随着微电子工业与半导体领域的迅速发展,柔性电子设备在生物医疗、智能手机等领域得到了广泛应用。相比于传统刚性塑封器件,柔性电子设备在生产、服役过程中经历复杂变形会导致其异质界面发生界面层裂失效。本文针对柔性电子设备常见的分层失效问题,以封装时Cu薄膜与PDMS基材间异质界面为研究对象进行可靠性分析。首先针对生产中常见典型互连结构可靠性问题进行定性分析;其次,通过实验与有限元分析相结合的方法,对膜-基界面层裂萌生与扩展行为进行研究,探究一种测试界面强度的方法,旨在得到一组能够表征其界面性能的内聚力模型参数;最后利用此参数对实际服役过程中界面层裂萌生与扩展进行定量预测。具体研究内容如下:（1）通过共享节点法对互连结构界面进行可靠性分析。首先,从网格划分方法、网格密度、条件设置论证方法可行性。其次,对不同互连结构界面应力分布与失效形式进行分析,马蹄形、U形、直线形互连结构失效形式均是由于拉伸过程中局部应变增大导致的界面滑移失效,锯齿形互连结构失效形式是由于锯齿尖端发生法向翘曲引起的撕裂失效。最后,以局部应变量为指标,讨论了几何形状与材料参数对互连结构可靠性影响。（2）采用实验与仿真相结合的方法,得出一组能够表征Cu-PDMS界面层裂萌生及扩展的内聚力参数。首先设计一种适用于DMA Q800的加载块与约束导板相结合的实验加载装置,并详细介绍含预制裂纹实验样品制造方法;其次,通过拉伸实验测试得到了致使Cu-PDMS界面层裂的力-位移曲线;最后,基于实验数据采用理论计算的方法得到临界能量释放率,通过间接法反演求得极限拉伸强度,并对分离特性进行描述,仿真结果与实验所得具有一致性。（3）基于所求得双线性内聚力模型对直线形互连结构界面层裂萌生及扩展预测与表征。在弯曲模式下,无预制裂纹仿真分析中发现致使界面端处裂纹萌生最大法向位移约为2.2mm;在含有预制裂纹仿真结果中发现,随着弯曲位移的增加,界面端处与预制裂纹两端界面间层裂同时发生扩展,相同位移下预制裂纹距端处越远扩展越快。在拉伸模式下,无预制裂纹仿真分析中发现致使界面端处裂纹萌生的局部横向拉伸率约为15%;预制裂纹位于界面间时,界面层裂总是在预制裂纹的一侧开始;当预制裂纹位于Cu表面时,随着预制裂纹位置向端处移动,裂纹两侧界面层裂扩展长度均呈下降趋势。本文的研究方法可用于定量预测柔性电子设备膜-基结构界面层裂萌生与扩展,研究结果为柔性电子设备界面可靠性问题的更进一步研究提供基础和参考。