کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
12038654 1009347 2018 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Crack arrest in thin metallic film stacks due to material- and residual stress inhomogeneities
ترجمه فارسی عنوان
دستگیری در پشته های فیلم نازک فلزی ناشی از عدم تناسب تنش های ماده و باقی مانده
کلمات کلیدی
فیلم های نازک فلزی، نیروی محرک محلی، استرس باقی مانده، مدل سازی عنصر محدود عدم همبستگی مواد، مکانیک شکستگی،
ترجمه چکیده
مواد مینیاتوری، به طور کلی، قدرت بیشتری نسبت به همتایان بزرگ خود دارند. به عنوان یک نتیجه، مقاومت آنها در مقابل شکستگی اغلب به خطر افتاده است. با این حال، اثر ناهماهنگی مواد می تواند مورد استفاده قرار گیرد به طور قابل توجهی بهبود سختی شکست از اجزای فیلم نازک. در این اثر، اثر غیرموجان ماده بر نیروی حرکتی ترک، ناشی از ویژگی های مواد و تنش های باقی مانده تنش در ورق های نازک تنگستن و مس، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، با استفاده از مفهوم نیروهای پیکربندی، یک تحلیل عاملی محدود انجام می شود. به این ترتیب، ما قادر به تشخیص بین اثرات نامتقارن مختلف و نتیجه گیری در مورد نیروی موثر ترک ترک. نشان داده شده است که اثر ناهمگنی ماده نه تنها با تغییرات ویژگی های مواد در واسط تعیین نشده است، زیرا سهم مهم از طریق شیب استرس باقی مانده استرس در لایه ها ظاهر می شود. امکان جدا کردن جلوه های مختلف، فرصتی برای طراحی هزینه های کارآمد از اجزای میکرو الکترونیک نازک فیبر نوری آینده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی مواد فناوری نانو (نانو تکنولوژی)
چکیده انگلیسی
Miniaturized materials, in general, exhibit higher strength compared to their bulk counterparts. As a consequence, their resistance to fracture is often compromised. However, the effect of material inhomogeneities can be used to significantly improve the fracture toughness of thin film components. In this work, the material inhomogeneity effect on the crack driving force, caused by material property and residual stress variations in thin tungsten and copper stacks, is numerically investigated. To this purpose, a finite element analysis is performed using the concept of configurational forces. In this way, we are able to distinguish between the various inhomogeneity effects and draw conclusions about the effective crack driving force. It is demonstrated that the material inhomogeneity effect is not solely determined by the material property variations at the interfaces, since an important contribution emerges due to a smooth residual stress gradient within the layers. The possibility to separate the different effects represents an opportunity for cost efficient design of future reliable thin film microelectronic components.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Thin Solid Films - Volume 668, 31 December 2018, Pages 14-22
نویسندگان
, , , , , ,