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电子产品的微型化对芯片封装提出更高层次的要求,为了顺应其发展,利用凸点来实现键合的芯片成为高密度封装形式应用于工业界的主流趋势。铜柱凸点因其兼具出色的传热和导电特性,尤其适合于应用在超细间距互连体系中。然而,它也有着自身的缺陷,在不断微小化的趋势下,施加在单个铜柱凸点之上的各种热载荷、电载荷以及机械载荷呈指数式暴增。因而研究热电耦合作用对于铜柱凸点的组织演变、界面金属间化合物（IMC）的形成和生长、孔洞的形成及演变规律,对提高其在三维封装互连结构中的可靠性有着不可忽视的指导作用。本文对50μm直径的铜柱凸点与Cu/Sn互连样片及凸点本身的可靠性进行测试和分析,着重考察互连的铜柱凸点在热电耦合共同作用下的可靠性。通过建立小型铜柱凸点互连样品,研究其在不同电、热迁移条件下,组织演变、界面金属间化合物生成和长大、孔洞的形成及演变规律,考察铜柱凸点互连样片的力学/电学等性能变化。主要内容和结论有:（1）电流密度对于铜柱凸点界面金属间化合物的影响显著,主要是由于电子风力带动金属原子发生定向迁移从而影响其相互扩散的过程。通电过程的发生,使得阴极和阳极的凸点界面IMC的生长出现极性效应。随着电流密度的增大,极性效应不断增强。由于Ni阻挡层的存在,Cu无法与Sn发生交互作用,因而只有Ni和Sn能够发生扩散,形成IMC。经能谱确认,该IMC的主要成分为Ni3Sn4。极性效应也体现在IMC的生长速度上。总的来说,在相同时间内,铜柱凸点Ni/Sn界面IMC的厚度为:阳极>时效>阴极。（2）温度同样对铜柱凸点Ni/Sn界面IMC有着明显的影响,其作用原理是通过提高金属原子的迁移率来加强扩散进程。温度越高,Ni/Sn相互扩散过程更加剧烈,生成的IMC极值厚度得到提高,同时极性效应也不断增强,在180°C时,铜柱上的焊料开始变软且沿着侧壁向下流淌。进而发现,侧壁的Sn和Cu/Ni反应生成IMC的过程符合时效时的扩散反应规律,未出现极性效应,原因可能是电子风力仅带来了纵向的动能。