球栅阵列钎料互连技术是微电子封装与组装的关键技术之一。无铅进程的立法使得无铅钎料在电子产品中得以更广泛的应用。由于多数无铅钎料需要更高的重熔温度,因此通常采用的焊点整体加热重熔工艺更容易引起器件和基板变形,从而降低互连焊点的可靠性。为了解决无铅面阵封装整体加热引发的可靠性问题,本文引入了局部选择性加热的概念,利用这一概念开发高频感应加热重熔微电子面阵封装与组装互连新方法,并分别从感应加热尺寸效应、焊接工艺、热特性,焊点形态控制以及界面反应等方面展开讨论。本文研究结果对于促进电子产品无铅化、增强无铅面阵封装适用性以及提高面阵封装器件可靠性等都具有重要意义。本文探讨了微小尺度下薄膜材料感应加热的尺寸效应以用于指导微小尺寸电磁感应加热应用的设计与优化,并据此选择适用于电子封装BGA钎料焊点互连的频率、磁感应强度等参数,分别讨论了该新方法在电子封装体系中对金属互连焊点的选择加热特性和对互连焊点中不同位置的局部选择性加热。对金属互连焊点的选择性加热可以解决整体加热的可靠性问题,而利用对互连焊点内部不同位置的局部选择性加热则可以用于控制微钎料互连点形态。此外,本文首次在Sn3.5Ag钎料与多晶Cu的液-固界面反应中发现棱镜状Cu6Sn5,并分析了其形成机制、生长动力学以及在后续固相老化过程中其演变规律。采用经典电磁学理论讨论了不同感应加热条件下薄膜材料发热的尺寸效应,并利用有限元模拟和实验的方法验证。提出薄膜器件被感应加热时存在极限尺寸,只有薄膜尺寸大于极限尺寸时器件才会被明显加热。薄膜表面积越大,厚度越厚,外加磁场频率越高、场强越大,磁场与薄膜材料表面的法向方向夹角越小,感应加热的效果越明显,极限尺寸越小。根据感应加热尺寸效应的结论选择频率为300kHz的交变电磁场用于BGA钎料焊点的重熔互连,实验获得相应的焊接工艺参数区间。利用红外测温分析了高频感应加热重熔的快速加热快速冷却特性以及局部选择性加热特性。通过对采用同等参数加热芯片以及后续的电性能测试证明了高频感应加热重熔方法在微电子器件的封装与组装中应用的可行性。通过选择合适频率的外加电磁场和设计合理的焊盘尺寸,利用感应加热重熔,在没有外加支撑物等特殊结构的辅助下,实现了对互连焊点形态控制,制备了沙漏形互连焊点。通过组织观察、理论分析和有限元模拟得出钎料焊点的局部熔化现象是实现互连焊点形态控制的关键,并据此建立了合理的模型以解释沙漏形互连焊点的形成过程。通过与传统热风重熔钎料凸台对比,分析了高频感应加热重熔钎料互连焊点的液-固界面反应和固-固界面反应的特性、生成的界面金属间化合物形貌以及其形成的机制和生长动力学。分析指出,随着反应温度的增加Jackson因子增大,Cu6Sn5层由扇贝形转变成棱镜形,因此焊盘界面外围存在的棱镜状Cu6Sn5晶粒证明,高频感应加热重熔时界面温度分布为外围温度高中心温度低。扇贝状Cu6Sn5的生长主要由熟化通量控制,界面化合物的总量增长相对缓慢。棱镜状Cu6Sn5的生长主要由界面反应通量控制,由于晶粒间的几乎没有熟化作用,故Cu原子的快速扩散通道得以保存,界面金属间化合物的总量增长相对较快。固相老化过程中不同形貌的界面金属间化合物层的增长仅受焊盘Cu原子扩散的影响,其厚度均随老化时间的平方根呈线性增长。