On the decohesion of residually stressed thin films
โ Scribed by M.D Drory; M.D Thouless; A.G Evans
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1988
- Weight
- 781 KB
- Volume
- 36
- Category
- Article
- ISSN
- 0001-6160
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โฆ Synopsis
A~traet--The propagation of cracks in a brittle substrate, as motivated by residual stress in the film, is analyzed. The results are used to predict trends in film decohesion with film thickness, residual stress, elastic properties and substrate toughness. The analysis is based on separate determinations of the strain energy release rate and mode I/modell stress intensities for substrate cracks parallel to the interface. Experiments are performed on a system consisting of thin films bonded to SiO., substrates. Comparison between theory and experiment provides knowledge of the crack growth criterion and of trends in decohesion resistance.R6sum6----Nous analysons la propagation des fissures dans un support fragile, provoquee par une contrainte r6siduetle dans le film. Nous utilisons les resultats pour pr6voir la tendance du film ~i la d6coh6sion scion l'6paisseur du film, la contrainte r6siduelle, les propri6t6s 61astiques et la duret6 du support. Cette analyse est bas6e sur des d&erminations s6par6es de la vitesse de liberation de l'6nergie de d6formation et des valeurs de la contrainte de mode I ou II pour les fissures du support parall61es fi l'interface. Nous utilisons pour nos exp6riences un syst+me constitu6 de films minces li6s fi des supports de SiO2. La comparaison entre la th6orie et l'exp6rience permet de d6terminer le crit6re de croissance des fissures, et la tendance fi la r6sistance fi la d6coh6sion.Zusammenfassung--Die von Restspannungen im Film ausgel6ste Ausbreitung eines Risses in einem spr6den Substrat wird analysiert. Mit den Ergebnissen werden die Tendenzen der Filmabl6sung in Abhfingigkeit yon Filmdicke, Restspannung, elastischen Eigenschaften und Substratz/ihigkeit vorausgesagt. Die Analyse beruht auf der getrennten Bestimmung der Rate, mit der die Verzerrungsenergie freigesetzt wird, und der Mode I/Mode II-Spannungsintensit/iten fiir Substratrisse parallel zur Grenzfl~iche. Experimente werden an einem System d/inner Filme auf SiO2-Substraten ausgeffihrt. Aus dem Vergleich von Theorie und Experiment folgen ein Kriterium f/Jr Riflwachstum und die Tendenzen im Widerstand gegen Abl6sung.
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