铜引线由于较传统的金引线具有成本低、强度高等优点近年来在集成电路热超声键合领域得到日益关注。制约铜引线大规模应用的主要问题之一是采用铜引线时的硅基板损坏。基板损坏与键合时内部的应力状态紧密相关。影响基板中应力状态的参数包括诸多方面，除引线材料外，还包括镀层材料及其厚度、键合工艺参数、芯片结构等。由于引线键合接头的尺寸很小(小于0.1mm)，采用实验测试的手段目前很难对其中的应力状态进行研究，因此，本文主要采用有限元分析方法，数值研究铜引线键合技术中硅基板的应力及其影响因素，从而为硅基板损坏问题的解决提供依据。在对热超声键合工艺特点进行分析的基础上建立了“热-力-超声”增量耦合有限元模型，除考虑超声软化和超声振动之外还计入基板温度的影响。计算结果表明键合温度对基板内的应力影响很大。将数值模拟得到的铜球变形结果与实测变形结果进行了比较，两者吻合良好，验证了模型的正确性。采用此模型，对两种不同引线材料（铜和金）的热超声键合过程进行了模拟，计算得到了不同引线条件下硅基板的应力状态，结果表明：采用铜引线进行键合时，硅基板内的最大压应力、最大拉应力和最大剪应力都高于金引线键合，剪应力集中位置都位于接触面边缘，计算结果揭示了铜引线较金引线更容易导致硅基板缺陷的内在原因和机理。同时，数值分析了三种金属镀层（银、铝和镍）以及三种厚度（4、8和16μm）的银镀层条件下硅基板中的应力状态。结果表明：采用铝作为镀层金属时，基板内所受的最大压应力、最大拉应力和最大剪应力均最小，镍镀层的最大拉应力值最大，银镀层的最大剪应力和最大压应力值最大。由于硅基板易受到剪切破坏，因此选用铝作为硅基板镀层有利于减小基板中的应力；随着银镀层厚度的增加，硅基板内最大压应力和最大剪应力都逐渐减小，所以选用较厚的镀层（16μm）对减小基板损坏具有积极意义。以上研究结果可为铜引线热超声键合中硅基板损坏问题的解决提供指导，对铜引线热超声键合技术的大规模工业应用具有一定参考价值。