焊盘裸露（Exposed Pad）封装，即E系列封装产品，封装底部中央有一块大面积外露的焊盘，通过焊料直接焊接到PCB板上，芯片产生的热量大部分通过焊料传导到PCB板上，最终由PCB板散失到空气中。因此，这种封装具有很好的热性能，也正是由于大面积外露焊盘的存在，封装的机械性能相对下降。因此，对E系列产品进行热性能和机械可靠性分析成为产品研发阶段的重要研究课题，特别是小尺寸、低成本的单、双圈四边扁平无引脚封装（QFN）、小尺寸四边扁平无引脚封装（VQFN）、面阵列四边扁平无引脚封装（AAQFN）、倒装四边扁平无引脚封装（FCQFN）等先进的封装形式的出现。目前针对先进的E系列封装产品进行热性能和机械可靠性分析的研究较少，系统地研究材料属性、几何结构和环境条件对先进的E系列封装产品的热性能和机械可靠性的影响的研究则是更少。研究内容主要有以下两个方面：（1）焊盘裸露封装的热分析，以双圈QFN封装为研究模型；（2）焊盘裸露封装的热疲劳寿命分析，选用模型与热分析模型相同。采用基于数值模拟技术的实验设计方法，分别研究双圈QFN封装的热性能和热疲劳可靠性，并进行最优因子的组合设计。首先，采用ANSYS数值模拟软件，对双圈QFN封装进行热性能分析，采用单一因子方法研究几何尺寸和材料属性对双圈QFN封装温度场的影响情况，采用实验设计方法进行最优因子的组合设计，找到最佳参数组合。然后，再对双圈QFN封装进行疲劳寿命有限元分析，采用单一因子方法研究材料属性、几何结构和温度载荷对热疲劳可靠性的影响，采用实验设计方法进行最优因子的组合设计。文中采用了基于数值模拟技术的正交实验，得到了影响产品热性能的因子以及最优参数组合和影响疲劳寿命可靠性的因子及最优参数组合，使产品在研发阶段就能兼顾影响封装热性能和疲劳寿命可靠性的因素，为新产品研发设计阶段提供更可靠的指导作用。