溫度應(yīng)力
環(huán)境應(yīng)力條件可以引起產(chǎn)品失效，hughes航空公司（美國）技術(shù)資料明確地表示了失效與環(huán)境應(yīng)力之關(guān)（見圖2）?？梢娫诟鞣N應(yīng)力影響之中溫度和濕度環(huán)境應(yīng)力所引發(fā)地失效占所有環(huán)境應(yīng)力引發(fā)失效的60％左右，而溫度應(yīng)力與失效之間存在著密切的關(guān)系。
目前，在世界各地，無論從陸地到海洋或者從高空到宇宙空間，都廣泛地使用電子電工以及其他領(lǐng)域的產(chǎn)品。由于氣溫隨著高度的增加而降低或在冬季高緯度地區(qū)，或者有些產(chǎn)品所在位置接近制冷元件、設(shè)備或系統(tǒng)，或者有些產(chǎn)品本身就包括制冷元件、設(shè)備或系統(tǒng)，從而產(chǎn)生低溫環(huán)境。低溫幾乎對所有的材料都會產(chǎn)生不同程度的有害影響，構(gòu)成產(chǎn)品的各種材料的物理性能、電性能等將發(fā)生變化，導(dǎo)致暫時性或長久性的性能下降，甚至引起失效。
圖2 環(huán)境應(yīng)力與失效之關(guān)系
同樣，低緯度熱帶地區(qū)的自然高溫、太陽輻射的增溫、通風(fēng)不良引起的溫升以及散熱樣品在使用中自身發(fā)熱引起的溫升等產(chǎn)生的高溫，高溫會使電子組合可靠性下降，機械結(jié)構(gòu)的密封件、橡膠件和塑料件等受高溫和太陽照射作用會迅速老化和劣化，其他各種材料的結(jié)構(gòu)、物理性能、電性能也會發(fā)生很大的變化，導(dǎo)致暫時或長久性的損傷和性能變化。
另外，在產(chǎn)品貯存、運輸、使用和安裝過程以及中，除自然氣候的變化以外，也會遇到因人類的社會實踐而誘發(fā)的環(huán)境溫度的變化。例如設(shè)備從溫度較高的室內(nèi)移到溫度相對較低的室外；或者從溫度相對較低的室外移到溫度較高的室內(nèi)；或者在室外使用的設(shè)備在強烈的太陽輻射之后突然降雨或浸到冷水；或者溫度的極度升高導(dǎo)致焊錫回流現(xiàn)象出現(xiàn)，或者啟動馬達(dá)時周圍器件的溫度急速升高，關(guān)閉馬達(dá)時周圍器件會出現(xiàn)溫度驟然下降；或者設(shè)備可能在溫度較低地環(huán)境中連接到電源上，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生陡峭的溫度梯度，在溫度較低地環(huán)境中切斷電源可能會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生相反方向陡峭的溫度梯度；或者當(dāng)航空器起飛或者降落時，航空器機載外部器材可能會出現(xiàn)溫度地急劇變化等等。由于急劇的溫度變化將使產(chǎn)品受到一定熱沖擊力，在這種熱沖擊力的作用下，將導(dǎo)致電子電工元件的涂覆層脫落、密封材料龜裂甚至破碎、填充材料泄漏等，從而引起電子元器件電性能下降；對于由不同材料構(gòu)成的產(chǎn)品，由于溫度變化時產(chǎn)品受熱不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)品變形、開裂、破碎等。由于溫度變化產(chǎn)生較大的溫差，低溫時產(chǎn)品表面會產(chǎn)生凝露或結(jié)霜，高溫時蒸發(fā)或融化，如此高低溫反復(fù)作用的結(jié)果導(dǎo)致和加速了產(chǎn)品的腐蝕。
下表給出了溫度應(yīng)力引發(fā)失效的主要類型。
表1 溫度應(yīng)力引發(fā)失效的主要類型
失效
環(huán)境應(yīng)力條件
敏感元件和材料
大分類
中分類（原因）
失效模式
溫度
高溫老化
老化
抗拉強度老化
絕緣老化
溫度+時間
塑料、樹脂
化學(xué)變化
熱分解
溫度
塑料、樹脂
軟化、熔化、汽化、升華
扭曲
溫度
金屬、塑料、熱保險絲
高溫氧化
氧化層的結(jié)構(gòu)
溫度+時間
連接點材料
熱擴散（金屬化合物結(jié)構(gòu)）
引線斷裂
溫度+時間
異金屬連接部位
中級破壞
半導(dǎo)體
熱點
溫度、電壓、電子能
非均質(zhì)材料
熱積聚燃燒
（剩余的熱燃燒）
燃燒
加熱+烘干+時間
塑料（例如帶有維尼綸和聚氨酯油漆的木質(zhì)芯片）
穿刺
內(nèi)在的
短路
絕緣性差
高溫（200~400℃）
銀，金，鋼鐵，鎂，鎳，鉛，鈀，鉑，鉭，鈦，鎢，鋁
非內(nèi)在的
短路
絕緣性差
高溫（400~1000℃）
銅，銀，鐵，鎳，鈷，錳，金，鉑和鈀的鹵化物
遷移
電遷移
斷開，引線斷裂
溫度（0.5tm）+電流（密度為106a/cm2）
例如鎢，銅，鋁（特別是集成電路中的鋁引線）
蔓延
金屬
疲勞，損壞
溫度+應(yīng)力+時間
彈簧，結(jié)構(gòu)元件
塑料
疲勞，損壞
溫度+應(yīng)力+時間
彈簧，結(jié)構(gòu)元件
低溫易脆
金屬
損壞
低溫
體心立方晶體（例如銅，鉬，鎢）和密排立方晶體（例如鋅，鈦，鎂）及其合金
塑料
損壞
低溫+低濕度
高玻璃化溫度（例如纖維素乙烯氨），低彈性的非晶體（例如苯乙烯，丙烯酸甲酯）
焊劑流動
焊劑流粘到冷金屬表面
噪聲，連接不實
低溫
特別是連接到印刷電路板上的元件（例如開關(guān)，連接器件）
因而，當(dāng)討論與溫度有關(guān)的產(chǎn)品壽命時，一般采用“θ℃規(guī)則”的表達(dá)方式。具體應(yīng)用時可以表達(dá)為“10℃規(guī)則”等，例如當(dāng)周圍環(huán)境溫度上升10℃時，產(chǎn)品壽命就會減少一半；當(dāng)周圍環(huán)境溫度上升20℃時，產(chǎn)品壽命就會減少到四分之一。這種規(guī)則可以說明溫度是如何影響產(chǎn)品壽命（失效）的。
反之，人們可以在較短的時間內(nèi)，利用升高環(huán)境溫度或降低環(huán)境溫度或利用超高溫和超低溫的交替來加速產(chǎn)品的失效現(xiàn)象發(fā)生，確定產(chǎn)品的特性變化以及由于構(gòu)成元器件的異種材料熱膨脹系數(shù)不同而造成的故障問題。多應(yīng)用于開發(fā)篩選試驗、材料特性試驗、極限試驗、評估試驗、品質(zhì)確認(rèn)試驗、加速壽命老化試驗等多種場合的需要。