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本文利用同步辐射实时成像技术,在线观测了钎焊界面金属间化合物(IMC)生长行为及演变规律,以此为基础系统深入研究了Sn/Cu钎焊界面反应机制。发现,Sn/Cu钎焊过程的保温及冷却阶段,IMC生长遵循不同的机制,经深入研究,分别建立了保温阶段钎焊界面IMC的吞并机制模型和冷却阶段界面IMC的形貌演变模型,清晰地揭示出Sn/Cu整个钎焊界面反应过程。同时,对影响Sn/Cu界面反应的相关因素进行了深入探索。研究获得主要结论如下：1.首次引入同步辐射实时成像手段在线观测Sn/Cu钎焊过程液/固界面反应行为。通过同步辐射实时成像观测钎焊过程界面铜基体溶解及界面IMC的生长行为,实现了钎焊整个过程各阶段连续观测,为完善钎焊界面反应理论提供了直接无假设实验数据。2.发现,Sn/Cu钎焊保温和冷却阶段界面IMC生长遵循不同的机制。经深入研究,分别建立了钎焊保温阶段界面IMC的吞并模型和冷却阶段界面IMC形貌演变模型,共同构成了整个钎焊界面反应模型。钎焊保温阶段界面IMC吞并模型揭示了钎焊保温阶段界面IMC吞并行为的具体方式,确认了钎焊保温阶段Cu基体的溶解和界面IMC的生长受晶界扩散与IMC相互吞并共同控制；钎焊冷却阶段界面IMC形貌演变模型,揭示了钎焊冷却阶段界面IMC形貌转变的具体方式,确认了界面Cu6Sn5IMC小平面及棱柱状形貌受二维形核机制控制。3.基于上述Sn/Cu钎焊界面反应理论,分别研究了与互连可靠性相关四种因素对Sn/Cu界面反应行为影响。发现,含Ag钎料中的Ag3Sn在钎焊保温阶段会影响近邻Cu6Sn5之间的吞并行为,并在冷却阶段吸附在Cu6Sn5表面,从而改变了界面Cu6Sn5尺寸和形貌；钎焊液/固界面气泡通过改变周边钎料量的分布,从而影响铜基体的溶解与界面IMC生长；液/固电迁移可加速阴极界面IMC的溶解,促进了阳极IMC的快速生长,同时电迁移也明显加速阴极铜基体的溶解,抑制阳极的溶解,以上过程与电流密度分布相匹配,电流密度分布越大的区域,作用越明显；液/固热迁移改变了铜的扩散通量,使铜从热端向冷端定向扩散,抑制冷端铜基体溶解,同时导致热端界面IMC的快速溶解和冷端IMC的快速生长,使得冷端与热端界面IMC呈明显的非对称性,冷端与热端的IMC形貌及成分也出现明显差异。