微电子器件不断朝着更高密度方向发展，这驱使着焊点几何尺寸由毫米级缩小到几十微米。在此细观尺度范围，焊点的微观组织结构、金属间化合物的演变及界面元素扩散行为均呈现明显的尺寸效应，这必将对微焊点结构设计、可靠性分析及寿命评估产生重要影响。本文以Sn-0.5Cu/Cu、Sn-1.0Cu/Cu、Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu三种不同成分、不同尺寸的连接结构为研究对象，在160℃进行高温时效(0h、96h、216h、384h、600h)试验后对比分析了焊点几何尺寸(即体钎料与Cu层之间的扩散距离)对界面结构、体钎料和Cu层消耗量以及近界面钎料中元素扩散行为的影响。研究结果表明，Sn-0.5Cu/Cu、Sn-1.0Cu/Cu、Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu三种不同成分、不同尺寸的连接界面，经高温时效后界面IMC的生长均发生了明显的几何尺寸效应。不同尺寸的体钎料，经高温时效后，形成的化合物结构不同。楔形试样的尖端区域体钎料全部耗尽，转变成了较规则的楔形化合物(Cu3Sn、Cu6Sn5)，随着时效时间的延长，楔形化合物区不断扩大。随着体钎料扩散距离(几何尺寸)的增大，界面由Cu、Cu3Sn组成转变为Cu、Cu3Sn、Cu6Sn5组成或Cu、Cu3Sn、Cu6Sn5和钎料组成的结构。定义当楔形试样的尖端区域钎料消耗尽时，单位时间内生成楔形化合物的厚度为界面IMC的生长速率，消耗的Cu的厚度为Cu层的消耗速率。体钎料扩散距离对连接界面IMC生长速率影响显著。在时效过程中，随着体钎料扩散距离的增大，Sn-0.5Cu/Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu连接界面IMC的生长速率都不断减小，而Sn-1.0Cu/Cu连接界面化合物的生长速率先增大后减小。随着体钎料扩散距离的增大，三种不同成分的连接界面楔形Cu3Sn层的生长速率都在不断减小，Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu连接界面Cu3Sn层厚度最小。分别对Sn-0.5Cu/Cu、Sn-1.0Cu/Cu、Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu三种材料进行试验，大量试验表明：高温时效后，体钎料扩散距离对焊点体钎料层和Cu层消耗的速率影响显著。体钎料扩散距离越大，楔形试样尖端区钎料层和Cu层消耗速率越小。Sn-0.5Cu/Cu连接界面在160℃时效600h后，微焊点界面近区钎料一侧Cu的浓度随着扩散距离的减小而增加；Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu在时效过程中，微焊点界面处化合物生长受元素扩散控制。在微焊点界面近区钎料一侧Sn的浓度随着扩散距离的减小而减少。在长期固态扩散过程中，随着焊点几何尺寸的减小，钎料界面区Sn元素的浓度降低，说明时效时Sn的扩散通量较大，IMC生长速率上升，即扩散系数变大。在时效过程的IMC生长动力学公式X=X0+(Dt)1/2已经不适合在微焊点中计算IMC的生长。经对实验数据分析，得出Sn-0.5Cu微焊点在160℃时效后，IMC层生长速率：D=2.82869–0.15582r。