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浅谈热弹性力学
热弹性力学以研究弹性体内温度变化与热应力、热应变之间的关系，以及与此相关的理论、分析方法、计算、实验和应用为主，是一门以连续介质力学为基础，涉及热力学场论、热传导和弹性力学的内容的力学学科，有时也被称为热应力问题 战后随着热能动力、核动力、机械制造、化工、宇宙航行、火箭技术等现代科技的迅猛发展，不仅为热应力的研究提出一系列重大课题，相应地，这些问题的解决又大大促进了热应力理论的发展。 我国学者自1960年代开始，即发表了不少有关热应力的研究成果。 如刘先志对有内含物的固体的热应力和热变形进行了深入的研究，钱伟长、富宝连等研究了线性热弹性力学的变分原理，胡海昌、钟万勰等人对扁壳的热应力进行了研究等。 如今，我们熟知的机械、土木、电子和航空航天等，展现出热应力问题的普遍性和重要性. 热应力问题在工程设计中非常关键，过大的热应力可能导致结构破坏失效、开胶、脱焊等。
1K20编辑于 2022-05-17 - 来自专栏GEE数据专栏，GEE学习专栏，GEE错误集等专栏
Google Earth Engine（GEE）——南亚和东亚的高空间分辨率热应力指数（HiTiSAE）
南亚和东亚的高空间分辨率热应力指数（HiTiSAE） 这个新开发的数据集是一个高空间分辨率（0.1°×0.1°）的网格产品，包含了1981年1月3日至2019年12月31日期间室内、室外阴影和室外无阴影 UTCI、MRT和其他8个广泛采用的人类热应力指数（ESI、HI、Humidex、WBGT、WBT、WCT、AT、NET）的每日值，这些指数来自新获得的ECMWF ERA5-LAND和ERA5再分析产品 这个高空间分辨率的南亚和东亚人类热应力指数数据库（HiTiSEA），包含了UTCI、MRT和其他八个广泛采用的指数的日均值、最大值和最小值，适用于室内和室外应用，使研究人员和从业人员能够在fner尺度上研究人类热应力的空间和时间演变及其对南亚和东亚人口稠密地区的影响
26110编辑于 2024-02-02 - 来自专栏激光熔覆
激光熔覆层裂纹产生的原因
裂纹引起的残余内应力主要包括热应力、微结构应力和约束应力，其中热应力对裂纹的影响最大。 图片 (1)热应力 由于熔覆层温度与室温有较大的温差，不同材料的热膨胀系数不同，熔覆层的冷却收缩率也不同，收缩率差异产生的应力就是热应力。 曾通过模拟多通道激光熔覆的分析表明，激光熔覆过程中熔覆层热胀冷缩，导致熔覆层变形和热应力不一致。
47420编辑于 2023-02-08 芯片测试座接触与应力参数对芯片测试可靠性的影响
热应力：解决 “温度差异” 导致的结构失效产生原因与影响：测试过程中（如高温老化、功率测试），芯片与测试座因材料不同产生热膨胀差异（CTE 不匹配），导致热应力，长期会引发探针松动、基板开裂，甚至芯片焊球脱落 德诺嘉热应力优化：CTE 匹配设计：测试座各部件 CTE 严格匹配 —— 探针（铍铜，CTE 16ppm/℃）、基板（陶瓷 + 铜复合，CTE 7ppm/℃）、芯片（硅，CTE 3.5ppm/℃），通过中间过渡层 （如镍合金，CTE 12ppm/℃）缓解热膨胀差异，在 150℃高温下，热应力较传统设计降低40%；热应力分散：探针座采用 “蜂窝状镂空结构”，减少热传导面积，同时允许局部微小形变，分散集中热应力，避免基板开裂 ；动态热应力监测：高端测试座集成微型压力传感器，实时监测热应力变化（精度 ±2MPa），当应力超过阈值（如 80MPa）时，自动调整测试温度或接触压力，避免损伤。 应用验证：在车规级 IGBT 模块（175℃高温测试）中，德诺嘉测试座的热应力控制使模块焊球脱落率从 0.15% 降至0.01%，满足 AEC-Q100 Grade 2 的可靠性要求。
39110编辑于 2025-09-22- 来自专栏程业电热科技-加热与测温方案
程业电热科技-晶圆加热盘的设计流程
