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随着现代电子产品向着轻小型化的快速发展,电子行业对于芯片封装集成度的要求越来越高,采用凸点键合的倒装芯片和三维叠层封装的高密度封装形式已经成为业界主流。铜柱凸点作为一种新型的互连结构,兼具优异的导电和导热性能,适用于超细间距互连。然而,在封装尺寸不断减小的趋势下,加载在单个铜柱凸点上的热、电以及机械载荷不断加剧,研究铜柱凸点界面金属间化合物（IMC）的生长规律,并研究如何有效抑制互连界面金属间化合物的生长,提高其在三维封装互连结构中的可靠性,成为目前业界关注的热点。本文利用15μm与25μm两种直径的Cu/Sn结构铜柱凸点,研究其在不同条件时效处理之后,界面处金属间化合物的生长规律,并利用氧化还原的石墨烯薄膜,对键合后金属间化合物的快速生长进行控制。具体内容和结论有:（1）通过加热时效的方法来研究15μm和25μm铜柱凸点稳定性和可靠性,分析得出其界面IMC的生长规律和机理的异同。相同点包括:两种尺寸的微小铜柱凸点界面IMC都会产生Cu6Sn5和Cu3Sn两种金属间化合物,其中Cu6Sn5先生成,Cu3Sn后生成;IMC层的整体厚度会随着时效时间的增长而逐渐变厚;IMC的生长速度会随着时效温度的上升而加快;Kirkendall孔洞会伴随着Cu3Sn的生成而生成;当扩散进行到一定程度后,IMC会沿着铜柱的外边缘向下生长等。不同点包括:15μm凸点与25μm凸点相比,Cu3Sn和Kirkendall孔洞生成更困难,铜柱外边缘生长IMC的现象出现和凸点被彻底破坏的时间更晚,界面IMC扩散速率更低,生成的Kirkendall孔洞尺寸也更小。（2）凸点界面IMC逐渐增多的过程,并不是简单的某种IMC增多或两种IMC一起增多的过程,而是两种IMC以及Cu和Sn相互作用的复杂结果。在一定条件下,Cu3Sn的生成会大量消耗之前生成的Cu6Sn5,让Cu6Sn5的增长速度减缓、总量趋于稳定甚至减少。（3）在循环电流下使用还原氧化的石墨烯悬浊液的方法,可以在铜微纳米针锥表面获取相对均匀的石墨烯薄层。选取相应样品可以在键合温度120℃、键合时间10 min、键合压力14.63 MPa的条件下与25μm铜柱凸点形成高稳定性的键合。在此条件下,金属原子既可以在键合处理过程中发生扩散从而形成有效键合,又因为石墨烯阻挡层的存在而在时效处理过程中的停止扩散,使得键合界面IMC的快速增长被成功抑制。