随着微电子技术的快速发展,铜内连导线的失效问题日益受到关注。本文基于表面扩散和蒸发—凝结的经典理论及其弱解描述,建立描述应力迁移、电迁移诱发表面扩散下微结构演化的有限单元法,对铜内连导线中沿晶微裂纹的不稳定外形演化进行了有限元模拟。主要内容和结论如下:基于微结构演化动力学的基本理论框架,分别推导了应力迁移、电迁移诱发表面扩散下微结构演化的有限元控制方程。建立了应力迁移、电迁移下铜内连导线中二维沿晶微裂纹的演化模型,编制了相应的有限元程序。在充分验证该程序的精确度与可靠性的前提下,对沿晶微裂纹演化过程进行数值模拟。通过对应力迁移诱发表面扩散下铜内连导线中沿晶微裂纹演化的有限元分析,发现如下规律:在双向受拉载荷下,椭圆形沿晶微裂纹演化分节存在临界外载和临界形态比;裂腔分节的时间随着形态比或外载增大而减小;分节的时间与临界外载随着线宽的增大而增大;在外载作用下沿晶微裂纹比晶内微裂纹分节时间少,分节时间随着晶界能与表面能比值的增大而减少。通过对电迁移诱发表面扩散下铜内连导线中沿晶微裂纹演化的有限元模拟,得出如下结果:沿晶微裂纹演化分节存在临界电场和临界形态比;电场和形态比的增大将有助于裂腔的分节并且加速微裂纹分节;分节的时间与临界电场值都随着线宽的增大而增大;电致生热会使得沿晶微裂纹的临界电场值增大;在电场作用下沿晶微裂纹比晶内微裂纹分节时间少,晶界的存在有助于加速裂腔分节。