本文主要从微电子封装中结构的脱层破坏和石化设备中常见的氢鼓包腐蚀破坏分析缺陷或裂纹的存在对层状结构的使用性能和寿命的影响。试图分析含缺陷层状结构的失效形式,失效机理和失效原因。对于微电子封装中结构的脱层破坏,本文建立了位于芯片黏结层和基板之间的圆形脱层在蒸汽压力和热应力共同作用下的力学模型。运用弹性薄板理论,推导出圆形脱层在蒸汽压力和热应力共同作用下挠度的表达式并基于挠度的解析解,推导出模型的应变能和应变能释放率。通过比较蒸汽压力驱动的圆形脱层在有无热应力作用下的应变能释放率,定量地分析出热应力对圆形脱层扩展的贡献,并用有限元法进行仿真验证。通过比较椭圆形脱层在三个不同的虚拟扩展方向的应变能和应变能释放率的大小,对椭圆脱层的扩展方向进行讨论并通过有限元软件ABAQUS定量地分析出热应力对椭圆形脱层扩展的贡献。本文提供了一个更准确的模型来预测电子封装中结构的脱层扩展和失效评估,并为电子封装在焊接回流过程中热应力在促进蒸汽压力驱动的脱层扩展的作用提供了新的理解。对于氢鼓包腐蚀破坏问题,本文研究氢鼓包形成过程中应力诱导下氢原子的扩散聚集行为,并考虑氢原子扩散聚集后对裂纹尖端区域应力场的影响,探究裂纹尖端区域氢浓度、氢气压强、应力强度因子随时间的演化历程。采用有限元软件ABAQUS通过一个完全耦合分析,探究氢扩散与裂纹尖端区域应力场相互影响的动态过程。借助于断裂力学中的裂纹扩展判据判定氢鼓包是否会继续向前扩展。在应力诱导作用下,氢原子源源不断地向裂纹尖端高应力区域聚集,裂纹尖端区域氢浓度、氢压、应力强度因子随时间呈指数型增长。在浓度梯度作用下,氢原子会向材料内部扩散。氢压引起的应力场会促进氢原子的扩散聚集行为,且应力场越大,促进作用越明显,使得缺陷处氢浓度不断增大,缺陷内部的氢气压力也变得越来越大,当氢气压力引起的应力场的应力强度因子到达裂纹起裂的临界值时,就会导致裂纹扩展,形成氢鼓包,如此循环往复,直至氢鼓包开裂。