铜薄膜内微孔对其力学性能影响及开裂行为研究

摘要：

研究了铜薄膜内微孔对其力学性能影响及开裂行为,采用磁控溅射工艺制备聚酰亚胺柔性基板上铜薄膜,通过扫描电镜(SEM)对铜薄膜表面形貌表征、EDS能谱分析及SEM原位拉伸观察实验,得出磁控溅射工艺制备出超薄铜薄膜多为柱状晶结构,且带有微米级孔洞.并测得不同孔隙率铜薄膜载荷与位移增量的变化,由相关公式求出应力-应变关系;分析了不同孔径微孔的上下边缘沿晶开裂,微裂纹萌生、扩展的行为.结果表明:磁控溅射工艺在聚酰亚胺柔性基板上制备的微米级铜薄膜受拉伸时微孔沿晶开裂形成初始微裂纹,孔径≤4μm微孔处局部应力偏低,未能使微裂纹沿晶界改变方向继续扩展,微裂纹受到抑制;在较高的局部应力下,孔径>10μm微孔裂纹继续沿新的晶界方向扩展,与其他微孔裂纹连通;孔隙率越高,多孔微裂纹连通几率越高,薄膜力学性能就越差,且铜薄膜开裂可能性也越高.

关键词：柔性基板、铜薄膜、微孔洞、力学性能、沿晶开裂

所属期刊栏目：36

分类号：TB383;TG115.5;TB115.21+5.3(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目51005043;中央高校基本科研业务费专项资金N130403012, N140301001;高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20120042110031;辽宁省自然科学基金资助项目20170540587

在线出版日期：2017-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：436-441