金属材料疲劳损伤的界面效应
来源期刊：金属学报2009年第7期
论文作者：李守新 屈伸 段启强 王中光 张哲峰 张鹏 张青科 田艳中 邹鹤飞
关键词：晶界; 孪晶界; 相界; 互连界面; 疲劳裂纹; grain boundary; twin boundary; phase boundary; interconnect interface; fatigue cracking;
摘 要：总结了不同金属材料在低周疲劳过程中典型的晶界、孪晶界、相界和微电子互连界面的损伤开裂行为.纯Cu中疲劳裂纹萌生的难易顺序为:小角度晶界、驻留滑移带和大角度晶界.对于纯Cu与铜合金中退火孪晶界,是否萌生疲劳裂纹与合金成分有关,随合金元素的加入降低了层错能,退火孪晶界相对容易萌生疲劳裂纹.对于Cu-Ag二元合金,由于存在不同的晶界和相界面,是否萌生疲劳裂纹取决于界面两侧晶体的取向差,通常两侧取向差大的界面容易萌生疲劳裂纹.在微电子互连界面中,疲劳裂纹萌生位置与焊料成分和时效时间有关,对于Sn-Ag/Cu互连界面,疲劳裂纹通常沿焊料与界面化合物结合处萌生;对于Sn-Bi/Cu互连界面,随时效时间增加会出现明显的由于Bi元素偏聚造成的界面脆性.
李守新1，屈伸1，段启强1，王中光1，张哲峰1，张鹏1，张青科1，田艳中1，邹鹤飞1
(1.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室,沈阳,110016)
摘要:总结了不同金属材料在低周疲劳过程中典型的晶界、孪晶界、相界和微电子互连界面的损伤开裂行为.纯Cu中疲劳裂纹萌生的难易顺序为:小角度晶界、驻留滑移带和大角度晶界.对于纯Cu与铜合金中退火孪晶界,是否萌生疲劳裂纹与合金成分有关,随合金元素的加入降低了层错能,退火孪晶界相对容易萌生疲劳裂纹.对于Cu-Ag二元合金,由于存在不同的晶界和相界面,是否萌生疲劳裂纹取决于界面两侧晶体的取向差,通常两侧取向差大的界面容易萌生疲劳裂纹.在微电子互连界面中,疲劳裂纹萌生位置与焊料成分和时效时间有关,对于Sn-Ag/Cu互连界面,疲劳裂纹通常沿焊料与界面化合物结合处萌生;对于Sn-Bi/Cu互连界面,随时效时间增加会出现明显的由于Bi元素偏聚造成的界面脆性.
关键词:晶界; 孪晶界; 相界; 互连界面; 疲劳裂纹; grain boundary; twin boundary; phase boundary; interconnect interface; fatigue cracking;
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