折疊屏手機的核心挑戰(zhàn)在于屏幕材料的耐疲勞性和光學穩(wěn)定性。超薄柔性玻璃(UTG)厚度僅為30-100μm,需承受20萬次以上的折疊動作,且需保證折痕區(qū)域無可見裂紋或光學畸變。深圳市普云電子有限公司PY-E608D型柔性材料高低溫彎折試驗機通過模擬真實折疊場景,量化UTG的機械壽命與失效模式,成為研發(fā)與量產的關鍵驗證工具。
功能模塊 | 技術實現 | UTG測試目標 |
---|---|---|
動態(tài)彎折控制 | 高精度伺服電機驅動,支持內折(In-folding)、外折(Out-folding)及雙向折疊 | 模擬真實手機開合動作 |
環(huán)境模擬系統 | 溫控范圍:-40℃~150℃,濕度范圍:10%~98%RH(可編程循環(huán)) | 驗證ji端環(huán)境下UTG的脆性及層間粘附力 |
力學監(jiān)測系統 | 力傳感器(量程0-100N,精度±0.1%FS)、激光位移傳感器(分辨率0.1μm) | 實時監(jiān)測UTG應力分布與形變 |
光學檢測集成 | 可選配高速相機(500fps)或激光干涉儀,捕捉微裂紋及光學畸變 | 實現缺陷原位檢測 |
智能判定系統 | AI算法實時分析裂紋擴展速率,觸發(fā)停機(閾值可設) | 防止UTG斷裂污染設備 |
參數 | 典型范圍 | 對UTG的影響 |
---|---|---|
折疊半徑(R) | 1.0-3.0mm | 半徑越小,表面應力越大(UTG極限R1.5mm) |
折疊角度 | 0°~180° | 內折(壓縮應力)比外折(拉伸應力)更可靠 |
折疊頻率 | 0.5-2Hz | 高頻(>5Hz)可能引發(fā)熱疲勞效應 |
環(huán)境溫度 | -30℃~85℃ | 低溫(-20℃)下UTG脆性風險增加 |
測試次數 | 10萬~100萬次 | 行業(yè)標準要求≥20萬次無失效 |
樣品制備
UTG與保護膜(PET/CPI)、OCA光學膠復合,切割為標準化尺寸(如100mm×50mm)。
邊緣進行激光拋光,減少初始微裂紋(目標缺陷密度<5個/mm)。
設備參數設定
折疊模式:內折180°,半徑R1.5mm,頻率1Hz(1次/秒)。
環(huán)境條件:常溫(25℃/60%RH)或低溫(-20℃)。
動態(tài)測試與監(jiān)測
力學性能:層間剝離力(需>1.5N/25mm)。
光學性能:折痕區(qū)域霧度(ΔHaze<0.5%)。
表面缺陷:SEM觀測裂紋長度(失效閾值50μm)。
持續(xù)折疊至目標次數(如20萬次),每5萬次停機檢測:
失效分析與報告
生成應力-循環(huán)次數曲線(S-N曲線),預測UTG疲勞壽命。
通過威布爾分布模型計算批量產品的可靠性(β值>1.2為合格)。
數據類型 | 分析工具 | 應用場景 |
---|---|---|
應力分布云圖 | ANSYS Mechanical | 優(yōu)化UTG邊緣強化工藝 |
裂紋擴展速率 | Paris公式擬合 | 預測材料剩余壽命 |
光學畸變熱力圖 | MATLAB圖像處理 | 改進OCA膠涂布均勻性 |
問題:UTG邊緣在10萬次折疊后出現微裂紋(平均長度80μm)。
解決方案:通過彎折試驗機對比不同切割工藝(飛秒激光 vs 機械切割),發(fā)現飛秒激光使邊緣缺陷減少70%,壽命提升至25萬次。
測試目標:UTG+OCA膠+CPI三層結構在高溫高濕(60℃/95%RH)下的粘附力。
方法:彎折5萬次后,剝離力從2.8N/25mm降至2.1N/25mm(需≥1.5N/25mm)。
改進:優(yōu)化OCA膠固化工藝后,剝離力衰減率降低40%。
場景:三星UTG(肖特玻璃) vs 國產UTG(旭硝子)。
結果:20萬次折疊后,國產UTG折痕透光率下降4.2%(三星3.8%),差距縮小至0.4%。
指標 | 推薦要求 | 原因 |
---|---|---|
折疊半徑精度 | ≤±0.05mm | UTG應力對半徑敏感,誤差需<3% |
環(huán)境模擬能力 | 溫控±1℃,濕度±3%RH | 確保測試條件符合IEC 60068-2標準 |
數據采樣頻率 | ≥1kHz | 捕捉瞬態(tài)力學波動(如層間剝離力突變) |
夾具兼容性 | 非接觸式真空吸附+柔性襯墊 | 避免機械夾持導致UTG邊緣損傷 |
IEC 62715-6-2:規(guī)定折疊測試的溫濕度循環(huán)與機械參數。
GB/T 38924-2020:明確UTG折疊次數、失效判據等要求。
企業(yè)標準:
華為:HW-UTG-003(折疊壽命≥20萬次,R1.5mm)。
三星:QD-OLED-UTG-2022(-30℃低溫折疊測試)。
推薦:深圳市普云電子有限公司PY-H608D型柔性材料彎折試驗機
微裂紋早期檢測:現有設備需停機檢測,效率低下。
多物理場耦合測試:機械+溫濕度+電性能(觸控)同步驗證能力不足。
原位監(jiān)測技術:集成聲發(fā)射傳感器(AE)實時捕捉裂紋萌生(靈敏度>10μm)。
AI驅動的預測維護:基于LSTM神經網絡預測UTG剩余壽命(誤差<5%)。
超高頻測試:液氮冷卻系統支持10Hz折疊,1周內完成百萬次測試。
彎折試驗機是UTG玻璃從實驗室走向量產的核心裝備,其測試數據直接決定折疊屏產品的市場競爭力。未來設備需向高精度化(納米級缺陷檢測)、智能化(AI實時決策)及多物理場集成化發(fā)展,以應對UTG“l(fā)ing缺陷"與“百萬次折疊"的zhongji目標。