3D PoP以其集成度高、功耗小、灵活性大等诸多优点备受便携式电子产品的青睐。但是大多数PoP在服役过程中热疲劳寿命短、跌落可靠性差,从而制约其广泛应用。目前大部分研究采用底部填充胶来提高PoP的热可靠性,然而底部填充胶的应用不但增加了成本,而且使PoP的返修变得困难。本文针对PoP面临的热可靠性及成本等问题,拟采用边缘保护胶来改善上述问题。课题从边缘保护胶的粘弹性力学性能的测试,到边缘保护图型和结构的设计,直至边缘保护方式、边缘保护材料的选择及PoP自身封装结构和材料的优化,对基于边缘保护胶的PoP热可靠性进行全面系统的研究。最后得到了一种在热循环条件下PoP可靠性较高的边缘保护方式、边缘保护材料以及PoP底部封装体结构和材料的最优组合。开展的研究工作有:　　首先,设计和实施了边缘保护胶和底部填充胶动态力学试验。通过试验获得了不同频率和温度条件下边缘保护胶和底部填充胶的各粘弹性参数,而后根据时温等效原理构建边缘保护胶和底部填充胶各自的储能模量主曲线,既而根据储能模量与剪切模量以及体积模量之间的关系绘出剪切模量和体积模量主曲线,同时用MATLAB等软件拟合剪切模量和体积模量主曲线得到ANSYS仿真所需的粘弹性参数。　　其次,设计了六种边缘保护方式,并利用有限元软件和热疲劳寿命预测方法对热循环条件下基于不同边缘保护方式的PoP焊点可靠性进行分析,同时与基于底部填充的PoP进行对比分析。结果表明,采用边缘保护胶或者底部填充胶后PoP焊点的热疲劳寿命有所提高,但是边缘保护方式在提高PoP焊点热可靠性方面略微弱于底部填充方式。而且对底部封装体进行边缘保护的PoP焊点热疲劳寿命比对上下封装体都进行边缘保护的长,尤其是对底部封装体进行100％边缘保护的PoP后焊点寿命最长。　　然后,综合分析了不同边缘保护方式和边缘保护材料对PoP热可靠性的影响,为PoP选择合理的边缘保护提供方案。通过对比分析发现边缘保护方式对PoP热可靠性的影响因边缘保护胶材料而改变,同时还发现了若选用100%边缘保护时应选择热膨胀系数小的边缘保护胶,若选用对 PoP底部封装体进行10%边缘保护时应选择热膨胀系数和模量都较大的边缘保护胶。　　最后,应用正交试验设计探讨了不同PoP底部封装体的参数组合对基于边缘保护胶的PoP热可靠性的影响。通过对试验结果进行统计分析可知,各因素对PoP热疲劳寿命的影响程度为:基板厚度>芯片尺寸>EMC材料,最优的PoP底部封装体参数组合是芯片尺寸为8*8mm,基板厚度为0.26mm,EMC材料为EMC-2,即热膨胀系数高的环氧模塑封材料。而由方差分析可知,在边缘保护情况下基板厚度和芯片尺寸会给PoP可靠性带来影响,但是影响不太显著。EMC材料对PoP的热可靠性影响小于试验误差带来的影响,故可忽略其影响。