3D集成电路是当前微电子工业的一个趋势,在3D集成电路的电子封装中,倒装焊凸点的直径约100μm,随着进一步微型化发展甚至有望降至1μm,此时通过焊点的电流密度将达到104 A/cm2,会导致焦耳热效应更加突出,进一步可能会造成低熔点焊料凸点局部熔化,这将会是焊点的主要失效模式之一。而采用键合技术制备的高使用温度焊点,其主要的结合产物为高熔化温度的金属间化合物相（IMC相）。由于IMC相具有硬脆的特性,生长长度较小、IMC层过薄会导致倒装焊点结合强度不够,IMC层过厚则会导致焊点呈硬脆性。因此,实现对IMCs层的主观调控对电子封装产业有重大意义。与传统的分析方法因金属凝固过程所处的高温环境,以及金属本身的不透明性,只能进行静态分析不同,采用同步辐射原位观测技术,可以原位研究样品温度对于Cu/Sn/Cu扩散偶中界面扩散行为的影响以及在一系列不同电场类型、电流密度大小对于Cu/Sn/Cu扩散偶中Cu6Sn5生长形貌和微观组织演变的影响。首先,依托于上海第三代同步辐射光源（SSRF）,针对适用于同步辐射电阻炉组装调试困难、同步辐射与电场的引入相矛盾、同步辐射过程中无法实时调整等成像问题,我们设计了适用于同步辐射的专用便携电阻炉、样品通电装置和外设系统,实现了热场和电场的较好兼容。其次,利用设计好的整套同步辐射装置,研究发现260℃、300℃和340℃的Cu/Sn/Cu扩散偶界面反应过程存在差异。其中260℃和300℃样品温度的扩散偶中,Cu6Sn5的生长存在孕育期,340℃情况下则不存在孕育期,随着样品温度的提高,扩散偶初始能量越高,界面反应的孕育期越短直至消失。在相同样品温度下,Cu6Sn5的长度均随着扩散时间的延长而增加;在相同扩散时间内,Cu6Sn5的长度均随着样品温度的升高而增加;在Cu6Sn5开始生成时,Cu6Sn5的生长速率很快达到峰值并随着时间的延长而波动减少。同时,在该实验条件下,线性回归分析发现Cu/Sn/Cu扩散偶样品中Cu6Sn5的生长主要受体扩散控制,其生长动力学符合抛物线规律,即L=kt1?2+b。最后,利用电场引入模块及同步辐射实时观测技术,研究了双向脉冲电场对于Cu/Sn/Cu扩散偶中Cu6Sn5界面生长的抑制作用以及这种抑制效果的影响机制。发现双向脉冲电场会迫使Cu6Sn5在Sn焊料中以板条状析出,同时两侧的Cu基板出现少量的Cu原子溶解现象。采用同步辐射实时观测技术观测了直流电场对于Cu/Sn/Cu扩散偶中的Cu6Sn5从阳极到阴极方向生长的促进作用。发现随着电流密度的增加Cu6Sn5的生长速率显著提高,同时阴极侧的Cu基板出现明显的Cu原子溶解现象。Cu原子的溶解量,与直流电场的电流密度成正比,也与扩散偶中Cu6Sn5的析出量成正比。此外,还观测到直流电场对于扩散偶中Cu6Sn5界面生长的平均长度的影响及影响效果随着电流密度变化规律。发现直流电场会显著提Cu6Sn5界面生长升波动阶段的平均速率,小幅提升稳定阶段的平均速率,提升效果随着电流密度的增加而增加,但不改变曲线整体的趋势。