飞秒激光图形化互连用弹性体上金属薄膜的力学建模
本工作中,我们对弹性体基底上沉积的Au / Ti薄膜,如聚二甲基硅氧烷( PDMS )与Kapton®上的样品进行了力学分析,沉积后的金属通过超短( 270飞秒)脉冲激光烧蚀进行了图形化。与先前演示的长脉冲激光图形相比,减少了对基板的热损伤,减少了热影响区。厚弹性体金属化过程中的一个主要问题是金属薄膜在金属化过程中形成皱纹并伴随脆性裂纹,恶化金属线的性能和可靠性。在聚酰亚胺上没有观察到这种开裂现象。用金属-弹性体系统的应力分析研究了裂纹的形成,假设当金属膜中的应力超过某一临界值时就会出现裂纹。提出了多层多材料叠层系统的一般力学模型和分析,并将其应用于PDMS上Au / Ti的特殊情况。利用该模型,已经考察了金属薄膜中应力发展的根本原因。采用Sylgard 184,Dow Corning PDMS制成的各种弹性体基底制备了一系列样品。在单体与交联剂质量比为1:2 ~ 1:19范围内,采用不同的单体/交联剂比例制备了一系列样品。利用薄膜应力分析,计算了不同层之间和层内的内应力。根据计算结果,可以估算金属薄膜中的比应力。利用这个值,我们可以选择合适的具体材料,不会超过它们的临界破坏应力。通过光学显微镜和扫描电子显微镜( SEM )二次电子( SE )图像的失效分析,验证了这一假设。我们在这里报告了力学分析预测与各种样品完整性之间的良好相关性。