文章来源：腾昕检测

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热形变分析

热形变分析（Thermal Mechanical Analysis, TMA）是一种材料表征技术，用于研究材料在温度变化时的物理性质，特别是尺寸和形态的变化。它通过监测样品在受控温度程序下长度、体积或模量的变化来评估材料的热性能和热稳定性。

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工作原理

热变形机理

材料具有热胀冷缩的特性，由于层结构材料的热膨胀系数不同，当温度发生变化时，不同的膨胀或收缩量会引起器件的变形。

热形变分析工作原理

按照预定的温度设定对样品进行加热或冷却处理，通过传感器监测其膨胀或收缩后的尺寸变化。收集到的数据以图表的形式输出，能够直观地看到其形变量是否符合要求。

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相关案例

案例一：BGA热形变分析

一、温度设置

温度设置曲线

1、升温过程：30℃、150℃、180℃、210℃、230℃、250℃。

2、降温过程：230℃、210℃、180℃、150℃。

3、预热：30℃~150℃，时间80S；  

4、恒温：160℃~220℃，时间90S；

5、高温：220℃以上，时间80S；   

6、最高温度：250℃

二、样品测试位置及测试数据

1、测试位置一

热形变分析测试数据（单位：mm）如下：

2、测试位置二

热形变分析测试数据（单位：mm）如下：

3、测试位置三

热形变分析测试数据（单位：mm）如下：

4、测试位置四

热形变分析测试数据（单位：mm）如下：

5、测试位置五

热形变分析测试数据（单位：mm）如下：

6、测试位置六

热形变分析测试数据（单位：mm）如下：

三、测试结果

BGA热形变主要集中于“测试五”区域（形变量＞0.1），该测试五区域亦为枕焊失效区域。

注：形变量应小于0.1mm。

案例二：连接器热形变分析

一、样品图示

连接器外观图示

二、温度设置

温度设定曲线图

1、升温过程：30℃、150℃、180℃、210℃、230℃、250℃。

2、降温过程：230℃、210℃180℃、150℃。

3、预热：30℃~150℃、时间 80S;

4、恒温：160℃~220℃、时间 90S;

5、高温：220℃以上、时间 80S;

6、最高温度：250℃

三、测试数据及结果

测试数据如下，最大形变量为0.038mm。

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总结

热形变分析对材料的研发、质量控制和失效分析均具有重要价值，能够确保器件在设计和制造过程中可以承受预期的温度变化，从而提高产品的整体稳定性和使用寿命。