随着微电子封装技术向高集成度、高性能的方向发展，三维系统级封装(Three-Dimensional System in Package，简称3D SiP)技术已被业界公认为最有效的高级封装技术。而硅通孔(Though Silicon Via，简称TSV)技术是3D SiP最核心的互联技术之一。基于TSV的3D SiP虽以其高集成度、高性能受到普遍推崇，但TSV结构的引入所造成的热应力、形变、疲劳失效等可靠性问题也成为了不得不考虑的问题，而目前关于此种结构整体可靠性的研究还很少。本文根据北京大学微电子学研究所3D SiP研究小组参与的国家科技重大专项“高密度三维系统级封装的关键技术研究”中3D SiP结构的设计要求，基于有限元分析技术，采用ANSYS软件，对基于3D SiP的整体可靠性问题进行了研究。　　 本文建立了与课题组工艺试验相符的基于TSV的3D SiP模型，讨论了该结构在温度循环过程中，热应力、形变、疲劳寿命的分布情况及变化情况，指出了最易发生可靠性问题的区域。　　 通过分析叠层芯片数、叠层芯片厚度、中介片(Interposer)的厚度、基板厚度、TSV间距、TSV边距、TSV半径、微凸点半径、微凸点高度、基板材料、TSV布局等11种因素对基于TSV的3D SiP可靠性的影响，本文讨论了封装体可靠性对这些因素的敏感度，并提出了一种优化的可靠性初步设计方案。