长速度，从而减小界面IMC层的厚度。

    何洪文等人[28]研究了金属间化合物的形成对Sn-Bi钎料的影响。结果发现：在温度为100℃的环境温度和 3×10 3 A/cm 2的电流密度下，在Cu/Sn-58Bi焊点/Cu焊点的正极和负极Cu基板上发现晶须的生长。这些晶须的成分是Sn和Bi的混合物，而不是单纯的Sn或Bi的一种，并且是以Bi钎料为主要成分，Sn的含量很少。在热量和电迁移的共同作用下，Sn-Bi钎料会向Cu基板上发生扩散迁移，从而会在Cu基板上形成较薄SnBi钎料的镀层。Cu6Sn5金属间化合物的形成会促使晶须的生长，并且氧化作用也会促进晶须的生长。金属间化合物的形成会导致钎料内部之间产生压应力，这是导致Sn-Bi钎料产生晶须的最直接的原因。

吴翠平[29]添加稀土元素对SnBi系钎料合金微观组织和界面的影响。添加0。5wt。% RE，会导致少量脆性富Bi出现在基体组织中，从而会导致SnBiAg钎料合金的显微硬度的增加也会变得缓慢；钎料与基板之间界面处的化合物Cu6Sn5的生长会受到抑制，这是因为添加稀土元素会导致Sn元素的活性受到抑制，从而使生成Cu6Sn5化合物的驱动力下降。通过对Sn57Bi1Ag-xRE/Cu（x=0, 0。25,0。5,0。75和1。0）钎料合金微观组织演变的研究发现：微量稀土元素量的增加，会导致Sn57Bi1Ag-xRE钎料的固相线有所下降,糊状温度区间略有上升，在SnBi钎料中添加稀土元素，钎料中富Bi相会得到细化。但是稀土元素的存在也会带来另一方面的问题，即稀土元素会和Sn、Bi元素反应，形成RE（Bi,Sn）3金属间化合物，从而会降低稀土元素对Bi元素的吸附作用，进而加快了富Bi相的生长。稀土元素的吸附作用会降低钎料和基板界面处金属间化合物的形成。对老化后的SnBiAg-xRE/Cu接头与基板界面处金属间化合物的生长规律进行研究。结果表明：稀土元素对钎料与基板之间的Cu6Sn5的影响，会导致界面处金属间化合物的厚度和生长也受到影响。稀土元素对金属间化合物的影响有两方面，一是会细化富Bi相，从而抑制金属间化合物的生长，另一方面，会减弱对富Bi相枝晶的吸附作用，从而促进金属间化合物的生长。研究了Sn58Bi/x（x=Cu，Ni/Cu，Au/Ni/Cu，Ag/Cu和Zn/Cu）焊接接头微观组织及界面金属间化合物层的演变。研究发现：钎料与不同的基板焊接，接头与基板之间的金属间化合物的不同，化合物的厚度也不一样。焊接接头电镀Au和Ag，会在接头的微观组织中出现长条状的AuSn4和Ag3Sn。Sn58Bi/x的焊接接头电镀Au和Ni元素后，会使得微观组织中的富Bi相尺寸减小，从而使富Bi相得到了细化。与没有电镀相比，电镀所有元素后的界面处金属间化合物层的厚度增加。这说明电镀所有元素后，界面处的金属间化合物没有得到抑制。