本文以等离子键合工艺中影响键合效果的相关因素（预处理时间、射频功率、气体流速）为研究对象，通过圆片键合率分析各参数选取情况，旨在设计一组最佳参数组合下的优化工艺，为提高圆片键合质量提供参考。在高密度互连要求越来越强的趋势下，等离子键合工艺是现阶段发展最快、最受人们关注的微加工技术之一，这种技术利用等离子轰击硅圆片表面，可提高其表面能，实现直接键合。在严格控制好工艺参数的情况下，用等离子体对硅圆片表面进行活化，能大大提高键合强度，减少空洞或空隙的产生，得到较好的键合效果。与湿法活化相比，等离子表面活化有着诸多优点，对处理材料的类型没有作硬性要求，清洗及活化效果也更显著，因此等离子键合在微型传感器和三维集成封装等工业生产中的应用也日趋广泛。论文以高密度电子封装为背景，从等离子圆片键合着手，在硅-硅圆片直接键合的基础上对等离子键合机理及工艺步骤进行研究；同时结合低温圆片键合的理论模型，分析键合圆片表面行为，通过接触角测试试验及对键合界面红外图的分析，确定等离子键合模型为亲水键合。论文对键合圆片质量检测方法进行全面论述，介绍了符合本实验的最佳检测手段——红外检测系统及其所存在的优缺点，着重强调了红外检测系统的无损检测特点，为检测圆片的键合质量提供了高效快速的方法。同时还把Matlab图像处理技术和计算机技术相结合，针对等离子表面活化试验所获得的图像，及试验目的――获得键合硅片的键合率，对所采集的红外图像经处理后，计算硅圆片的键合率，以获得硅圆片键合界面特性的详尽信息。根据等离子键合工艺分析，按正交试验的试验方案选因素、定水平，设计并完成等离子键合试验，进行了表面键合效果的测试。将所得圆片率通过Minitab软件的主效应图，找出各因素对试验效果的影响大小，再通过极差分析验证结果的正确性，得出了最佳因素组合下的优化工艺，对提高圆片的键合率和键合强度具有重大意义。