繊維配向を有するガラス繊維強化フェノール樹脂/ 銅複合材の熱硬 化過程における樹脂/ 銅界面の残留応力その場観察

抄録

トランスファー成形で作製した繊維配向を有するガラス繊維強化フェノール樹脂と銅箔で構成される複合材に関して，X 線回折法のsin² Ψ法を用い，熱硬化過程および冷熱サイクル試験における樹脂/ 銅箔界面の残留応力変化のその場観察を行った。樹脂/ 銅接着界面の残留応力は銅に作用する力として解析した。 今回用いた樹脂の線膨張係数（ CTE） は銅よりも大きいため，昇降温過程における熱膨張および熱収縮量は銅よりも樹脂の方が大きくなる。その結果，昇温および降温過程における残留応力はそれぞれ引張方向および圧縮方向にシフトした。樹脂のCTE は繊維配向の影響を受けるため，繊維配向が接着界面の残留応力異方性の要因となることを実験的に明らかとした。また，トランスファー成形において，樹脂温度は金型からの伝熱によって上昇するため，樹脂の流動距離が長くなるに従って樹脂温度は高くなる。その結果，ゲートから離れた位置ほど高温で接着界面が形成されていることが応力フリー温度の解析によって明らかとなり，残留応力解析においては樹脂中の繊維配向だけでなく接着界面形成時の樹脂温度も重要であることが示された。