采用陶瓷封装的倒装焊器件,因具有优异的热性能、电性能和抗湿气性能,以及长期可靠性高等特点被广泛应用于以航空、航天为代表的高可靠电子产品中。随着引脚数量、引脚密度、工作频率以及功耗的增加,封装技术不断改进,新材料、新结构与新工艺不断引进,其在严苛环境中的可靠性问题也日益严重。因此对倒装器件及其封装组件在工艺组装与严苛环境中的服役可靠性问题进行研究有重要意义和应用价值。本文建立了对应试样倒装焊器件的有限元模型,利用生死单元技术模拟了器件的工艺组装过程,并采用全模型-子模型技术对器件在温度循环下的服役寿命进行了预测,发现铜柱凸点在温度循环下最易失效,“短板效应”下其制约了器件的整体寿命;进行了电迁移加速寿命实验,得到了试样的铜柱凸点在不同环境温度和电流密度下的电迁移寿命,并通过有限元仿真模拟了凸点中的物理场分布,二者结合修正了对应试样铜柱凸点的电迁移Black方程;建立了试样器件的有限元仿真模型并进行随机振动仿真,进行了随机振动实验得到了试样的一阶频率,对比实验与仿真结果,一阶频率的误差为0.7%,加速度响应误差在2%以内,验证了有限元仿真模型的实用性,并使用同样的方法探究了系统级封装中的倒装芯片在振动冲击下的响应。使用参数化的方法将上述仿真过程进行了固化,参与开发了针对典型倒装焊器件的考虑工艺组装过程的有限元仿真软件,软件目前可以进行温度循环和振动冲击服役条件下的可靠性仿真和寿命预测,使用软件的正交优化功能对工艺组装过程的温度进行了优化。基于实验和仿真结果分析,为提高相关封装器件可靠性提出了可能的建议。