随着微电子封装技术的不断发展，微电子器件除了民用领域之外，在医疗器械、航空航天和国防军事等重要领域也有普遍而深入的应用，并且在这些应用领域中，微电子的可靠性就显得更为重要了。另外，现在的电子封装系统变得越来越复杂，尺寸越来越小，电子封装产品的可靠性是制约其大规模市场化应用的关键因素，塑料球栅阵列封装（PBGA）是最常用的球栅阵列封装（BGA）形式，但由于自身结构的复杂与实际使用环境的变化，一直以来都存在着可靠性问题。因此，研究PBGA工艺过程力学及其热可靠性问题具有重要的市场价值和理论意义。本文利用有限元仿真技术，以PBGA封装产品为对象，研究了其工艺过程力学及其相关热可靠性问题。首先，针对常见的PBGA封装产品的工艺过程进行分析，选择了两个关键工艺：贴片工艺和塑封工艺作为分析对象，确定相关工艺结构模型，并建立对应有限元模型，根据实际的工艺温度载荷，重点关注工艺结束后，PBGA封装产品的翘曲变形及芯片残余应力等情况。最后针对工艺过程，研究封装材料、封装结构对工艺过程可靠性的影响，为优化工艺、降低后续工艺难度、提高工艺可靠性提供相关依据。其次，分析了PBGA封装产品在温度循环载荷下的热可靠性，发现在温度循环载荷下，温度转换阶段（即升温阶段和降温阶段）对焊球疲劳寿命影响最大，高温保持阶段相比低温保持阶段对焊球疲劳寿命影响较大；利用试验设计（DOE，Design ofExperiment）理论，研究了封装结构对焊球寿命的影响，其中模塑料厚度与基板厚度对焊球可靠性影响较大。比较了三种焊球阵列形式的焊球寿命，综合I/O数及寿命，推荐部分阵列形式作为首选；研究了PBGA封装产品工作环境稳定性对焊球寿命的影响，工作环境的不稳定性会降低焊球疲劳寿命，影响产品的可靠性。