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电子器件的多功能化、高性能、小尺寸等发展需求促进了高密度封装模式快速发展，单个IC裸芯片上的I/O引脚数量急剧增加，焊点尺寸下降，使通过焊点的平均电流密度大大增加，达到104A/cm2的数量级，引起焊点的电迁移失效。微小焊点中的晶粒个数十分有限，而β-Sn具有强烈的各向异性，因此研究有限晶粒焊点的电迁移可靠性是一个非常值得探讨的科学问题。本文对微互连焊点的电迁移失效机制进行了系统研究。首先分析了BGA结构焊点在热载荷和电流载荷下的失效机制及界面IMC和组织的的演化规律；然后采用EBSD对Sn3.0Ag0.5Cu和Sn0.7Cu的晶粒特征进行了分析，研究了电迁移失效特征和晶粒取向的关系；最后对BGA结构的焊点中电迁移的散度进行了计算，并分析了材料属性，结构参数对电迁移散度的影响。研究结果表明：电流载荷下，凸点中存在电流塞积，界面IMC生长具有极性效应，阴极IMC层快速溶解，Cu和Ni原子大量溢出导致阴极焊盘出现凹陷，最终形成断路失效，阳极大量树枝状（CuNi）6Sn5富集；阴极界面存在IMC生长和分解的平衡，电流密度较大时，IMC分解速度大于生长速度，厚度减小，电流密度较小时，电子风提供能量减低，IMC分解作用减缓，厚度增加；原子的定向移动会使焊点中建立起应力梯度，加速了Cu/Cu3Sn界面的Cu大量的向钎料基体溢出，促使了阳极Kirkendall空洞的形成； Pb在电子风力作用下向阳极迁移形成富集，同时Sn向相反方向移动，在阴极形成富集；对接Sn0.7Cu接头中含有多个晶粒，电迁移失效机制与阴极界面处Sn晶粒取向有关，晶粒的C轴与电流方向平行，Cu原子向阳极扩散加剧，阴极IMC迅速溶解同时焊盘出现凹陷，界面前沿产生裂纹；Sn3.0Ag0.5Cu对接接头通常得到存在片层状孪晶结构的单晶焊点，且β-Sn处于Cu原子扩散的“差取向”，阴极IMC分解缓慢；通电后，Sn晶粒数量增多尺寸减小，孪晶取向关系减弱，晶粒间取向差角变均匀；通电BGA焊点中，电子迁移的程度要大于温度迁移和应力迁移， SnPb相比SnAgCu焊点更容易迁移，引线宽度减小，电流塞积因子增大，产生焦耳热增多，焊点温度升高，电流迁移和热迁移的最大值也相应增大；焊点尺寸增加，最大电流密度减小，焊点温度降低，焊点越不易发生电迁移失效。