2.5D/3D封装技术迅速发展使得凸点互连尺寸持续减小,封装制造和服役过程中凸点互连结构内原子扩散与交互作用加剧,使凸点互连界面反应生成的金属间化合物所占整个凸点体积的比例增加,界面特性对互连结构可靠性的影响更加显著,亟需寻求新型的凸点下金属化层（Under Bump Metallization,UBM）材料应用到2.5D/3D封装中。纳米孪晶铜（nanotwinned Cu,nt-Cu）具有优异的导电性能、力学性能,更重要的是其可以利用低成本的电沉积法制备,并与目前的封装工艺相适应。因此,nt-Cu被认为是具有潜在应用前景的封装互连材料。本论文采用直流电沉积的方法系统研究了Cu2+/H+、添加剂种类与浓度、沉积电流密度对Cu镀层微观组织的影响规律,制备出具有不同孪晶片层结构、不同择优取向的nt-Cu镀层。并利用不同择优取向nt-Cu与Sn-3.0Ag-0.5Cu（SAC305）钎料回流焊形成互连焊点,探究择优取向nt-Cu微观组织对焊点回流及高温时效过程中界面金属间化合物Cu6Sn5和Cu3Sn生长行为的影响。本论文主要研究结论如下:1.电镀液阴极极化程度和沉积电流密度影响Cu镀层微观组织。随着电镀液极化程度和沉积电流密度的增加,Cu镀层微观组织由（110）择优取向nt-Cu向（111）择优取向nt-Cu向多晶Cu转变。调整Cu2+/H+制备出了含有竖直孪晶结构的（110）择优取向nt-Cu镀层;利用含明胶的低速基础镀液在3 ASD条件下制备出了含有水平孪晶结构的（111）择优取向nt-Cu镀层;利用含3-巯基-1-丙烷磺酸钠的高速基础镀液在40 ASD条件下同样制备出了含有水平孪晶结构的（111）择优取向nt-Cu镀层。电镀液极化程度和沉积电流密度的增加都加速了镀层内应力的累积,通过产生高密度孪晶片层结构释放内应力。2.择优取向nt-Cu微观组织影响初始Cu/SAC305焊点界面金属间化合物Cu6Sn5晶粒形貌。300℃回流30 s后,在（110）择优取向nt-Cu/SAC305焊点界面形成了屋脊状和扇贝状Cu6Sn5;在低杂质水平（111）择优取向nt-Cu/SAC305焊点界面形成了屋脊状Cu6Sn5;在高杂质水平（111）择优取向nt-Cu/SAC305焊点界面形成了屋脊状和扇贝状Cu6Sn5。焊点界面金属间化合物Cu6Sn5晶粒偏向于形成与Cu基体晶格匹配最佳的屋脊状晶核,长大过程中部分Cu6Sn5晶粒在熟化作用下快速转变为扇贝状。3.高温服役条件下择优取向nt-Cu UBM可以抑制Cu/SAC305焊点界面金属间化合物Cu6Sn5、Cu3Sn的生长。150℃时效500 h后,多晶Cu/SAC305焊点界面金属间化合物总厚度为6.38μm;（110）择优取向nt-Cu/SAC305焊点界面金属间化合物总厚度为5.95μm;低杂质水平（111）择优取向nt-Cu/SAC305焊点界面金属间化合物总厚度为4.81μm;高杂质水平（111）择优取向nt-Cu/SAC305焊点界面金属间化合物总厚度为5.13μm。同时,在不同杂质水平（111）择优取向nt-Cu/SAC305焊点内没有观察到柯肯达尔孔洞的生成。择优取向nt-Cu的低界面能和高密度孪晶片层结构抑制了基体Cu原子的溶解。