对于几种常见的电镀材料:Ni、Cu、Au和Al，哪一种材料的疲劳强度最强?我们知道，由于所谓的“尺寸效应”，薄膜的机械性能与块状材料不同，而材料的性能在很大程度上取决于微观结构和加工技术。但是，设计师在选择抗疲劳的“最佳材料”时，是否有一些材料法则或准则呢?屈服极限?极限抗拉强度?或延长?如果不进行耗时的测试，如何比较候选材料呢?
你好,云飞,
我认为疲劳设计需要一个最接近模拟预期操作条件的测试。你们希望你们的电镀材料经受纯机械循环载荷吗?或者，您希望它们由于热循环而承受载荷吗?
我们一直在开发一种方法来执行非常快速的热循环的图案薄膜，利用焦耳加热，由交流电感应到一个探针站。在给定的温度或应变范围内，我们能够根据寿命(开路故障)的差异来区分疲劳抗力。由于测试是电子的，我们可以很快地完成它。它可以有效地在高达约10千赫的电频率下运行(加载频率为20千赫，因为加载作为电源)，而不必担心热流是否可以保持在这样的频率。
这个测试很好地模拟了热循环，并且使用电探针而不是熔炉。目前尚不清楚该测试是否准确地模拟了纯机械循环，因为这取决于对给定材料的“高温”。试验条件是这样的，即不会发生电迁移。
我们可以区分不同材料(例如，Al、Cu和Au)、不同约束(例如，钝化Cu和未钝化Cu)、线几何形状(厚度、宽度等)之间的寿命。
基本的测试方法涵盖了R. Mönig, R. R. Keller和C. A. Volkert，“薄金属薄膜的热疲劳测试，”Rev. Sci。乐器。75,4997-5004(2004)。还有更多的论文(搜索三位作者中的任何一位)，主要是详细介绍了测试过程中微观结构/损伤演变的观察结果。
这是一种选择。如果你感兴趣的话，我很乐意和你进一步讨论。
与问候,鲍勃·凯勒NIST
李晓东问了一个类似的问题:http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/2880#comment-6963．
很高兴在这儿见到你，鲍勃!
RH
谢谢。我同意薄膜的机械疲劳和热疲劳等问题对实际应用至关重要。我做了一些MEMS/NEMS薄膜和Si纳米结构的纳米疲劳实验(见下文)。
李晓东和Bharat Bhushan，《发展》纳米尺度疲劳测量技术及其应用超薄非晶碳涂层的应用文献资料，47(2002)473-479。
李晓东和Bharat Bhushan，“基于纳米压痕技术的MEMS/NEMS纳米结构疲劳研究”，中国机械工程，(2003):503-508。
我想看看是否有更多关于薄膜疲劳和互连的论文。我想多了解一下这个话题。谢谢你的帮助。
评论
薄膜疲劳强度的比较
你好,云飞,
我认为疲劳设计需要一个最接近模拟预期操作条件的测试。你们希望你们的电镀材料经受纯机械循环载荷吗?或者，您希望它们由于热循环而承受载荷吗?
我们一直在开发一种方法来执行非常快速的热循环的图案薄膜，利用焦耳加热，由交流电感应到一个探针站。在给定的温度或应变范围内，我们能够根据寿命(开路故障)的差异来区分疲劳抗力。由于测试是电子的，我们可以很快地完成它。它可以有效地在高达约10千赫的电频率下运行(加载频率为20千赫，因为加载作为电源)，而不必担心热流是否可以保持在这样的频率。
这个测试很好地模拟了热循环，并且使用电探针而不是熔炉。目前尚不清楚该测试是否准确地模拟了纯机械循环，因为这取决于对给定材料的“高温”。试验条件是这样的，即不会发生电迁移。
我们可以区分不同材料(例如，Al、Cu和Au)、不同约束(例如，钝化Cu和未钝化Cu)、线几何形状(厚度、宽度等)之间的寿命。
基本的测试方法涵盖了R. Mönig, R. R. Keller和C. A. Volkert，“薄金属薄膜的热疲劳测试，”Rev. Sci。乐器。75,4997-5004(2004)。还有更多的论文(搜索三位作者中的任何一位)，主要是详细介绍了测试过程中微观结构/损伤演变的观察结果。
这是一种选择。如果你感兴趣的话，我很乐意和你进一步讨论。
与问候,
鲍勃·凯勒
NIST
薄膜的热疲劳
李晓东问了一个类似的问题:http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/2880#comment-6963．
很高兴在这儿见到你，鲍勃!
RH
薄膜和微/纳米结构的疲劳
谢谢。我同意薄膜的机械疲劳和热疲劳等问题对实际应用至关重要。我做了一些MEMS/NEMS薄膜和Si纳米结构的纳米疲劳实验(见下文)。
李晓东和Bharat Bhushan，《发展》
纳米尺度疲劳测量技术及其应用
超薄非晶碳涂层的应用
文献资料，47(2002)473-479。
李晓东和Bharat Bhushan，“基于纳米压痕技术的MEMS/NEMS纳米结构疲劳研究”，中国机械工程，(2003):503-508。
我想看看是否有更多关于薄膜疲劳和互连的论文。我想多了解一下这个话题。谢谢你的帮助。