在当今电子科技、人工智能飞速发展的大环境下,电子元器件的微型化、集成化、大功率已经成为了时代发展的主流。BGA焊点在长期服役过程中,必将承受高频率、急剧的温度变化,导致焊点出现热疲劳可靠性问题。研究发现Co-P UBM因其优异的扩散阻挡性、可接受的润湿性及优异的抗电迁移性能,有望作为传统Cu UBM的替代品,因此作为新型UBM互连模式的Co-P/Solder BGA焊点在快速热疲劳下的界面反应及可靠性研究,对于焊点在实际服役过程中的可靠性提升具有重要意义。本文首先研究了快速热疲劳加载下P含量改变对BGA焊点SAC/Co-P界面的影响。通过界面反应及疲劳裂纹的演变规律,挑选可靠性较高的Co-P UBM制备Cu/SAC/Co-P和Co-P/SAC/Co-P两种BGA倒装结构焊点,并进一步研究倒装结构焊点在快速热疲劳下界面反应的交互作用以及疲劳裂纹的演变规律。最后结合焊点的剪切强度和断口的失效机理,对比分析不同Co-P UBM下焊点的热疲劳可靠性,评估快速热疲劳下新型Co-P/SAC互连下焊点的可靠性及发展前景。在SAC/Co-P焊点结构中,随着快速热疲劳周期的增加。Co-5%P界面反应中,界面IMC由初始的层状Co Sn3逐渐向着平坦状的（Cu,Co）6Sn5+Co Sn3 IMC混合结构转变;Co-13%P界面反应中,界面处不规则分布的瓦片状Co Sn3逐渐从界面剥离并溶解进入焊料当中,快速热疲劳末期新生成的块状Co Sn3IMC呈现不连续的块状分布;Co-20%P界面反应中,Sn可以在Co-P界面快速扩散形成Co-Sn-P层,界面IMC由致密的瓦片状Co Sn3和平坦的Co-Sn-P层逐渐向着平坦状的Co Sn3+（Cu,Co）6Sn5+Co-Sn-P IMC混合结构转变。对照组SAC/Cu焊点中,随着快速热疲劳周期的增加,扇贝状的界面IMC逐渐变得平坦,界面IMC依然为Cu6Sn5。SAC/Co-13%P焊点在快速热疲劳加载下,未发现裂纹的扩展,具有良好的热疲劳可靠性。在快速热疲劳下Cu/SAC/Co-P倒装焊点的研究中发现,Cu原子在Co-P侧界面上发生了不同程度的偏聚。在Co-5%P的界面侧较厚（Cu,Co）6Sn5的形成明显抑制了Co Sn3的生长,界面IMC的厚度增加且形貌趋于平坦。在Co-13%P界面侧Co Sn3的剥离,Cu偏聚在Co Sn3的前沿处形成不规则的块状（Cu,Co）6Sn5,界面IMC的厚度分布不均。在Co-20%P的界面侧瓦片状的Co Sn3与块状的（Cu,Co）6Sn5相互接触并交错生长,界面IMC厚度增加明显,内部变得较为致密。微裂纹的演变规律表明,Co-P侧界面焊点的抗热裂敏感性明显高于Cu侧焊点,裂纹均优先发生在Cu基板一侧。在快速热疲劳下Co-P/SAC/Co-P倒装焊点的研究中发现,随着周期的增加,Co-5%P/SAC/Co-5%P焊点两侧界面IMC的厚度逐渐增加,形貌为致密的层状Co Sn3 IMC,界面IMC中未发现（Cu,Co）6Sn5相的生成,Co-13%P/SAC/Co-13%P焊点两侧瓦片状Co Sn3开始剥离出界面并向焊料中溶解,快速热疲劳末期界面处Co Sn3的形态仍未达到稳态结构,界面IMC的厚度先增大后减小。微裂纹的演变规律表明,Co-13%P/SAC/Co-13%P倒装结构焊点对热疲劳裂纹的扩展有明显的抑制作用,Co-13%P UBM材料体系在快速热疲劳加载下具有优良的抗热裂敏感性。快速热疲劳加载后进行剪切强度测试,结果表明SAC/Co-13%P BGA结构焊点表现最为优异,加载后的剪切强度仅下降了10.98MPa,为51.97MPa。失效模式是以韧性为主导的韧性-脆性混合断裂。Co-P UBM作为互连基底明显提高了焊点的热疲劳可靠性,这为解决焊点在长期服役下的可靠性研究提供重要的理论依据。