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球栅阵列尺寸封装(BGA，Ball Grid Array)是目前最先进的微电子封装形式之一，具有体积小、重量轻、封装效率高等特点。然而封装的高密度使单位体积内容易产生更大的热量，因此必须关注热引起的封装失效问题。
本论文针对上述问题，采用SN63Pb37焊料，以PBGA256为研究对象，进行了研究。
第一章介绍了本文研究对象——球栅阵列尺寸封装芯片(Ball Grid Array，BGA)的定义与特点。叙述了焊点可靠性问题的研究方法及现状，并介绍了本论文的研究内容。
第二章首先介绍了Surface Evolver流体成形软件的建模原理—最小能量原理，然后基于Surface Evolver软件，编制程序，对四种不同形态的焊点进行建模，预测得到其焊点形态。通过分析焊点形态，绘制了下焊盘直径与焊点高度的关系曲线，焊点高度与钎料体积关系曲线。并通过对Surface Evolver模拟结果的分析，建立了计算焊点高度的无量纲回归模型。
第三章主要讲解了焊点可靠性数值模拟涉及的相关方法与理论，包括建模仿真进行应力应变分析的有限元方法、描述钎料行为的焊点力学行为本构方程以及用于计算焊点寿命的热循环寿命预测模型。这些为后面焊点有限元数值模拟的开展提供了深厚的理论基础。
第四章应用Ansys有限元分析软件，运用第二章焊点预测所得到的数据，建立了焊点三维热应力应变模型，在加载温度循环条件下对焊点热应力应变进行了解析，然后基于Coffin-Manson方程，预测了材料的低周疲劳寿命，并绘制了焊点直径与低周疲劳寿命之间的关系曲线，通过分析曲线，认为当下焊盘尺寸是上焊盘的1.1倍～1.3倍时可得到寿命较高的焊点。最后，通过分析焊点a，b，c，d下焊盘直径与热疲劳寿命之间的关系，建立了下焊盘直径与热疲劳寿命之间的一元线性回归模型和一元非线性回归模型。通过运用matlab分析模型曲线，选择了最合适的模型。然后运用该模型对焊点进行优化，得出最优下焊盘和最大焊点疲劳寿命。实际生产中，可应用该模型对焊点疲劳寿命进行预测。最后，对多焊点模型，包括长条模型和1/4模型的建立进行探讨。
第五章对本论文进行总结和展望。