固相扩散键合的目的是将两个工件表面充分靠近，通过材料表面间的互扩散行为形成接头。实际应用中，由于工件具有一定表面粗糙度，因此只通过简单接触就在两个表面间形成原子间距离的可能性微乎其微。即使经过精抛光的表面也只能形成粗糙面接触，接触面上接触区域的比例将非常小。因此，固相扩散键合过程可分为两个主要阶段。
在键合的第一阶段，在压力作用下，接触面上的凸起将发生塑性变形，这些微塑性变形将不断进行，直至接触面上所受应力小于键合温度下的材料屈服强度。实际上，最初的表面接触发生在接触面的氧化物层之间。随着粗糙面塑性变形的不断进行，氧化物层将不断出现局部破裂，而不断暴露出来的新鲜金属间将形成紧密接触。到第一阶段的后期，所形成的焊接区域也不足10%，且含有大量的空洞和氧化物。在键合的第二阶段，热激活机理开始起作用，空洞不断收缩，键合面积也不断增加。
解释固相状态下形成键合的假说有以下几种[1]。“薄膜假说”主要强调表面薄膜特征对键合过程的作用。根据这种假说，不同种金属表面如果完全清洁，将它们之间的距离缩小到原子间距之内，则都可以形成连接。而它们焊接性的差别主要来源于各表面薄膜性质的差异。“再结晶假说”则认为，在高温作用下，接触面发生塑性变形时的应变硬化效应将导致金属原子向界面的另一侧移动，随后界面上生成新的晶粒，从而形成界面连接。“电子假说”认为，界面上形成了稳定的电子构型，从而导致金属键合的形成。“位错假说”认为，在塑性变形的作用下，自由表面上出现位错，位错将打碎氧化物薄膜并产生原子尺度的梯级，最终形成咬合式连接。“扩散假说”是最被广泛接受的一种假说，该假说认为原子间的扩散是键合形成的主因，表面原子和体积原子的能级差异发生原子间扩散的基础上。
为了描述固相扩散键合行为[4]，进行了大量的模拟研究，建立模型的目的主要有以下两方面。
1）优化工艺参数，如键合温度、键合压力和键合时间。根据模型可针对某种特定材料确定合适的工艺参数。
2）对固相扩散键合机理有更深刻的理解，了解键合机理针对不同键合条件、不同键合材料时所起的作用。(www.xing528.com)
如今，人们已经开发了多种固相扩散键合的理论模型，见表9.2。
表9.2 固相扩散键合理论模型汇总
（续）
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