含曲线型膜基界面的高分子基金属薄膜延展性能

柔性电子中联接电子元器件的互联金属导线多以附着在高分子基底上的薄膜形式存在。由于此类膜基体系在服役过程中需要承受相对较大的变形，如何改进高分子基金属薄膜的延展性能成为制约柔性电子技术发展的关键问题之一。以往的研究通过对高分子基底进行酸碱腐蚀、喷砂等表面糙化处理，虽然可以有效提高膜基结合性能，但却很少考虑基底表面糙化处理对提高膜基体系延展性能的影响。本文首先实验研究了在含糙化表面的聚酰亚胺基底上附着Cu膜的延展性能，结果表明，提高基底表面粗糙度能够显著降低Cu膜在拉伸条件下的裂纹密度。由于膜基体系表面裂纹的扩展与薄膜表面拉伸正应力分布相关，后者将直接影响薄膜的延展性，采用有限元方法模拟计算了基底表面糙化处理后，金属薄膜在拉伸状态下的应力分布。在计算模型中，膜基界面被处理成正弦曲线形式的理想化界面，并考虑了金属薄膜的外表面为平直状和曲线状两种情况。结果显示，曲线型界面可显著改变后一种情况下金属薄膜在拉伸状态下的表面正应力分布，从而达到抑制金属表面裂纹的扩展以及降低裂纹密度的作用。最后，采用内聚力模型模拟膜基界面，研究了在拉伸条件下曲线型界面的损伤分布情况。结果表明，相对于平直界面，曲线型界面不易发生如界面损伤和界面裂纹扩展的破坏，而且振幅波长比越大的曲线型界面越不容易发生破坏。

DUCTILITY OF POLYMER-SUPPORTED METAL FILMS WITH CURVED INTERFACES

Electronic components in modern flexible electronics are connected by interconnects,having typically the form of metal films on polymer substrates.Firstly,this paper studies experimentally the ductility of a polyimide-supported Cu film with rough interface(due to sandblasting treatment) and show that,upon tensile loading along the direction of film surface,the density of surface cracks can be reduced by increasing the substrate surface roughness.The distribution of tensile stresses in the film and their eff...