在现代微电子工业中，电子产品小型化和多功能化的需求使得电子封装技术向着三维（3D）方向发展，与此同时，3D封装技术也被认为是未来封装的主流发展方向。在3D封装中，硅通孔（Through Silicon Via，简称为TSV）技术能够提供最短的竖直方向互连和高密度的输入/输出（I/O）引脚，成为了3D封装的核心。TSV是指一种在硅片上打孔并填充连接材料的互连技术。铜由于具有高电导率、比较成熟的电沉积工艺和对电子迁移的高阻抗等优点，常被用作填充TSV的互连材料。填充后的TSV具有Cu/Ta/SiO2/Si这样的多层界面，硅通孔电镀填充铜（TSV-Cu）的力学性能受到TSV的多层界面包覆作用和其微观结构的影响，其宏观力学行为与一般铜材料明显不同。本文采用纳米压痕测试技术和有限元数值模拟对TSV-Cu的宏观力学性能进行研究。为确定TSV-Cu的弹塑性力学性能，对TSV-Cu进行了纳米压痕实验研究。基于Oliver-Pharr算法和连续刚度测量技术确定的TSV-Cu的弹性模量和硬度分别为155.47GPa和2.47GPa；采用有限元数值模拟对纳米压痕加载过程进行反演分析，通过对比最大模拟载荷与最大实验载荷，确定TSV-Cu的特征应力和特征应变；由量纲函数确定的应变强化指数为0.4892；将上述实验结果代入幂强化模型中，确定TSV-Cu的屈服强度为47.91MPa。最终确定了TSV-Cu的幂函数型弹塑性应力—应变关系。本文研究内容对进一步研究TSV-Cu的微观结构具有重要意义，且对于TSV结构的可靠性分析和设计也十分重要。