柔性基板上金属薄膜疲劳寿命测试方法

摘要

本发明公开了一种柔性基板上金属薄膜疲劳寿命测试方法，包括对界面结合良好的金属薄膜/柔性基板体系进行整体循环应力加载下的疲劳测试，记录金属薄膜的应力-应变曲线和电阻变化-循环次数曲线，同时观察疲劳过程中不同循环次数下金属薄膜微观组织，得到金属薄膜表面损伤形貌-电阻变化-循环次数曲线。将电阻变化-循环次数曲线上电阻变化突然增大来表征金属薄膜损伤，定义疲劳寿命Nf。由应力-应变曲线得到的应变幅Δε及其所对应的疲劳寿命Nf构成了金属薄膜/柔性基板系统中金属薄膜疲劳性能失效评价。该方法测试简单，测量精确且具有先验性。

主权项

柔性基板上金属薄膜疲劳寿命测试方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用磁控溅射沉积方法将铜膜或铝膜沉积在聚酰亚胺柔性基板上，其弹性应变≥2％；铜膜或铝膜厚度50纳米-20微米；沉积工艺参数为：溅射功率120-180W；溅射偏压-60--80V；本底气压3.0×10-3-4.5×10-3Pa；Ar的工作气压为0.1-0.3Pa；(2)采用量程为250N的微拉力机将铜膜或铝膜/柔性基板体系进行整体循环应力的加载，在加载过程中，铜膜或铝膜受拉应力同时聚酰亚胺柔性基板也处于弹性拉伸变形阶段，当卸载时，弹性收缩的聚酰亚胺柔性基板给予铜膜或铝膜压应力，以此循环从而实现铜膜或铝膜的拉-压疲劳循环加载，记录应力-应变曲线，得到应变幅Δε；(3)采用电阻测试设备测定铜膜或铝膜电阻相对变化Δ＝(R-R0)/R0，其中R0为拉伸前铜膜或铝膜的电阻值，R为拉伸过程中铜膜或铝膜的电阻值，随加载循环次数的变化，绘制电阻变化-循环次数曲线；通过扫描电子显微镜观察疲劳过程中不同循环次数下铜膜或铝膜的微观组织，得到铜膜或铝膜表面损伤形貌-电阻变化-循环次数曲线；(4)将电阻变化-循环次数曲线上电阻变化的突然增大来表征铜膜或铝膜损伤；将电阻变化-循环次数曲线上电阻变化突然增大时所对应的循环次数定义为应变幅Δε所对应的疲劳寿命Nf。