随着电子产品朝着体积小，重量轻的方向发展，出现了各种各样的封装结构。其中符合轻薄短小与高密度的要求，并且可以大幅度降低成本的晶园级封装越来越受到重视。世界上许多公司都正在发展或者已经开始提供具有晶园级封装和工艺的半导体器件。在各种数值分析方法中，最常被封装领域采用的为有限元素方法。有限元素方法可以经由几何与元素的分割描述封装结构尺寸、材料、边界条件与负载等特性，并可借由元素适当的细化而得到精确的数据解。而在分析封装结构时，由于组成材料的材料性质大多随温度变化而改变，同时锡球也会因结构的热膨胀系数(CTE)的不匹配问题产生低周疲劳破坏现象，由此可知使用有限元素方法分析封装热疲劳问题时，计算量甚为庞大。为了准确预测封装体破坏现象，在锡球部的元素必须适当的细化，以求得准确的锡球应变状态，然而此一元素细化过程与材料特性需求的计算非常耗时，本研究在第三章的目的即在试着找出一种适当的锡球元素细分的方法，以求得准确的锡球应变状态，并节省程序的运算时间。在本文的架构中首先使用一个有实验数据的简单封装结构的模型做为锡球网格细分的验证，验证部分采用Pao双层板(double-beam)做为有限元素仿真的模型，验证的目的不只在于找出锡球网格细分的方法，更可以借着与实验数值做比对，确认模拟方法的正确性。再者，在本文中使用有限元素分析软件ANSYS中的误差评估选项，做为辅助确认分析结果可靠性的参考指标。本研究的第四章中针对WLCSP模型进行可靠度分析，并对于WLCSP进行可靠度改良设计与分析。晶园级封装实效的主要原因是作为接点的锡球疲劳破裂，这是因为不同材料间热膨胀系数不同所造成的热应力／应变。本文使用有限元分析软件ANSYS模拟锡球在温度循环负载下的非线性应力和应变行为，使用双层板数值模拟结果与试验数据做比较，验证模拟的准确性。并由Coffin-Manson和Modified Coffin-Manson关系式预测疲劳寿命。最后探测锡球配置方式和缓冲层材料性质对于锡球疲劳寿命的影响，以获得高可靠度的封装结构。