在确定了材料和材料间界面的力学性能基础上,对塑封电子器件温湿度条件下的力学现象进行模型模拟研究是寻找塑封器件失效原因,分析各种因素影响趋势和程度,进行合理的材料和结构选择的好方法。本文模拟了塑封器件在钎料回流中的热传导过程。利用质量传递基本理论测定塑封用环氧树脂的吸湿性能,发现第二相(液相)的生成是导致湿气在塑封用环氧树脂中扩散过程不遵循Fick第二定律的主要原因,并依此修正水分扩散的控制方程Fick第二定律,使控制方程很好的描述塑封用环氧树脂在不同的环境温度、环境相对湿度和塑封用环氧树脂内不同湿集中度下的湿气扩散过程。试验结果还显示一定温度下塑封用环氧树脂的饱和含湿量与周围环境空气的相对湿度成正比。通过对比热传导方程与质量扩散控制方程,用有限元软件的热分析模块实现了塑封器件吸湿过程的模拟。利用热力学理论拟合得到的溶解度-温度关系和吸湿过程模拟结果计算钎料回流过程中的蒸汽压力变化,表明钎料回流过程中蒸汽压力远小于饱和蒸汽压力。测定塑封用环氧树脂的湿膨胀系数,建立反映热膨胀、湿膨胀影响的有限元模型,实现了热膨胀、湿膨胀影响在结构场中的耦合。引入界面断裂力学和复合型断裂理论分析钎料回流过程中,热膨胀、湿膨胀、蒸汽压力等因素和初始裂纹长度对结构的影响趋势,分析裂纹扩展过程中各因素的影响。当裂纹尺寸较小时,对结构的影响因素中,热膨胀居主要地位,但由于I型成分比重较大,湿膨胀和蒸汽压力的影响也不可忽略。当裂纹尺寸增大时,蒸汽压力逐渐成为最主要影响因素。从而建立了一套比较完整的温度湿度条件下塑封电子器件的力学分析方法。