随着当代微电子封装技术的快速发展,半导体的加工尺寸越来越小,晶片的尺寸越来越大,并且集成电路中芯片的I/O端口数也在不断增加,与此相对应,微电子的封装技术也愈来愈倾向于高精密度、高稳定性和低成本。在所有的电子封装芯片互连技术中,倒装焊(Flip Chip Bonidng,FCB)技术得益于高封装密度以及极佳的高频性能,使微电子封装技术产生了巨大进步,正在成为现代微电子封装的主要互连技术。但同时,倒装焊技术也产生了不少封装失效的问题,因此,倒装焊互连焊点的可靠性已成为微电子封装技术中极其关键的问题。热循环条件下,不仅要分别考虑到焊点的塑性行为和蠕变行为,更要将焊点塑性和蠕变行为互相影响的因素综合在一起分析,因此,如果仅从理论上,无法准确地分析其应力应变分布情况。本文将使用热超声倒装键合工艺制备倒装焊芯片,选用对倒装焊焊点进行剪切力测试作为判断热超声倒装焊焊点键合效果的标准,主要对键合完成后的样本进行破坏性的剪切力实验,研究键合力和超声功率对焊点的抗剪切力的影响。并且采用有限元软件ANSYS对倒装焊焊点的可靠性进行了模拟分析并给出焊点的应力应变分布结果。模拟过程中,使用不同的材料模型,会对有限元软件ANSYS最终的模拟结果产生差别很大的影响。本文在对比了一系列焊点材料粘塑性本构模型之后,决定采用Anand本构模型。Anand模型在焊点应力分析中已经得到了广泛的应用,并且该模型已经被嵌入到ANYSY软件中,所以使用该模型对倒装焊焊点的性能观察相当有用。此模型下焊点在热循环条件下的应力应变分布情况较为合理。利用此模型,能尝试利用非线性有限元方法解决一般的粘塑性问题,这里较为详尽地分析了该问题的解决过程。同时,利用有限元方法分析了Anand本构模型下倒装焊焊点的粘塑性力学性能,并得到了焊点在热循环下条件下的应力应变分布特征情况:焊点的最大应力应变值出现在焊点与芯片边缘处接触处,焊点下方受到的应力要比其上方所受到的应力小;整个热循环阶段中,应力应变的发生明显变化的地方始终处于边缘焊点处,焊点在温度变化过程中应力应变的变化显著,而在温度稳定过程中应力应变变化程度较轻。综合以上的分析,采用相关的经验修正计算方程,我们可以较准确的计算并预测倒装焊焊点的热疲劳寿命。