半导体器件 柔性可拉伸半导体器件 第1部分：柔性基板上导电薄膜的弯曲试验方法 .docx

GB/TXXXX.XX—XXXX/IEC62951-1:2017

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半导体器件柔性可拉伸半导体器件

第1部分:柔性基板上导电薄膜的弯曲试验方法

1范围

本文件规定了弯曲试验方法，以测量沉积或粘合在柔性非导电基材上的导电薄膜的机电性能或柔韧性。柔性基板上的导电薄膜广泛用于柔性电子器件和柔性半导体。导电薄膜包括沉积或粘合到非导电柔性基板上的任何薄膜，例如薄金属膜，透明导电电极和薄硅膜。由于它们的界面相互作用和薄膜和基材之间的粘附，柔性基板上的薄膜的电气和机械特性与独立膜和基板的电气和机械特性不同。本文件的目的是建立用于评估柔性基板上的导电薄膜的机电性能或柔韧性的简单和可重复的试验方法。本文件中的弯曲试验方法包括外弯曲试验和内弯曲试验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

IEC62047-2：2006半导体器件微机电器件第2部分：薄膜材料的拉伸试验方法

IEC62047-22：2014半导体器件微机电器件第22部分：柔性基板上导电薄膜机电拉伸试验方法

3术语、定义和符号

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1术语和定义3.1.2

弯折曲率半径bendingradiusofcurvature

r

测试件在弯曲试验中显示的曲率半径。3.1.3

临界弯曲半径criticalbendingradius

当电阻超过预定极限时的弯曲半径，和/或因分层或裂纹萌生而导致的薄膜断裂。注：这是导电薄膜能够承受的最小弯曲半径。

3.1.4

中心弯曲应变nominalbendingstrain

e

弯曲方向上弯曲试样中心的应变。

注：通常指柔性基板上弯曲薄膜顶部的应变。3.1.5

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柔性基板flexiblesubstrate

具有柔韧性的基板，可在其上沉积、粘合或附着导电薄膜。3.1.6

规范系数gaugefactor

GF

电阻变化除以初始电阻（Ro，未变形时的电阻）与中心弯曲应变（e）的比率。注：范系数表示为GF=（R–RO）/ROe，其中R是发生形变时的电阻。

3.1.7

外弯曲试验outerbendingtest

向外弯曲试验

面向外弯曲试验凸弯曲试验

外弯曲将试样弯曲成凸面形状(∩)的试验也可被视为向外弯曲试验、面向外弯曲试验或凸面弯曲试验。

3.1.8

内弯曲试验innerbendingtest

向内弯曲试验

面向内弯曲试验凹面弯曲试验

将试样弯曲成凹形(∪)的试验也可将其视为向内弯曲试验、面向内弯曲试验或凹面弯曲试验。3.2符号

试件的形状和符号分别如图1和表1所示。

图1试件的形状

表1符号和名称说明

符号

单位

说明

l1

mm

应变和电阻变化测量的标距

l2

mm

总长度

h1

μm

导电薄膜的厚度

h2

μm

柔性基板的厚度

b

mm

宽度

试样的整体形状与IEC62047-22:2014拉伸试验的3.2所示形状相似，但试件的形状可以是矩形或正方形。试样具有柔性衬底和沉积在柔性衬底上的导电薄膜。

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4被测试件

4.1被测试件的设计

为了尽量减少几何尺寸的影响，试件应合理地与最终产品相似。特别是，由于试件上随机分布的裂纹或缺陷，脆性薄膜在破坏时的尺寸效应很大。因此，试件的尺寸应尽可能与目标装置部件的尺寸相同。试件的形状如图1所示。对于均匀应变分布，试样的形状为矩形或方形条带

4.2被测试件的准备

由于机械和电气性能取决于制造工艺，因此应使用与柔性电子和柔性半导体器件制造的真实器件相同的制造工艺制备试样。与横向尺寸相比，薄膜厚度和基板厚度应均匀且较小。柔性基板和薄膜也具有均匀的材料特性。应仔细制备薄导电膜，以防止形成裂纹或缺陷，并防止基底分层。

4.3尺寸测量

应分别准确测量导电薄膜和柔性基板的厚度和宽度，因为尺寸用于确定试验材料的机械和电气性能。应直接测量每个试样。试样的尺寸应分别规定在厚度±1%和宽度±5%的最大误差范围内。应根据IEC62047-2:2006第4条和附录C进行厚度测量。可能存在薄膜和基板的某些组合，难以满足厚度测量的公差要求。在这种情况下，应报告厚度测量的平均值和标准偏差。

4.4测试前的存储条件

对于导电薄膜，存储环境会影响薄膜的机电性能。例如，试件表面的氧化会恶化试件的电气和机械性能。如果在最终制备和试验之间有间隔