现代便携式电子产品对微电子封装提出更高的要求，其对更轻、更薄、更小、高可靠性、低功耗的不断追求推动微电子封装朝着密度更高的三维封装方式发展。叠层芯片封装由于其的密度更高，功能更强，性能更好，而成本却更低使其得到广泛的应用。但由于叠层封装在结构和工艺上与单芯片封装不同，新工艺和新结构对器件可靠性提出了新的挑战。本次研究通过实验和模拟结合的方法，首先研究了采用旧工艺的双层叠层芯片器件的可靠性，通过对双层叠层芯片封装器件进行高温高湿老化实验，对失效模式进行分析和研究，从材料性能和器件结构角度讨论了改善双层芯片叠层封装器件可靠性的方法，总结了叠层器件的基本失效机理；进而研究了采用了新工艺的超薄叠层封装器件，对其进行了多种老化实验，分析了样品的失效模式和机理，结合有限元模拟分析了失效点和缺陷对器件可靠性的影响，分析了新工艺中存在的问题，比较了不同封装工艺造成的失效的异同，同时提出了改进方法。