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时间:2019-11-26
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1、第49卷第4期2017年8月南京航JournalofNanjingDOI:10.16356/j.1005—2615.2017.04.010空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics内连导线线宽对沿晶微裂纹演化的影响杜杰锋黄(南京航空航天大学机械结构力学及控制佩珍国家重点实验室,南京,210016)V01.49No.4Aug.2017摘要:基于应力诱发表面扩散的经典理论,用有限元法模拟了线宽对铜内连导线中沿晶微裂纹演化的影响。数值模拟结果表明:随着线宽的减小,椭圆形沿晶微裂纹存在
2、分节与不分节两种演化分又趋势,且演化分节存在临界线宽h。;当h≤h。时,沿晶微裂纹分节成3个新的沿晶微裂纹;当h>h。时,沿晶微裂纹圆柱化。沿晶微裂纹分节时间;,随线宽的减小而减小,即减小线宽会加速微裂纹分节。临界外载d。与临界形态比皮随线宽的减小而减小,即减小线宽有利于沿晶微裂纹分节。临界外栽和临界形态比随晶界能与表面能比值的增大而减小,且沿晶微裂纹比晶内微裂纹更易发生分节。关键词:沿晶微裂纹演化;内连导线;应力迁移;线宽;有限单元法中图分类号:TGll3文献标志码:A文章编号:1005—2615(2017)04—05
3、18—06EffectofLineWidthonIntergranularMicrocrackEvolutioninInterconnectsDUJiefeng。HUANGPeizhen(StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China)Abstract:Basedontheclassicaltheoryofsurfac
4、ediffusioninducedbystressmigration,afiniteelementprogramisdevelopedforsimulatingtheevolutionofintergranularmierocracksincopperinterconnects.ThenumericaIresultsshowthatthereexistsacritiealvalueofthelinewidthunderthebiaxiaItensilestressstate.WhenthelinewidthiSequal
5、orlessthanthecriticalvalue。theintergranularmicrocrackwillgrowandsplitintothreesmallmicrocracksalongthegrainboundary.Whenthelinewidthisgrea—terthanthecriticalvalue,themierocrackwilldirectlyevolveintoacylinder.Thesplittingtimeoftheintergranularmicrocrackreduceswith
6、thelinewidthdecreasing,whichmeansthatthedecreaseofthelinewidthwillacceleratethesplittingprocess.Boththecriticalvalueofthestressandthatoftheaspectratiodecreasewhenthelinewidthdecreases,thatiS,thedecreaseoftheIinewidthiSbeneficialtothemicrocracksplitting.Thecritica
7、lvaluesofthestressandtheaspectratiodecreasewhentheratioofthegrain—boundaryenergytothesurfaceenergyincreases.Anditiseasierfortheintergranularmicroeraektosplitthantheintragranularmicrocrack.Keywords:intergranularmierocrackevolution;interconnects;stressmigration;lin
8、ewidth;finiteele—melltmPthod基金项目:江苏省自然科学基金(BK20141407)资助项目;机械结构力学及控制国家重点实验室自主课题(MCMS-0215G01)资助项目;江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期:2017-0l04;修订日期:2017-03—23通信作者:黄佩珍,女,教授,
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