激光冲击对铜薄膜结合强度的影响及残余应力场的数值模拟的开题报告.docx

激光冲击对铜薄膜结合强度的影响及残余应力场的数值模拟的开题报告
一、选题背景及意义
随着微电子技术的发展，铜薄膜作为重要的导电材料得到广泛应用。然而，在实际应用过程中，铜薄膜会受到各种因素的影响，导致铜薄膜与基底的结合强度下降，影响器件的性能和可靠性。因此，研究铜薄膜与基底的结合强度及其变化规律，对于提高器件的性能和可靠性具有重要意义。
在现有的研究中，通常采用焊接、涂覆等方法来提高铜薄膜与基底的结合强度，但这些方法难以在微纳米尺度下实现，并且易造成加工变形和热应力等问题。因此，需要寻找一种低损伤、无热影响的新方法来增强铜薄膜与基底的结合强度。激光冲击技术作为一种新型表面处理技术，可以在不加热的情况下改变材料表面的性质，具有广泛的应用前景。
二、研究内容和目标
本研究将探究激光冲击对铜薄膜结合强度的影响，并分析激光冲击后铜薄膜和基底的残余应力场分布情况。主要研究内容包括：
1.使用激光冲击技术处理铜薄膜表面，在不加热的情况下提高铜薄膜与基底的结合强度；
2.采用剪切试验法测试激光冲击后铜薄膜和基底的结合强度；
3.利用有限元软件建立铜薄膜和基底的三维几何模型，并分析激光冲击后铜薄膜和基底的残余应力场分布情况；
4.探讨激光冲击参数对铜薄膜结合强度和残余应力场分布的影响。
三、研究方法和技术路线
1.制备铜薄膜试样并进行表面处理；
2.进行剪切试验，测试铜薄膜和基底的结合强度；
3.根据剪切试验数据，计算铜薄膜和基底的表面黏着力；
4.建立铜薄膜和基底的三维几何模型，利用有限元方法分析残余应力场分布情况；
5.控制激光冲击参数，比较不同参数下的实验结果，分析激光冲击参数对铜薄膜结合强度和残余应力场的影响。
四、预期结果和意义
通过实验和模拟，本研究将探究激光冲击对铜薄膜结合强度的影响，并分析激光冲击后铜薄膜和基底的残余应力场分布情况。预期结果包括：
1.探讨激光冲击参数对铜薄膜结合强度和残余应力的影响；
2.优化激光冲击参数，并提出一种无热影响、低损伤的增强铜薄膜结合强度的方法；
3.为微电子器件的制备和应用提供重要参考依据。