集成电路中的封装焊点起着电气连接、机械保护、提供散热途径等作用,是保障电路发挥正常功能和保证高可靠性的关键。电路中的任何一个焊点发生失效,都有可能会导致电路断路使得系统崩溃或者元器件连接不稳定发生脱落。由于电路本身的工作特性和复杂工作环境,以及焊点和其余组件材料的限制,焊点处容易因疲劳或脆性断裂产生裂纹,导致焊点失效。现有研究大多以电阻测量、电子显微镜观察等试验手段对焊点裂纹进行研究,缺少针对焊点界面分层开裂方面的理论仿真分析。针对上述问题,本文以集成电路中的SMT（Surface Mounted Technology）焊点为研究对象,为提升焊点在热振等服役条件下的可靠性,采用了基于最小能量原理构建的焊点三维模型,进行了焊点界面开裂演变机理的深入研究,探讨了裂纹位置和裂纹扩展方向对焊点可靠性的影响,最后对焊点进行了面向界面接触压力的形态参数优化设计,具体研究内容如下:（1）基于最小能量原理的SMT焊点形态预测与仿真模型构建。为保障后续有限元仿真的精度,采用Surface Evolver（S-E）软件构建SMT焊点拟真几何模型。本文依托最小能量原理的理论基础,使用S-E软件并结合有限元软件,构建SMT焊点拟真几何模型和有限元仿真模型。首先构建焊点的初始形态,其次通过焊料体积约束、边界条件约束、表面势能约束和重力势能约束,对形态进行预测;随后采用APDL（ANSYS Parametric Design Language）宏命令在ANSYS中对预测模型进行形态重构;最后完善其余组件模型,完成SMT焊点的有限元仿真模型的建立。（2）开展了基于内聚力模型的SMT焊点界面分层开裂演变机理研究,并探究了焊点几何形态对界面分层的影响机理。为明确界面产生裂纹的危险区域及对应区域裂纹产生的难易程度,通过引入内聚力法并结合基于最小能量原理建立的SMT拟真几何模型,对焊点进行温循分析。仿真结果表明焊点在界面1处的顶部圆弧区域、界面2处的四角区域、界面3处Y方向侧边区域最容易出现裂纹,发生界面分层现象;其次,分别对焊点高度、润湿长度、间隙高度进行单因素分析,可知当焊点高度为0.70mm时,3处界面的分层风险最低;当润湿长度在1.2～1.4mm范围时,界面1、2分层风险较低,润湿长度在0.9～1.1mm范围内时,界面3分层风险较低;当间隙高度在0.12mm时,界面1、2分层风险最低,间隙高度在0.10mm时,界面3分层风险较低。（3）开展了热振载荷下裂纹位置和裂纹扩展方向对焊点力学响应及可靠性的影响分析。为明确何处的裂纹在何种载荷下对焊点可靠性影响最大,以及不同裂纹扩展方向在对应载荷情况下对焊点寿命的影响情况。首先通过有限元仿真分析了健康的SMT焊点在温循载荷和随机振动载荷下的力学响应,并计算了焊点在两种载荷下的寿命,分别为36288cycles和1988.3h;其次分别对裂纹处于焊料与金属端子底端相连区域、界面1和2夹角水平方向、界面1和2夹角垂直方向、焊料与焊盘相连区域这四种裂纹分布情况计算两种载荷下的寿命,发现裂纹1和裂纹2处对焊点的热疲劳寿命影响较为明显,裂纹1和裂纹4对焊点振动疲劳寿命影响较为明显;随后选取了裂纹2和裂纹3,研究了裂纹沿深度方向扩展对焊点力学响应和可靠性的影响,结果表明随着裂纹深度加深,焊点最大应力、最大等效应变持续递增,寿命递减;最后选取了裂纹4,研究了裂纹沿宽度方向扩展对焊点力学响应和可靠性的影响,结果表明随着裂纹深度加深,焊点最大应力、最大等效应变持续递增,寿命递减。（4）基于支持向量回归模型和差分进化算法进行热振载荷下SMT焊点形态参数优化设计。为降低焊点界面发生分层的风险,提升焊点的可靠性,对SMT焊点形态参数展开优化设计。界面接触压力可衡量焊点界面分层状态,因此将其作为优化目标;焊点高度、润湿长度和间隙高度对焊点界面状态影响明显,将这三个指标作为优化变量。为提升优化迭代速度,基于支持向量回归模型和拉丁超立方抽样,建立高精度的界面压力快速预测模型;为提升优化效果,选用差分进化算法求解优化模型。得到最佳形态参数为:焊点高度为0.703mm,润湿长度为1.288mm,间隙高度为0.125mm,接触应力的加权优化结果为-21.145MPa,较初始值提升了9.06%;最后对得到的最佳焊点形态参数组合进行仿真验证,接触应力的仿真结果为-21.844MPa,误差为3.2%,验证了优化模型的准确性。