随着电子系统向集成化与智能化的方向发展，系统结构越来越复杂，体积也变得更加庞大。最近几年，立体组装技术由于可以大幅度提高系统的组装密度缩减系统的尺寸而受到人们越来越多的关注，特别是该技术在航空航天领域有着广阔的应用前景。然而航空航天领域对电子系统的可靠性提出了极为严格的要求，因此有必要对立体组装技术的可靠性进行深入系统的研究。本文首先对由三层电路板所构成的立体组装电路的垂直互连方案进行了设计，采用转接板键合技术，铜粗丝键合技术，毛纽扣垂直互连技术实现三层电路板之间的机械固定与垂直电气互连。随后对毛纽扣的特性进行了系统研究，然后对该立体组装电路进行了高低温热冲击可靠性试验，同时利用有限元仿真软件计算了该立体组装电路在高低温热冲击与随机振动可靠性试验中的响应，并跟据仿真结果预测了其使用寿命。研究结果表明：毛纽扣的力学性能具有明显的非线性。其切线模量随应变的变化规律可以分为3个阶段，不同阶段其内部金属丝的相互作用机制分别为刚性接触，滑移接触以及挤压接触。毛纽扣具有力滞特性，随着变形幅值的增加，毛纽扣的能量耗散系数降低，平均刚度上升。其电阻—应变曲线也呈现出明显的非线性。在初始阶段，电阻值随着压缩应变的增加而急剧下降，随后电阻值趋于平稳。当毛纽扣的应变量达到0.15值时，可以获得良好的导电性能与稳定的力学性能。转接板上焊点在经历热冲击可靠性试验后，焊球基体内部靠近焊盘界面的边角处首先萌生出裂纹，随后裂纹向基本内部扩散。铜丝键合技术具有很好的抗温度冲击的能力。Au/Mo基毛纽扣在高温条件下工作的稳定性较Au/BeCu基毛纽扣高，两种材料的毛纽扣在随机振动试验条件下均与焊盘保持良好的电气连接。热冲击试验仿真结果表明，转接板上靠近电路板边角处焊点的应力值相对较大，且应力在焊点与焊盘相接触处集中。对于铜粗丝键合焊点，应力主要集中在铜粗丝靠近键合界面处。随机振动仿真结果表明转接板上焊点与铜粗丝键合焊点的应力分布规律与热冲击试验中的相同。对于毛纽扣，其中间位置的统计加速度大于靠近焊盘处的加速度，但是靠近焊盘处的应力值相对较大。在该随机振动试验条件下，转接板键合焊点的预测寿命为185s，铜丝键合焊点的预测寿命为151s。