RTA等工序对加热盘提出了近乎苛刻的要求：光刻：温度均匀性±0.05℃、热滞后<5s、热致像差可控；CVD：膜厚均匀性3σ<0.5%、热场对前驱体反应动力学的精准控制；刻蚀：刻蚀速率均匀性3σ<1.5%、热应力不诱发图形畸变 ；RTA/退火：重点需求为瞬态热响应、热应力与掺杂激活均匀性。 2.2关键性能指标（KPI）温度性能：均匀性（ΔT_wafer）、控温精度、升降温速率、热滞后；热–力性能：热应力上限、晶圆翘曲量、结构变形；真空兼容性：释气率、材料蒸气压、颗粒污染等级；光学性能（光刻专用 3.3关键技术可行性预判热均匀性实现路径：多区加热+辐射屏蔽+高导热基体；真空兼容性风险：材料释气、封接气密性、表面污染；热应力控制手段：CTE匹配、弹性支撑、热膨胀补偿结构。 7.2子系统测试热性能：温升曲线、温度均匀性、控温精度；热应力：晶圆翘曲测量、应力分布仿真与实测比对；光学性能（光刻）：盘面反射率、荧光、热致像差测试。
17510编辑于 2026-03-09 - 来自专栏厚膜贴片电阻
国巨SA系列车规软端厚膜电阻的核心特点与优势分析
其实，“软端”并非指电极材质柔软，而是其结构能更有效地缓冲和吸收机械应力与热应力。因为汽车工作时会产生持续振动以及温度循环（例如从低温冷启动到发动机舱高温）。 柔性端子不仅减少了焊接过程中因机械应力或热应力引起的损伤，还能增强焊接点的机械强度，从而提高元器件的长期可靠性。软端子设计通过减少机械应力和热应力对元器件的影响，显著延长了其使用寿命。
22210编辑于 2025-09-15 - 来自专栏AI电堂
PCB 板为何会翘曲？其变形后为什么有这么多危害？
PCB 板由铜箔、树脂、玻璃布等材料组成，各材料物理和化学性能均不相同，压合在一起后必然会产生热应力残留，导致变形。 PCB板加工过程中引起的变形 PCB 板加工过程的变形原因非常复杂可分为热应力和机械应力两种应力导致。 其中热应力主要产生于压合过程中，机械应力主要产生板件堆放、搬运、烘烤过程中。 压合： PCB 压合工序是产生热应力的主要流程，与覆铜板压合类似，也会产生固化过程差异带来的局部应力，PCB 板由于厚度更厚、图形分布多样、半固化片更多等原因，其热应力也会比覆铜板更多更难消除。 由于电路板材料不同，结构又不均匀，在冷热过程中必然会出现热应力，导致微观应变和整体变形翘曲。 5.
1.3K20编辑于 2022-12-08 - 来自专栏WELSIM
WELSIM发布2025R2版本，增强结构动力学计算
通过支持对热应力命令的支持，使得WelSim具备了求解热应力问题的功能。增加了对接触力结果的读取与显示。支持了远端位移边界条件等新功能。
21000编辑于 2025-05-19 [新启航]IGBT 封装底部与散热器贴合面平整度差可能会导致 IGBT 电场分布不均匀
此外，贴合面平整度差引发的热应力也是导致电场分布不均匀的重要因素。 IGBT 封装结构中各材料的热膨胀系数存在差异（如硅芯片与陶瓷基板的热膨胀系数不匹配），当贴合面存在局部凸起或凹陷时，会在封装内部产生非均匀的热应力。 例如，热应力作用下，硅晶体的晶格发生畸变，导致载流子迁移率和浓度发生变化，形成附加的空间电荷区，使电场分布呈现区域性的增强或减弱。在 IGBT 的阻断状态下，电场分布不均匀会直接影响器件的耐压能力。
31910编辑于 2025-08-27- 来自专栏芯片工艺技术
激光器光源和硅光器件研读
提高阵列半导体激光器输出功率所面临的主要问题就是热管理和热应力管理[1]。 热应力通常是由于阵列激光器和衬底的热膨胀系数（CTE）失配所导致。热应力不仅限制了用于封装的衬底材料/热沉的选择，而且影响半导体激光巴条的可靠性、光谱宽度和光束的“smile”效应。 为了减小热应力，目前正在研制高热传导率和热膨胀系数更加匹配的衬底/热沉材料。
1.3K10编辑于 2022-06-06 [新启航]IGBT 芯片表面平整度差会使芯片与散热器之间的接触面积减小、接触热阻增大
芯片表面不同区域的温度差异会产生热膨胀梯度，结合材料热膨胀系数的差异（如硅与铜的热膨胀系数相差 6 倍以上），这种温度梯度会在芯片内部产生附加的热应力。 当热应力与接触压力产生的机械应力叠加时，可能导致芯片边缘区域出现应力集中，加速焊料层的疲劳开裂，形成 “热阻增大 - 温度升高 - 应力加剧 - 结构失效” 的恶性循环。 这种温度波动会导致封装材料产生周期性热应力，加速界面失效进程。研究表明，在 10kHz 开关频率下，接触热阻增大 0.2℃/W 可使芯片结温波动幅度增加 25%，显著缩短器件的疲劳寿命。
33910编辑于 2025-08-29- 来自专栏先进封装
多层堆叠芯片黏结层在回流焊时的 可靠性分析
