以Si C、Ga N等为代表的第三代半导体具有禁带宽度大、临界击穿电压高、热导率高、载流子饱和漂移速度大等特点,在航天探测、航空装备以及深井钻探等领域具有较高的应用价值,这些领域的电子器件常处于高温环境,伴有腐蚀性气体,通常需要耐高温气密性封装。本文主要面向耐高温微系统封装的可靠性开展相关研究工作。首先,针对耐高温封装连接材料纳米银焊料进行研究,分析贴片用纳米银焊料的微观形貌与结构,构建三维多孔材料的建模方法;采用有限元方法计算多孔银模型温度场分布,研究孔隙率对纳米多孔银热导率的影响。针对纳米银焊料的力学行为,建立纳米多孔银杨氏模量有限元预测模型,研究杨氏模量随孔隙率变化特性,并通过纳米压痕实验验证预测准确性,将多孔银的微观结构与宏观力学性能关联起来。其次,对于电子封装常用的热界面材料铟,研究接触表面粗糙度、接触压力以及界面介质对铜-铟间接触热阻的影响。采用分形方法建立不同表面粗糙度的表面轮廓,导入有限元软件建立了接触模型,通过加载不同的压力计算模型温度场,并采用傅里叶定律计算接触热阻。根据接触界面间隙设置不同的界面热导模拟接触界面介质的热传递特征表现,研究了界面间隙里空气和油脂对铜-铟接触热阻的影响。最后,根据耐高温器件工作环境完成结构设计和封装材料选择,采用陶瓷基板作为封装基础,可伐合金盖帽通过Au80Sn20焊料焊接在陶瓷基板上形成气密性腔体。建立封装结构的三维模型,计算高温环境下各封装互连位置的热应力,验证设计的热可靠性。模拟温度循环测试条件,研究焊接的非弹性应变损伤积累过程,并通过CoffinManson数学模型预测循环寿命。对芯片贴片工艺进行仿真,并对比不同贴片焊料的焊接变形和残余热应力,验证工艺的可靠性。针对Au80Sn20焊料厚度和陶瓷基板金属层厚度参数对气密性焊接工艺进行了优化分析,最终实现参数最优化设计。论文针对耐高温封装进行了可靠性评估及寿命预测,并对耐高温互连材料性能和接触热阻方面进行了研究,对于电子器件的耐高温封装具有一定的参考意义。