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熱應力對電子組裝件的影響

不同材質(zhì)結(jié)合面的熱應力對電子組裝件的可靠性影響，主要表現(xiàn)在如下幾個方面。一是熱應力的變化比較緩慢，故在應力分析時常可視為靜應力（平均應力），平均應力大,使等效交變應力增大，從而降低了結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。當實際應力超過許用應力時，會造成結(jié)構(gòu)斷裂，發(fā)生永久變形等損壞。這類故障在結(jié)構(gòu)剛性較差的印制板中尤為突出。在某艦船電子設(shè)備中，因印制扳上銅箔導線斷裂而出現(xiàn)的故障，就占總故障數(shù)的30%以上。

二是溫度的變化范圍較大時（如電子組裝件正常工作范圍常會引起材料自身物理（化學）特性的突變，這不僅給熱應力的分析帶來極大困難，而且也嚴重地影響了結(jié)合面的可靠性。例如，高分子材料在-55?+30(TC溫度范圍內(nèi)將呈現(xiàn)玻璃態(tài)（脆性材質(zhì))、高彈態(tài)（彈性材質(zhì)）和黏流態(tài)（黏性材質(zhì)）三種性狀，且各態(tài)的楊氏模量E、G差別很大，要對它們進行精確的應力分析甚至是不可能的。鑒于以上情況，在選擇粘接層材料時應考慮其在工作溫度范圍內(nèi)的物理、化學性能的穩(wěn)定性，并且還應通過試驗加以驗證。

三是由于熱應力引起的彎曲變形，使發(fā)熱元器件與散熱器之間的有效接觸面積減小，熱阻增大，造成發(fā)熱元器件的熱量不易傳導出去。熱量積聚，溫度升髙不僅造成元器件的電參數(shù)（內(nèi)電阻、內(nèi)電容、內(nèi)電感）變化，電性能（發(fā)射功率、頻率穩(wěn)定性等）降低，還會引起損壞（晶體管擊穿等）。這種有害影響對于組裝密度較高，且主要以熱傳導方式將熱量散至殼外（箱外）的電子組裝件尤其突出。

高溫、低溫、溫度沖擊等環(huán)境試驗就是考驗電子組裝件對熱環(huán)境的適應性。