互连焊点作为机械连接和电信号传输通道，很大程度上决定整个器件或系统的可靠性。电子器件在服役过程中由于环境温度变化或电源开关会引起温度的大幅波动，不同封装材料间的热膨胀系数失配会使焊点内产生应力应变集中，导致焊点发生蠕变疲劳失效。因此，互连焊点可靠性一直是业界关注的热点问题。无铅互连焊点的性能常常取决于β-Sn本身的性质。β-Sn为体心四方结构（a=b=0.5832nm, c=0.3182nm），在c轴方向的力学性能与a轴和b轴方向存在巨大差异。无铅互连焊点往往仅由一个或几个晶粒构成，因此通常表现出非常明显的各向异性。不同晶粒取向构成的焊点，即使在相同加载条件下，也会产生明显不同的热-机械响应，表现出不同的失效模式。采用实验方法对焊点测试，所需时间较长和花费较大，因此常采用有限元模拟方法来进行结构优化。而传统有限元模拟中，一般会对焊点进行外形或结构简化。有限元模型结构的简化，往往会导致有限元结果不准确，与实际结果相差较大。因此，需要考虑焊点外形与各向异性对焊点应力应变的影响。本文采用Surface Evolver软件对QFP、SOJ、BGA封装的焊点形态进行有限元模拟，并将求解得到的外形文件导入到ANSYS进行外形清理，并添加芯片，引脚等结构。对QFP、SOJ、BGA封装外形进行电发热，热循环等情况进行有限元模拟，得到其应力应变分布以及应力随时间的变化图。并对BGA封装焊点进一步研究，利用EBSD对焊点晶粒取向进行表征。然后利用纳米压痕技术获得典型晶粒取向的载荷-位移曲线，并通过公式计算得到典型晶粒取向上焊点的杨氏模量，纳米硬度等性能参数。最终将得到的典型取向上的性能参数输入ANSYS有限元软件中，将前面的求解模型进行切割，利用子模型方法得到有限个晶粒的焊点内应力应变分布规律，为进一步研究提供了参考。从载荷-位移曲线可以得出，当载荷加载速率越快，蠕变深度越深。在典型取向上所得杨氏模量差别巨大，可达到三倍左右。在单晶情况下，由于芯片与印刷电路板热膨胀系数的失配，焊点主要承受剪切力的作用。应变集中的主要位置是在焊点的上下界面附近区域中，这些位置由于应力应变集中更容易产生再结晶。而在多晶情况下，由于晶粒各向异性的存在，不同方向热膨胀系数和弹性模量具有较大的差别，因此其失效模式与单晶具有较大差异。