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电子封装是集成电路制造的第三大领域,随着集成电路制造工艺的迅猛发展,工艺线宽的不断降低成为制约集成电路沿摩尔定律发展的最大瓶颈。先进封装技术的发展能很好的实现芯片的高密度封装,先进封装技术不仅能克服高密度需求,还能跟随集成电路按照摩尔定律的发展而发展。圆片级封装(Wafer Level Packaging, WLP)通过直接在晶圆上对芯片进行封装、测试和切割,大大提升了生产效率。WLP因更小的形状因素,优良的电学性能和散热性能以及较低的制造成本,广泛应用于各种便携式电子产品中,WLP跌落可靠性非常重要。再布线圆片级封装通过对芯片焊区的重新构造以及无源元件的集成可以提升封装密度、降低封装成本。针对再布线结构的封装可靠性,本文按照JEDEC标准(1500G,0.5ms)对再布线圆片级封装样品进行了板级跌落试验,采用高速数据采集仪进行实时信号检测并记录瞬态失效前样品的跌落次数。运用Weibull统计方法分析计算样品的特征寿命,探讨不同点位、不同节距和焊球尺寸的再布线结构对器件可靠性的影响,分析了再布线结构和铜凸块结构的圆片级封装在跌落试验条件下的可靠性和失效机理。通过剖面制样,运用数字光学显微镜进行失效分析。在实验的基础上,通过有限元(Finit Element Analysis,FEA)建模,运用瞬态动力学工具分析样品的实时应变和应力,对再布线圆片级封装的可靠性和失效机理进行深入的阐释。板级跌落可靠性研究表明,芯片侧的失效发生大多发生在芯片与焊点界面处。相对于传统的单芯片封装,圆片级封装在芯片表面上集成了多种材料的薄层：缓冲层、凸点下金属化层、凸点等,不同材料之间的界面问题变得更加突出。因此,通过热学测试手段专门针对WLP器件凸点界面的可靠性进行了研究,通过高温老化和多次回流对样品进行热处理,采用SEM、TEM等形貌表征手段对WLP芯片UBM界面微结构进行表征,分析界面相的生长行为和评估UBM的粘附层Ti层的热稳定性。