在高温焊接回流时，所求芯片黏结层的变形为无限大等效介质中的代表性体积单元在蒸汽压力和热应力作用下的变形，假设孔洞为球形。 由于该问题是线性的，可以看成热应力和蒸汽压力引起变形的叠加。热应力问题中，可认为封装体内温度 θ 均匀分布。 热应力作用下固态聚合物的径向位移为 uθ(r)= αΔθr，其中 r0≤r≤R0， Δθ = θ – θ0；求得蒸汽压力作用下固态聚合物的径向位移 uv(r)。 这三种模式下，热应力都是一样的，但第二种模式的蒸汽压力值远比其他两种模式高，同时材料弹性模量在高温下也明显降低，从而使得第二种模式的孔隙率大于第一和第三种模式。
36110编辑于 2024-11-11 - 来自专栏ABAQUS二次开发
【TechNow】ABAQUS焊接分析- Part 1:手动定义
热和结构的耦合，最为简单的方法是执行热应力顺序耦合分析。在这种情况下，先进行热分析，然后将热分析中计算出的温度直接在结构分析中使用。用这种方法，结构性能不影响热结果。 在本文中，将给大家展示手动设置Abaqus简单焊接示例，展示如何将热分析的结果应用于结构分析（热应力顺序耦合分析）以及如何在模型中使用生死单元。 我们首先关注热分析。
3.1K10编辑于 2022-05-17 [新启航]IGBT 封装底部与散热器贴合面平整度差会使 IGBT 芯片受到不均匀的机械应力
同时，由于封装材料热膨胀系数的差异（如硅的热膨胀系数为 2.6×10⁻⁶/℃，铜基板为 17×10⁻⁶/℃），在工作温度波动下，平整度差引发的应力会与热应力叠加，形成更为复杂的应力分布。 在 IGBT 模块的实际应用中，贴合面平整度差引发的不均匀机械应力往往与热应力、电应力相互作用。
30210编辑于 2025-08-28- 来自专栏仿真CAE与AI
结构力学仿真软件到底能实现哪些核心功能？
传热与多场耦合分析解决多物理场相互影响问题：传热分析：计算温度场分布，为热应力分析奠基，如航空发动机叶片温度梯度计算、电子设备散热模拟。 多场耦合全：内置多物理场耦合接口，支持双向耦合，如 “结构 - 热” 耦合计算热应力，“结构 - 流体” 耦合模拟流固相互作用。
63310编辑于 2025-10-10 - 来自专栏用户8925857的专栏
为什么需要进行PCB测试！
该测试通常涉及快速的温度变化，以评估PCB对热应力环境的反应。电的为了使任何PCB正常工作，它必须具有稳定的导电性。电气测试将通过使具有最小泄漏的电流通过电路板来确定这一点。 焊锡浮动测试浮焊测试使用极端温度来测量PCB孔可以承受的热应力水平。结论印刷电路板故障分析测试对于使用PCB的任何产品的成功至关重要。
82160编辑于 2022-07-16 晶圆切割中浅切多道工艺与切削热分布的耦合效应对 TTV 的影响
2.3 热 - 力耦合作用加剧 TTV 波动切削热产生的热应力与切削力相互叠加，形成热 - 力耦合 。浅切多道工艺下，尽管切削力相对较小，但热应力的存在使晶圆内部应力状态更为复杂 。
16900编辑于 2025-07-12晶圆背面减薄过程，对晶圆TTV 的管控
然而，减薄过程中机械应力、热应力等因素易使晶圆产生变形，导致 TTV 发生变化，影响芯片的性能与良品率。因此，研究晶圆背面减薄过程中 TTV 的管控方法，对提升半导体制造水平具有重要意义。 同时，在设备上配备高精度的温度控制系统，实时监测并调节减薄过程中的温度，避免因温度变化产生热应力，进而影响 TTV 。
59310编辑于 2025-05-28激光退火后，晶圆 TTV 变化管控
激光能量密度需严格控制，过高的能量密度会使晶圆局部温度急剧升高，产生过大热应力，导致 TTV 增大；过低则无法达到预期的退火效果。 此外，升级设备的温度控制系统，提高温度监测和控制的精度，确保晶圆在退火过程中温度变化平稳，降低热应力对 TTV 的影响 。2.3 晶圆预处理在进行激光退火前，对晶圆进行预处理可有效降低 TTV 变化。
33410编辑于 2025-05-23- 来自专栏联远智维
胶结失效（初步）
在飞行器服役过程中，由于隔热结构各层具有不同的热膨胀系数，当存在温度梯度时，造成隔热结构各层之间存在热应力；其次，高速气流流过机体的时候，隔热结构受到空气的作用力。
1.3K20编辑于 2022-01-20
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