残余应力对聚合物/金属界面断裂韧性的影响

当制造用于表征界面断裂韧性的双材料样品时，样品在室温下通常不是无应力的。如果考虑金属基材和聚合物粘合剂之间的界面，则在室温下干燥样品的残余应力基本上有两个来源:

1 -粘合剂和基材的热膨胀系数(CTE)之间的不匹配会导致凹面或凸面翘曲，这取决于两种材料的CTE值。

2－聚合物胶粘剂在交联过程中的固化收缩是一个通常被忽视的重要影响。当聚合物粘合剂在高温下粘附在基材上时，它会经历凝胶到固相的转变，这通常只会导致聚合物的体积减少。这就是所谓的“固化收缩”的根源。

对于标准梁结构(如4PB、ENF、DCB等)的应变能释放率(SERR)，文献中有多种计算方法。然而，这些解析解大多不考虑残余应力。这就是为什么应该采用基于有限元的方法，如VCCT，以考虑这些残余应力的影响。

在附图中，您可以看到热应力和固化应力对端缺口弯曲(ENF)测试中铜/环氧界面表观断裂韧性的影响。环氧树脂与引线框之间的cte不匹配引起的热应力(由于引线框收缩较大而导致翘曲)的显著影响观察到从模具温度冷却到室温)和化学固化应力(由于环氧树脂交联过程中环氧树脂的收缩)，这表明使用解析解或仅考虑热应力计算SERR可能会导致误差。压应力通常阻碍裂纹扩展，而拉应力则促进裂纹扩展。因此，应避免在不考虑这些应力的情况下确定临界能量释放率。

施兰吉M.H, Gollhardt A, Fischer A, m ller W.H, Michel B.，“基于图像相关技术的铜/聚合物界面断裂韧性和位移场研究”Proc。第41届微电子学国际学术研讨会，2008，普罗维登斯，美国，第1072-1089页。

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