随着电子设备向着小型化、多功能的方向发展,在二维平面组装上已达到技术极限,人们将目光转向三维立体组装技术,三维立体组装可以提高封装密度,大幅度减少设备尺寸,提供更多的I/O端口,对于实现设备的小型化具有重要意义,成为目前组装技术研究的热点。本文将研究三维立体组装技术中的面阵列垂直互连技术。利用双面凸点转接板键和技术、毛纽扣垂直互连技术实现三层电路板的立体组装。首先研究了三种不同材料毛纽扣的力学和电学特性,之后利用重熔法制备可供立体组装使用的大尺寸焊球,并利用激光植球实现了转接板的制备。利用两种垂直互连方式实现了三层电路板的立体组装。并对其进行了高低温热冲击试验和随机振动试验。最后利用有限元模拟软件ANSYS模拟了三维立体组装电路在高低温热冲击和随机振动试验中的响应,找出了结构的薄弱环节。研究结果表明:毛纽扣的力学特性具有非线性的特点,弹性模量分为三个阶段分别对应毛纽扣在不同应变下金属丝的三种接触方式,得到了其力学模型。毛纽扣的电阻R和应变的倒数1/分两个阶段成线性关系。Au/Be Cu毛纽扣具有较好的弹性和抗振性,Au/Mo毛纽扣具有良好的高温稳定性,Au/Be Cu-Mo双丝复合毛纽扣兼备其他两种毛纽扣的特点。利用重熔法制备的大焊球,在较短的重熔时间下其内部组织较为细密,富铅相分布均匀,与原始焊球无明显差异。在热冲击试验后,转接板边角处的焊点最易发生失效,裂纹首先出现在靠近A、B电路板一侧,萌生在钎料基体靠近焊盘的位置,并平行于焊盘方向扩展。在振动试验中,小尺寸焊点的断裂位置在焊盘和PCB板之间,采用大尺寸焊球的三维组装电路未发生断裂。ANSYS有限元分析结果表明:在边角位置的焊点应力最大,最易失效,与试验结果一致。随机振动试验表明A层电路板最易发生共振,靠近A层电路板中心区域在转接板中间的焊点具有最大的加速度,但是在边角处的焊点具有最大的应力,是系统的薄弱环节。