与其它芯片互连技术相比，倒装芯片贴装技术有很多优点：它减小了信号传播延迟，因而具有较好的电气性能；尺寸相对较小，而封装密度较高，因此每平方厘米的整合度更高。其它优点还包括：更小的组装容差，在回流过程中具有较高的自我校准能力，易于修补，以及散热能力增强。
热疲劳故障
一般来说，在倒装芯片组装中采用焊接连接，其热机械性能会较差。硅片和基片之间热膨胀系数的差异，导致了焊点上产生较大的塑性张力。
然而，藉由在芯片和基片之间的空隙中填充环氧树脂材料，可以获得较高的可靠性。如果不采用这种底部填充方法，故障率为 50% 的热循环的次数甚至会低于 200 。
若精心选择底部填充材料，就有可能将热疲劳可靠性提高 10 倍以上。对底部填充材料和空隙形状的深入了解，还可使性能进一步提高。
利用热疲劳的实验分析，可以将每个设计实现为样机，从而优化倒装芯片设计。然后对样机进行热循环次数测试。在对设计进行修正以后，仍要采用相同的步骤 ( 制造样机和进行测试 ) 。但这种方法既耗时又费钱。而且采用这种方法，人们对故障机理的了解也很有限。
比较起来，在设计步骤之后和制造样机之前，可以采用建模分析技术。这有助于减少花费在实验上的时间和资金，并能对故障机理有更深入的了解，同时还可以藉由参数模拟来优化整个过程。
IMEC 公司先进封装技术部门的一个研究开发 (R&D) 小组对底部填充和底部填充组装进行了分析。用一个非线性二维有限元模型来计算焊点上的塑性变形。同时，用一个采纳 Coffin-Manson 关系式的热疲劳寿命模型将这些变形转换为热循环次数的估计值。再用以前的实验结果来确认该模型。
在采用底部填充材料和不采用底部填充材料的情况下，分别完成倒装芯片的组装。为一个厚 0.6mm 、面积为 10mm 2 、焊点高度为 75 酸的裸片建立一个二维有限元分析模型。该裸片是贴装在一个 1.2mm 厚的 FR4 PCB 上的倒装芯片。这一测试使研究开发 (R&D) 小组得出了本文中的结论。
非底部填充组装
这种情况下，焊点的剪切变形处于支配地位，这是由芯片和基片之间的水平位移差造成的。预期的故障率为 50% 的热循环 (- 55 ℃ 到 125 ℃ ) 次数较低，为 200 次。在模型中，增加芯片的尺寸将使热疲劳寿命以对数率降低。此外，降低焊点高度也将使 50% 故障率时的热循环次数 N50% 以相同的方式减小。另一方面，可以藉由将焊点变凹的方法，使热循环次数提高到 600 。