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各向异性导电膜(ACF)作为一种可替代锡铅焊料的绿色封装材料,逐渐成为微电子封装界的新宠,广泛应用于以倒装芯片互连的COG (Chip-on-Glass)电子器件中。目前,COG器件主要是通过ACF的热压工艺实现芯片与玻璃基板的互连。然而,因为ACF的热压粘接温度过高、时间较长,不但容易损伤芯片,而且造成粘接界面残余应力较大,降低COG器件的可靠性。因此,本文提出了一种利用各向异性导电膜超声粘接COG器件的新工艺。通过试验研究与数值建模的方法,获得了优化的超声粘接工艺参数。本文主要工作包括：(1)建立了超声粘接工艺参数的在线监测系统,可用于实时采集和分析超声粘接过程中超声功率(电流和电压)的变化情况和芯片的振动规律。(2)通过大量超声粘接和剪切模式破坏试验,研究了超声粘接工艺参数对COG器件界面粘接强度的影响规律。结果表明：粘接时间和粘接功率对COG器件的界面粘接强度影响很大,而粘接压力和适当的基板温度的影响不明显。优化的超声粘接工艺参数为：粘接时间约为3000ms,超声粘接功率约为3.52W,粘接压力9-28N,基板温度50-90℃,COG器件的最大粘接强度可达到34.5N。(3)通过微观的傅里叶变换红外光谱分析方法,研究了超声粘接工艺参数对ACF固化程度的影响规律。结果表明：粘接时间和粘接功率对ACF的固化程度影响很大,而粘接压力和适当的基板温度的影响不明显。在优化的超声粘接工艺参数范围内,ACF固化程度均可达到94%以上,符合COG器件的互连要求。(4)基于超声粘接工艺对ACF固化程度的影响规律,建立了超声粘接工艺参数与ACF固化程度的关联数学模型,可用于预测超声粘接过程中ACF的固化程度。结果表明：模型预测值与实验值吻合较好。(5)综合考虑超声粘接工艺参数对COG器件界面粘接强度的影响,建立了合理的力学分析模型。结果表明：模型预测值与实验值之间的最大相对误差不超过6%。因此,本文建立的力学分析模型可有效地预测COG器件的超声粘接强度,对实际工业生产具有较强的指导意义。