溫度是導(dǎo)致器件失效的罪魁禍?zhǔn)?，下圖是美國(guó)航空航天局下的一個(gè)組織對(duì)航空航天電子設(shè)備因環(huán)境因素導(dǎo)致失效的一個(gè)統(tǒng)計(jì)圖，其中溫度導(dǎo)致的失效占40％。

    溫度循環(huán)和溫度沖擊導(dǎo)致器件疲勞失效，每次的溫度循環(huán)和溫度沖擊形成的損害積累起來(lái)將導(dǎo)致器件永久損壞。器件的上下電也是一種溫度循環(huán)，對(duì)器件存在損傷。
    溫度循環(huán)和溫度沖擊對(duì)電子元器件的影響具體表現(xiàn)：
    1、低溫使材料變脆，抗折能力下降。
    溫度差將使器件材料產(chǎn)生蠕變，溫度變化率將使器件機(jī)械內(nèi)應(yīng)力加劇，導(dǎo)致器件材料斷裂或形成小裂紋。
    2、在定義溫度差和溫度變化率的時(shí)間時(shí)，實(shí)際上是依據(jù)器件材料產(chǎn)生蠕變和彈性形變來(lái)分界的。
    在考慮溫度對(duì)器件的影響時(shí)以T+△T或T＋▽T的形式考慮
    3、在考慮恒定溫度的同時(shí)，考慮溫度差或溫度變化率帶來(lái)的其它影響。
    溫度循環(huán)和沖擊對(duì)器件形成應(yīng)力循環(huán)，弱化材料性能，引起各種不同的失效：

    溫度循環(huán)和沖擊適用的模型為科芬－曼森(Coffin-Manson)公式

    溫度循環(huán)和熱沖擊引起電子元器件失效場(chǎng)景示例：

    案例：溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致器件基板斷裂

    元器件的熱設(shè)計(jì)的一些建議：
    1、對(duì)于散熱要求高的器件建議選用導(dǎo)熱性能好的基材。
    PCB本身的散熱能力影響器件的散熱效果，為提高 PCB的散熱能力可以選用導(dǎo)熱性能好的基材，例如采用金屬基底印制板和陶瓷基底(高鋁陶瓷、氧化鋁陶瓷)印制板等。
    2、塑封表面貼裝組件應(yīng)避免使用低CTE的引線(xiàn)框架與引腳材料，比如42#合金，KOVAR等。這樣的材料降低組件的CTE，導(dǎo)致與FR4或者類(lèi)似的PCB材料較大的CTE不匹配，用這樣的引腳材料也會(huì)遇到可焊性問(wèn)題。
    3、對(duì)于功率耗散比較大的組件，要重點(diǎn)考慮功率耗散引起的熱梯度的影響。
因?yàn)檫@種情況下，即使組件和基板的CTE是匹配的，組件內(nèi)部的功率耗散循環(huán)的影響可能比環(huán)境溫度循環(huán)的影響更大。
    4、表貼保險(xiǎn)管比同樣的插件保險(xiǎn)絲散熱效果差，需要附加降溫手段。
    5、在使用功率電阻時(shí)，可以通過(guò)使用機(jī)械緊固或熱固塑料來(lái)改善從功率電阻到散熱器或者機(jī)架的熱傳導(dǎo)效果。
    6、對(duì)于大于2W的功率電阻，需要在器件底部設(shè)計(jì)一片銅箔，以減少在失效情況下印制電路板的燒焦?fàn)顩r。
    7、改善器件散熱性能的措施有：在PCB上設(shè)計(jì)局部的金屬塊、改變內(nèi)部的層數(shù)、銅箔厚度/面積、增加散熱過(guò)孔等。