与传统互连方法相比，超声钎焊技术具有很多明显的优势，例如：焊接温度低，焊接时间短，只向互连体系输入超声振动和压力，可以有效避免对器件造成热损伤，器件与基板受热少变形小等。本文中利用实验和有限元分析（Finite Element Method，FEM）相结合的方法研究了超声钎焊的连接机理、超声钎焊焊点内及连接界面处组织形貌、及其焊点可靠性。利用有限元分析软件ANSYS建模和热电偶实时监测相结合的方法测得超声钎焊焊点内存在明显的温度梯度，靠近连接界面处的温度可达到所选用钎料的熔点（221℃）以上，熔融钎料在连接界面附近形成一定厚度的液膜，利用Au作为示踪元素，通过使用贴附Au箔的焊盘确定了该液膜的厚度大约为10μm，进一步说明了超声钎焊的的局部熔化连接机制。通过观察超声钎焊焊点内部晶体组织形貌发现，连接界面处附近的组织与原始钎料基体内的组织存在明显的差异，连接界面附近形成扣碗形区域，该区域内存在明显的晶粒细化现象。超声钎焊过程中钎料凸台发生再结晶温度以上的塑形变形，即热变形，由于塑性变形过程中互连焊点也受到界面摩擦产热的加热作用，同时靠近接合界面的“扣碗”形区域内温度相对较高、变形量较大、应力较集中，在塑性变形的同时也引发回复与再结晶的发生，最终在超声互连焊点内部形成大量的细化再结晶晶粒。为了研究超声振动过程对焊点内组织的作用，通过预先冷加工后进行时效处理的方法，排除超声钎焊过程中预压过程对焊点内组织的影响发现，碗型区域不再出现，仅在连接界面附近出现晶粒细化现象，分析该现象是界面附近的熔融钎料在迅速的冷凝过程中重新形核结晶的结果。通过焊点微剪切实验发现，连接界面处金属间化合物的尺寸会影响焊点的剪切强度及剪切裂纹发生的位置，互连时间越长则界面处金属间化合物尺寸越大，受外力作用时剪切断裂发生的位置也逐渐倾向于由钎料基体内部向金属间化合物与钎料基体的界面处扩展，造成焊点剪切强度的下降。