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(xué)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(xué)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(chǎn)的關(guān)鍵驗證工具。
功能模塊 | 技術(shù)實現(xiàn) | UTG測試目標(biāo) |
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動態(tài)彎折控制 | 高精度伺服電機驅(qū)動,支持內(nèi)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(tǒng) | 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(xué)監(jiān)測系統(tǒng) | 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(yīng)力分布與形變 |
光學(xué)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(xué)畸變 | 實現(xiàn)缺陷原位檢測 |
智能判定系統(tǒng) | AI算法實時分析裂紋擴展速率,觸發(fā)停機(閾值可設(shè)) | 防止UTG斷裂污染設(shè)備 |
參數(shù) | 典型范圍 | 對UTG的影響 |
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折疊半徑(R) | 1.0-3.0mm | 半徑越小,表面應(yīng)力越大(UTG極限R1.5mm) |
折疊角度 | 0°~180° | 內(nèi)折(壓縮應(yīng)力)比外折(拉伸應(yīng)力)更可靠 |
折疊頻率 | 0.5-2Hz | 高頻(>5Hz)可能引發(fā)熱疲勞效應(yīng) |
環(huán)境溫度 | -30℃~85℃ | 低溫(-20℃)下UTG脆性風(fēng)險增加 |
測試次數(shù) | 10萬~100萬次 | 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求≥20萬次無失效 |
樣品制備
UTG與保護膜(PET/CPI)、OCA光學(xué)膠復(fù)合,切割為標(biāo)準(zhǔn)化尺寸(如100mm×50mm)。
邊緣進行激光拋光,減少初始微裂紋(目標(biāo)缺陷密度<5個/mm)。
設(shè)備參數(shù)設(shè)定
折疊模式:內(nèi)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(xué)性能:層間剝離力(需>1.5N/25mm)。
光學(xué)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(biāo)次數(shù)(如20萬次),每5萬次停機檢測:
失效分析與報告
生成應(yīng)力-循環(huán)次數(shù)曲線(S-N曲線),預(yù)測UTG疲勞壽命。
通過威布爾分布模型計算批量產(chǎn)品的可靠性(β值>1.2為合格)。
數(shù)據(jù)類型 | 分析工具 | 應(yīng)用場景 |
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應(yīng)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(yù)測材料剩余壽命 |
光學(xué)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(xiàn)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(xiàn)飛秒激光使邊緣缺陷減少70%,壽命提升至25萬次。
測試目標(biāo):UTG+OCA膠+CPI三層結(jié)構(gòu)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(chǎn)UTG(旭硝子)。
結(jié)果:20萬次折疊后,國產(chǎn)UTG折痕透光率下降4.2%(三星3.8%),差距縮小至0.4%。
指標(biāo) | 推薦要求 | 原因 |
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折疊半徑精度 | ≤±0.05mm | UTG應(yīng)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(biāo)準(zhǔn) |
數(shù)據(jù)采樣頻率 | ≥1kHz | 捕捉瞬態(tài)力學(xué)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(dǎo)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(shù)。
GB/T 38924-2020:明確UTG折疊次數(shù)、失效判據(jù)等要求。
企業(yè)標(biāo)準(zhǔn):
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(xiàn)有設(shè)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(shù):集成聲發(fā)射傳感器(AE)實時捕捉裂紋萌生(靈敏度>10μm)。
AI驅(qū)動的預(yù)測維護:基于LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測UTG剩余壽命(誤差<5%)。
超高頻測試:液氮冷卻系統(tǒng)支持10Hz折疊,1周內(nèi)完成百萬次測試。
彎折試驗機是UTG玻璃從實驗室走向量產(chǎn)的核心裝備,其測試數(shù)據(jù)直接決定折疊屏產(chǎn)品的市場競爭力。未來設(shè)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(yīng)對UTG“l(fā)ing缺陷"與“百萬次折疊"的zhongji目標(biāo)。
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