随着互连技术的更新迭代,射频电子器件设备朝着高性能、低成本、高集成和低损耗的三维集成（3D）微系统方向快速发展,并引入了更先进的封装互连方式,如球状引脚栅格阵列（BGA）、重布线层（RDL）、硅通孔（TSV）等,可以大幅度缩小封装体积,减小功耗,降低器件信号延迟和射频传输电路的不匹配性。同时,由于微系统小型化、高密度集成化等特点,结构单位面积热量高,导致封装内互连结构会承受较大的热应力,在复杂的工作环境下容易失效,而温度和振动环境对器件可靠性寿命影响最为显著。为此,针对射频微系统中由BGA和RDL互连结构所组合的不同扇出（Fanout）封装模型,本文在温度冲击和随机振动条件下对其展开热力可靠性建模及仿真研究,将预测寿命与可靠性实验结果进行对比分析,建立模型库,并研制射频微系统互连可靠性设计软件。具体工作内容有:（1）以Fanout封装模型的互连结构为研究对象,在有限元软件中对其进行参数化建模和求解。在温度冲击和随机振动载荷条件下,通过热应力分析和模态分析揭示了危险焊球的位置位于阵列最外侧的边角处,并分别使用Darveaux和Steinberg寿命模型预测其互连结构的疲劳寿命。（2）研究了BGA焊球阵列个数、材料和直径对Fanout模型可靠性的影响,仿真结果表明:BGA直径越大,互连结构的可靠性寿命越长,无铅焊料SAC305的抗热疲劳及抗振性均比锡铅焊料Sn63Pb37更好,而BGA个数在这两种载荷条件下对模型有不同的影响;此外,通过模拟芯片发热给封装内部的硅基施加了不同功率热源,结果发现在一定功率范围内BGA的热疲劳寿命是先提升后减小。（3）基于以上的温度冲击可靠性分析方法,对一款模拟组件功能的Fanout模型进行热疲劳寿命预测,研究焊球UBM直径对BGA温冲寿命的影响。针对该可靠性仿真模型进行加工制造,对其进行失效机理研究和可靠性测试,获得互连可靠性数据,并与仿真数据对比分析,结果表明两者在BGA直径范围[150,300]内具有相同的趋势,证明了模型准确性,但精度有待提高。（4）建立面向射频微系统的互连可靠性仿真和建模环境,实现TSV,RDL和BGA互连结构及其组合封装模型的建模和仿真分析;创建了多类模型,在软件中形成了可靠性模型库,并通过参数化修改配置信息达到高效仿真和分析的目的。本课题的研究成果有助于提升产品的寿命设计。