系统级封装是将多个不同功能的芯片、记忆体芯片及无源元件,通过封装工艺达到系统集成的目的。可以实现集成性和多功能性的多芯片组件封装(MultiChip Package)是未来发展的趋势。多芯片叠层的3D封装方式可以节省空间,增进电性效能,提高功能的集成性,减小印刷电路板的面积以及降低成本。由于封装结构复杂,焊点需要承受更多的来自芯片及基板间的热应力,变形行为变的更为复杂,甚至可能导致焊点的疲劳破坏。　　本文在国家自然科学基金项目“微电子封装中的界面层裂失效和界面强度可靠性设计方法”的资助下,针对系统级封装器件热机械可靠性问题及其参数优化组合方面进行了探讨。主要内容包括:　　基于DMA实验数据,利用EMC材料的广义Maxwell Model模型及WLF公式确定松弛模量主曲线,通过WLF公式确定温度T与温度转移因子aT之间的关系,求得模拟所需的剪切松弛系数Gn和体积松弛系数Kn。　　采用有限元软件MARC对叠层封装器件进行热-机械模拟,研究了不同网格划分时数值模拟的收敛性,探讨了热循环载荷下焊点的热-机械塑性力学行为,并分析了叠层CSP封装体的翘曲情况。　　通过一次一因子法,探讨了环氧树脂(Epoxy Molding Compound)的热膨胀系数及杨氏模量、芯片配置各自对焊点疲劳寿命的影响,当EMC的热膨胀系数与基板的热膨胀系数接近,或EMC的杨氏模量较高,或芯片厚度较高,或芯片大小较小时,封装体的疲劳寿命比较高。　　使用田口方法进一步对上述参数进行优化组合。首先,选择合适的直交表,按照直交表利用MARC有限元软件对焊点的疲劳寿命进行预测,对模拟结果的信噪比进行分析,发现EMC的热膨胀系数对信噪比的影响最大;然后,对实验结果进行了变异分析,计算各因子的变异量、总变异量的平方和及其自由度,经过两次误差统合,发现EMC的热膨胀系数为最有影响力的因子;最后对最佳设计参数进行实验验证,发现最佳设计参数比原始设计参数的焊点疲劳寿命有显著提高。　　由于叠层芯片结构复杂,结构参数和材料参数较多,传统的试误法或全因子法等参数优化方法会浪费很多的人力、物力资源与时间,为了提高效率性本文采用了田口方法对SCSP参数进行了深入的研究,分析了单一参数对疲劳寿命的影响,并得到了优化的参数组合,所以本文的研究成果对改善焊点的可靠性,提高产品的竞争力有一定的意义。