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高性能极大规模集成电路发展亟需先进封装技术推动，三维系统级封装技术(Three Dimensional System in Package，3D SiP)因具有高集成度、低功耗、低信号损耗和噪声、小型化、轻型化等特点，成为新一代的三维高密度集成技术。硅通孔转接板技术(Though-Silicon-Via Interposer，TSV Interposer)作为3D SiP技术的主流分支，也已成为国内外学术界和工业界最热门的研究方向，对于推动集成电路行业发展具有重要现实意义和战略意义。 目前，国内外基于TSV Interposer技术的三维封装结构主要采用单层Interposer的堆叠形式，加之3D-TSV技术面临热设计和工艺等问题，存储器、ASIC和逻辑芯片集成多采用二维分布形式。为了提高集成密度、增加集成多样化、改善装配工艺良率、降低断裂和翘曲风险等问题，本文主要围绕TSVInterposer结构和TSV Interposer技术中的铜锡键合工艺开展研究工作: 1、采用一种具有两层Interposer的三维堆叠结构，用于实现不含TSV的SRAM存储器芯片三维封装。通过对键合过程中结构热力学问题进行仿真分析，估测断裂易失效区域和形变翘曲情况;同时探索Interposer厚度、芯片厚度、TSV尺寸、TSV间距、焊球尺寸等结构参数和布局对封装主体结构翘曲的影响，优化设计方案。 2、运用TSV Interposer技术，研究两种新型的硅基座含有TSV的压力传感器封装结构，采用铜锡键合工艺实现背腔朝上的压力传感器芯片与硅基座气密性封装。通过对结构进行设计与仿真分析，初步探索铜锡键合工艺对该结构器件引入应力和灵敏度的影响。 3、针对上述SRAM芯片堆叠结构进行工艺方案设计，开发TSV Interposer技术中的铜锡微凸点键合关键工艺;优化芯片级微凸点键合工艺参数，并对其进行X-ray对准检测、剪切力测试和微凸点电学性能测试。