随着存储芯片频率和功率的日益增加，三维堆叠封装难以满足芯片的散热需求，易引起芯片翘曲、开裂甚至界面分层等失效问题，这会严重影响存储芯片的性能和使用寿命。针对上述问题，以典型的六层堆叠存储芯片封装结构为研究对象，研究了芯片在服役状态下的芯片结温和最大等效应力。其次，采用正交试验与灰色关联分析相结合的方法对封装结构的芯片结温与最大等效应力进行双目标优化设计，得到了其最优的封装结构参数组合。仿真结果表明，优化后的六层堆叠存储芯片封装结构的芯片结温下降了7.10%，最大等效应力下降了9.67%，对实际的堆叠封装工艺开发与产业化具有指导意义。