本文以叠层芯片为对象,系统研究了叠层芯片悬臂上热超声引线键合的特性与规律。获取了键合时芯片悬臂端的挠度；分析了悬臂键合与非悬臂键合的强度、界面形貌及原子扩散层厚度的差异；研究了键合参数对悬臂键合强度的影响规律及键合界面的演变规律；提出了厚膜悬臂键合新工艺。研究工作主要包括以下几个部分：1.通过悬臂键合实验和键合强度的统计分析,发现悬臂键合的强度低于非悬臂键合的强度(5-8g)；悬臂键合界面的韧窝区比非悬臂界面少,表明悬臂键合界面不如非悬臂键合界面结合充分；并利用高速摄像系统采集了悬臂键合过程的动态特性,发现键合时芯片悬臂端产生了挠度,初始挠度达到了最大值25μm,之后维持在17μm左右,悬臂键合的挠度冲击影响悬臂键合的强度生成。2.研究了键合参数(超声电流、键合力和键合时间)对悬臂键合强度和键合界面的影响规律,每个键合参数都存在一个最佳值使键合强度最高,即为超声电流150mA,键合力75g,键合时间30ms。3.采用高分辨透射电镜深入分析纳米级界面物质的微观结构,观测到界面出现波纹状微结构,并用X-ray衍射仪分析测定了键合界面物质的晶面间距d1=2.2257A, d2=2.2645A, d3=2.1806A,为AlAu2金属间化合物。4.针对悬臂键合的问题,提出了增加A1膜的厚度来改善键合质量的新工艺,实验证明,A1膜厚度从1.5μm提高2.8μm时,悬臂键合强度提高了3-4g。