被誉为玻璃材料中“皇冠”的SiO2玻璃由于具有耐高温、耐腐蚀、透光性好以及化学稳定性好等优良性能在机械化工、航空/航天、生物医疗以及微电子工业等领域被广泛应用,因此为保证SiO2玻璃/SiO2玻璃连接件在微电子中的应用及其SiO2玻璃/Al合金复合构件在航空航天中的应用,需要在低温下将SiO2玻璃/SiO2玻璃以及SiO2玻璃/Al合金进行连接,一方面是为了保护内部电路的可靠性,另一方面是为了解决在利用活性钎焊的方法焊接SiO2玻璃/Al合金时存在的焊接温度过高导致的焊后接头残余应力大,进而会使得接头可靠性大大降低的问题,尤其是对于SiO2玻璃与Al合金热膨胀系数相差极大的材料。本课题旨在开发一种应用于SiO2玻璃同质/异质连接的低温互连方法—超声辅助钎焊法,利用活性钎料在低温下实现SiO2玻璃/SiO2玻璃以及SiO2玻璃/Al合金对接接头的可靠连接。本课题着重研究了SiO2玻璃/SiO2玻璃以及SiO2玻璃/Al合金对接接头的微观组织演变规律以及界面结合机理,具体包括以下内容:本课题采用超声辅助钎焊法,利用Sn-2Ti活性钎料并设计不同的焊接工艺参数（焊接温度、声极往返次数）对SiO2玻璃和SiO2玻璃进行连接。当其焊接温度在250 oC、声极往返次数为15次时,SiO2玻璃/SiO2玻璃对接接头的拉伸强度最大,为25.3 MPa,此时SiO2玻璃与Sn-2Ti钎料界面连接致密,无明显的裂纹、孔洞等缺陷产生。由于在扫描电镜（SEM）尺度下难以观察到SiO2玻璃/Sn-2Ti钎料界面有明显的过渡层或生成物,因此对SiO2玻璃/Sn-2Ti钎料界面进行了透射电子显微镜（TEM）分析,发现在超声的作用下SiO2玻璃与Sn-2Ti钎料的界面发生了声致氧化反应,形成了平均厚度约为7.6 nm的纳米晶R-Ti O2层,这是由于SiO2玻璃表面对Ti原子存在一定的吸引力,以吸引Ti原子在焊接时移动到SiO2玻璃/Sn-2Ti钎料界面与O原子发生反应,大量Ti元素分布在SiO2玻璃/Sn-2Ti钎料界面上,并形成连续的R-Ti O2相。同时在超声的辅助下,大气环境中的O原子可以通过气/液界面或者气/液/固三相界面传输到液态钎料中,到达界面处,同时液态钎料中的超声波振动会引起超声空化和湍流现象,显着加速大气环境中O原子在钎料中的溶解。通过上述对SiO2-SiO2超声辅助低温活性钎焊工艺及机理研究,发现焊接温度为250 oC为最佳的焊接温度,因此在焊接温度为250 oC,不同的声极往返次数下对SiO2玻璃和Al合金进行焊接。当其焊接温度在250 oC、声极往返次数为10～15次时,SiO2玻璃/Al合金对接接头的拉伸强度最大,为25.31 MPa左右,此时界面连接致密,无明显的裂纹、孔洞等缺陷产生,并对Al合金的溶蚀形貌进行观察,发现随着超声声极往返次数的增加会导致溶蚀后界面与原始界面相距的垂直距离不断增加,同时在相同声极往返次数下,距界面端边缘的距离没有呈现出和溶蚀后界面与原始界面相距的垂直距离的任何相关性。由于Al元素并未扩散到Si O2玻璃侧,因此重点研究了Al合金与Sn-2Ti钎料界面,发现当焊接温度250 oC声极往返次数为15次时,Al合金与Sn-2Ti钎料界面发生了声致氧化反应,形成了平均厚度约为13.9 nm的纳米晶α-Al2O3层,这是钎料在超声空化的作用下产生大量的空化气泡溃灭的瞬间产生的局部的高温高压促进了界面的氧化反应。