随着电子器件微型化和集成化的进一步发展,应力模拟在器件的制作工艺改进、结构优化设计和可靠性研究等方面得到越来越广泛的应用。由于器件工作环境日益严苛以及器件制作流程愈加复杂,为了使仿真过程更贴近工艺或试验过程,对初始应力加载和器件残余应力模拟等应力模拟方法的研究就显的很有意义。本文首先介绍了有限元模拟软件Ansys的主要技术特点以及结构分析的仿真流程,分析了仿真流程中对结果影响较大的关键步骤,并讨论了温度冲击下焊锡的疲劳分析模型,也探讨了已有器件结构残余应力模拟方法的技术特点和优缺点。为了分析层叠结构体初始应力对结构分析中应力分布的影响,研究了层叠结构体的初始应力加载方法。分析当前已有初始应力加载方法的技术特点,结合层叠结构体的结构特征,通过验证两步加载的加载方式形成一种新的适用于层叠结构体的初始应力加载方法,并应用于微带隔离器焊接残余应力作为温度冲击过程的初始应力的加载。加载结果显示通过本方法加载得到的初始应力分布与所加载的残余应力分布一致,说明本加载方法可行。为了对微带隔离器进行温度冲击模拟,研究了器件的温度冲击模拟方法。通过分析微带隔离器各个部件的材料特性,建立合适的材料模型,并结合器件的结构特征,对比研究三维完整模型、三维1/2模型和二维模型的仿真结果,确立三维1/2模型作为温度冲击模型。通过模拟温度冲击试验条件,提出两种边界约束方式并进行仿真验证,结合理论分析显示底面顶点的约束方式更加合理,并对比分析了不同的温度冲击负载加载方法。同时对在上述模拟方法基础上进行的仿真进行误差评估,误差为6.49%。在模拟了微带隔离器的温度冲击过程后,分析了器件的力学可靠性。分析了微带隔离器在100个温度冲击下的应力变化趋势以及应力最大时的应力分布,并讨论了各个部件对器件力学可靠性的影响。研究结果显示:前五个冲击是100个温度冲击中应力积累的主要阶段,铁氧体基片和焊锡是器件上应力最大的部件,结合各个部件的材料特性和工艺特点分析显示铁氧体基片破裂是器件温冲失效的主要原因,并提出改善器件可靠性的措施。在分析了器件在温冲下的力学可靠性之后,进一步讨论了空洞对微带隔离器力学可靠性的影响。在探讨了空洞的形成机理以及空洞建模方法的基础上,根据空洞面积、位置和间距三个变量分别建立14种不同的空洞模型,然后研究空洞对微带隔离器在温度冲击下力学可靠性的影响。研究结果显示:空洞对铁氧体基片可靠性的影响可以忽略,但是随着空洞位置处应力值的增加、空洞面积增加或者间距的减小,焊锡疲劳寿命降低。为了获得器件结构的残余应力分布,研究了器件结构残余应力模拟方法。在研究目前已有薄膜残余应力模拟方法的基础上,采用等效参考温度法,结合Si/SiO2/Si3N4器件结构的制作工艺特点,模拟获得由本征应力和热应力共同组成的残余应力分布。综上,本文的研究针对微带隔离器的温度冲击过程和Si/SiO2/Si3N4结构的残余应力模拟,建立了基于Ansys的应力模拟方法,并研究了微带隔离器的力学可靠性,为提高器件可靠性提供理论依据。