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目前市面上发展成熟的Sn-Ag-Cu系无铅钎料因其熔点较高，对基板材料和元器件的耐热性提出更高的挑战。而低温钎料对热敏器件以及低温环境下作业的装置具有不可替代的作用，同时温度的降低也能减少生产成本。基于这些优势，低温钎料在各行业应用也十分广泛。 本文针对光纤陀螺核心器件这一应用对象，研制固相线温度不超过110℃的低温无铅钎料，并使焊点在-55℃到85℃范围内的热冲击载荷作用下，满足失效循环次数大于50周的热冲击性能要求。根据上述目标，对Sn-Bi-In系低温钎料和接头的显微组织、物理性能、润湿性能及力学性能进行研究。 对Sn-Bi-In钎料的显微组织进行观察研究。结果表明:In含量为12wt％时，钎料的显微组织中包括β-Sn相、Bi相和InBi中间相，Bi相和InBi相所占比例随着Bi含量的减少而降低。钎焊接头界面处的金属间化合物(IMC)主要由Cu6Sn5组成，随着Bi含量的增加，IMC层的厚度也有所增大。 对钎料的熔化特性和润湿性进行研究。结果表明:In含量较高的钎料，其DSC曲线都存在明显的液化吸热峰，In含量的增加会导致合金的熔化峰整体向低温处偏移，且钎料的铺展面积也随In含量的减少而降低。当In含量为12wt％时，钎料在80℃附近都发生固态相变，在100-103.6℃温度区间都开始熔化，且随Sn含量的增加，钎料的熔程先减小后增大，铺展面积先增大后减小。 研究钎料的力学性能可知:钎料的硬度随着In含量的增加而降低，随着Bi含量的增加而增大。钎料基体与钎焊接头的抗拉强度和断后伸长率都随着Bi含量的增加而降低。相同的钎料成分，合金基体的强度大于钎焊接头的强度。钎焊接头的断裂都属于脆性断裂，包括钎料/IMC混合断裂以及全IMC断裂两种方式。 对钎焊接头的可靠性进行研究。结果表明:热冲击后同种成分钎焊接头，IMC层厚度随冲击次数的增加而增大;相同热冲击次数，IMC层厚度随Bi含量的增加而增大。热冲击循环应力作用下，接头界面气孔处会产生应力集中，又由于母材和钎料热膨胀系数的不匹配，最终导致接头失效。Bi含量不超过41wt％的钎焊接头的失效循环次数不少于60周，满足课题的抗热冲击性能要求。 综上结果表明:50Sn-38Bi-12In钎料合金（10号）的熔点、熔程、润湿性能、力学性能及热冲击性能整体符合课题的技术指标要求。