【作者】 许巍； 王飞； 卢天健；

【Author】 XU We,WANG Fei,LU Tianjian (MOE Key Laboratory for Strength & Vibration,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049)

【机构】 西安交通大学强度与振动教育部重点实验室；

【摘要】 膜/基结构是复合材料科学和电子学中应用较为广泛的一种材料体系。在实际使用中,残余应力和外加应力影响下的形变是造成膜/基界面损伤和破坏的重要原因。柔性高分子(如聚酰亚胺)基铜薄膜是在微电子和柔性电子领域广泛使用的复合体系,需要其承受较大形变,即对该体系延展性能提出较高要求。本文运用内聚力模型(Cohesive zone model)模拟了这一体系在变形过程中界面损伤和破坏的机理和影响因素,着重讨论了界面结合强度对界面损伤和破坏的影响。结果表明,柔性高分子基铜薄膜界面失效主要是由薄膜和基底的相对滑移产生界面损伤造成的,界面损伤首先产生于界面的边缘处,随后向界面内部扩展。通过提高界面剪切强度,可以有效的抑制界面损伤的发生,从而提高膜基结构的延展性能。相比而言,界面拉伸强度的提高对提高膜基系统延展性能的作用不明显。此外,界面断裂能也是膜基体系延展性能的重要参数,界面断裂能大的膜基体系,其延展性能也相对较强。更多还原

【Abstract】 It is well known that the residual stress and applied stress are the main causes of interracial damage and failure in film/substrate system.In this study,we focused on flexible polymer supported copper films and simulate the interfacial damage and failure of this composite structure by cohesive zone model.Particularly,more attention was paid to the effect of interfacial adhesive strength.The results show the interfacial failure mainly caused by the relative sliding between the film and substrate,which initiates on the edge of interface and spreads towards to the inner interface.By improving the interfacial shear strength,the interfacial damage can be restrained and ductility can be improved.By contrary,enhance the interfacial tensile strength can only improve the ductility relative small.And moreover,the interfacial fracture energy can play a crucial role in improvement of the ductility of the composite structure.更多还原