セラミック基盤上に貴金属のパターンを印刷した場合、ヒートサイクルで剥離が生じますか？

質問

本来は線膨張係数差がなるべく小さくなる材料を選定（開発）すべきなのでしょうが、予算の都合上、なるべくコストを押さえたく、ありもので開発できないか検討しています。
線膨張係数差によるパターンの剥離や断線を懸念しているのですが、貴金属の物性はあまり情報がなく、加速試験を行おうにも見積もりができずに悩んでいます。
他の条件を満たそうとすると、どうしても線膨張係数に差（２～３倍）が生じてしまい、ものすごく粗くですが机上計算するとパターンにかなりの応力が生じてしまいます。
ただ、現状の計算だと熱付加時にはパターン側に圧縮？がかかる事になりそうなのですが・・・（膨張を押さえられる側になるため）

貴金属なので延性もあり、疲労も考えにくい・・・
でも定量的な話ができない・・・
そもそも本当に圧縮応力なのか？
めっきや電子部品のヒートサイクルに対する保証の考え方は？
実際の使用寿命の時間、ヒートサイクルをかけるしかないのか？

こんなところでぐるぐる回っています。
取りとめのない質問で大変恐縮ですが、少しでもヒントをいただけましたら幸いです。

宜しくお願いいたします。

回答No.2

noname#160321 · ベストアンサー

＃１です。
>温度差、温度勾配はおおよそ見積もっているのですが
失礼しました。
そこに問題が無ければサイクル数を増やして実証することになりますが、
実際のサイクルでは時間がかかりすぎるのがどこの世界でも問題で、以前私も苦労したことがあります。
ただ、あなたの場合は「物理的」なサイクル数を稼げばいいので、サイクルの時間圧縮をするのが普通でしょう。
つまり温度勾配を大きくし反復時間を短くする訳です。
試料に対してはより過酷な条件になりますが、それをクリア出来ればより大きな安全が保証される事になります。

お礼

すぐにご回答いただいていたにもかかわらず、またしても御礼が遅くなりまして申し訳ありません。
また、大変貴重なご意見、ありがとうございました。

やはり、物理的に回数を稼ぐしかないのですね・・・。
マイナー則を使おうにも、破断（剥離）するまでのデータもなにもない状態なので、悩んでいました。
ちなみに、ΔＴ＝２５０℃～３００℃、水冷は諸事情によりＮＧなので空冷しかなく、今ある設備では１サイクル３分が最短になります。
寿命からサイクル数を見積もると数万となり・・・・
おっそろしい事になってしまいますが、やるしかないのでしょう。

しかしながら、とりあえず何かしら代替のデータで見切り発車しなくてはならない状況です。
サイクル評価も進めながら、並行して考えられる限りの厳しい条件で外堀を埋めて行きたいと思います。

ところで余談ですが、私の場合は「物理的なサイクル数を稼げばいい」とありますが、物理的なサイクル数を稼ぐだけではダメな場合があるということですか？
それはどのような場合でしょうか。
後学のために、お時間ありましたら教えていただけましたら幸いです。

回答No.1

noname#160321

ごく常識的に言って、温度衝撃の大きさですね。
つまり、
１.温度差
２.温度勾配
これを先に見積もらないで悩んでも無駄。

お礼

回答ありがとうございます！
（お礼遅くなりまして、申し訳ありません・・・）

知識不足で申し訳ないのですが・・・
温度差、温度勾配はおおよそ見積もっているのですが、サイクル数が影響する事はないですか？
（疲労のようなイメージなんですが）
それは当然で、まずはこれらの具体値を示さないと回答の仕様がない、と言う意味でしょうか？