微焊点是电子封装系统中最薄弱的部分,焊点失效是电子产品和设备失效的主要原因之一。真实服役条件下焊点往往经受电-热-力耦合场作用,而电子产品的微型化和多功能化使得焊点尺寸不断减小,焊点所受电流密度、温度及力学载荷不断升高,导致焊点面临更为严峻的可靠性问题。为研究和评估微焊点服役时的变形和断裂行为及可靠性,本文通过实验和有限元模拟相结合的方法系统研究了不同形式的电-热-力耦合场作用下Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu（或Ni）线型微焊点的拉伸和蠕变变形、断裂行为、力学性能及其尺寸相关性。首先研究了室温下不同电-力耦合场（或温度为室温的电-热-力耦合场）加载模式对焊点拉伸变形与断裂行为及力学性能的影响;并研究了焊点高度、电流密度和温度对焊点在电-热-力耦合场作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的影响,同时对比研究了焊点在无电流作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的尺寸效应;随后,分别着重研究了电流密度和焊点高度对焊点在电-热-力耦合场作用下蠕变变形和断裂行为的影响,还对比研究了不同尺寸焊点在无电流作用下的蠕变变形和断裂行为。最后,探究了温度不断升高时不同基底（Cu和Ni）焊点在电-热耦合场（或自生电-热-力耦合场）作用下的断裂特征、规律及机制,并对断口生成物SnO₂的合成机理进行了剖析。本文首先对比研究了室温下拉伸、电-拉伸、电迁移后电-拉伸三种加载模式下Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的拉伸变形与断裂行为及力学性能。研究发现焊点电-拉伸加载下的应力-应变曲线呈明显的三阶段形式,即快速变形、线性变形和加速断裂阶段,而焊点在拉伸和电迁移后电-拉伸加载下的应力-应变曲线只有线性变形和加速断裂阶段;三种加载模式下焊点的拉伸断裂强度依次降低、等效模量依次增大,但焊点均断裂于钎料体内且呈韧性断裂。此外,电-拉伸加载下β-Sn相更易于趋向沿电、力加载方向排列。焊点高度、电流密度和温度变化时Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点在电-热-力耦合场作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的研究结果表明,相比于无电流作用下的情况,焊点的拉伸断裂强度显著降低,但仍呈现出明显的“越小越强”的尺寸效应;随焊点高度减小,断裂逐渐由发生在钎料体内转为部分发生在钎料体内部分发生在钎料/IMC层界面处,呈现出由韧性断裂向韧-脆混合型断裂转变的规律;焊点的拉伸断裂强度随电流密度、温度升高而不断降低,并且电流密度（7.0×10³¹.1×10⁴ A/cm²）增大时焊点断裂始终发生在钎料体内,而温度升高时焊点断裂位置逐渐由钎料体内转向钎料/IMC层界面处,且所有断裂均呈韧性断裂。Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点在电流密度不断增大的电-热-力耦合场作用下的蠕变变形和断裂行为研究结果表明,焊点的蠕变曲线特征不随电流密度发生改变,且电流是除应力和温度外影响服役焊点蠕变变形的又一独立参量;随电流密度、应力和温度升高,焊点的稳态蠕变速率不断增大,蠕变寿命不断减小,而焊点的蠕变变形机制却始终由晶格扩散主导;电流密度和温度升高时,焊点的断裂位置逐渐由钎料体内转向钎料/IMC层界面处,且所有断裂均呈韧性断裂;不同温度下,当拉伸应力水平低于拉伸断裂强度时,蠕变断裂发生在钎料体内,当拉伸应力水平高于拉伸断裂强度时,断裂发生在钎料/IMC层界面处。研究还发现,界面断裂既可能发生在阴极侧也可能发生在阳极侧。高度不断减小的Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点在电-热-力耦合场作用下的蠕变变形和断裂行为研究结果表明,焊点的蠕变曲线特征并未随焊点高度变化而改变;相比于无电流作用下的情况,相同应力和温度下的焊点在电-热-力耦合场作用下的稳态蠕变速率更高,且两种加载条件下焊点的稳态蠕变速率均随应力和温度升高而不断增大;但与无电流作用下的情况不同,焊点在电-热-力耦合场作用下的稳态蠕变速率并未随焊点高度减小而降低,而是呈现出奇异性变化特征,表现为减小-增大的波动式变化;由此,虽可推断出不同尺寸焊点在无电流作用下的蠕变变形机制均由晶格扩散为主导,但无法得知电-热-力耦合场作用下的情况;焊点在电-热-力耦合场作用下的断裂模式也与无电流作用下所呈现出的逐渐由发生于钎料体内的韧性断裂转变为部分发生于钎料体内部分发生于钎料/IMC层界面处的韧-脆混合型断裂规律不同,而是随应力、温度变化而改变,但总体而言焊点更趋向于在钎料/IMC层界面处断裂。Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu（或Ni）焊点在电-热耦合场作用下温度升高时的断裂行为研究结果表明,断裂位置均由钎料/IMC层界面处向钎料体内转移,Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的界面断裂在阴、阳两极侧均有可能发生,相比而言Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点更容易发生界面断裂,且只发生在Ni基底侧。界面断裂起因于IMC层晶粒沟槽处电流拥挤引发的钎料局部熔化,局部熔化所致裂纹在钎料/IMC层界面应变失配的驱动下迅速扩展,最终导致断裂。发生于钎料体内的断裂是由焦耳热所致高温引发钎料整体熔化后受界面IMC层和基底（Cu、Ni）共同约束所致。断裂发生在钎料体时,断口上形成的多形貌微纳米SnO₂是由焊点断裂瞬间电火花所致高温和空气中被电离的氧共同作于钎料而合成,SnO₂的多形貌特征源于熔融钎料的快速流动、溅射及SnO₂的取向生长行为。