折叠屏手机的核心挑战在于屏幕材料的耐疲劳性和光学稳定性。超薄柔性玻璃(UTG)厚度仅为30-100μm,需承受20万次以上的折叠动作,且需保证折痕区域无可见裂纹或光学畸变。深圳市普云电子有限公司PY-E608D型柔性材料高低温弯折试验机通过模拟真实折叠场景,量化UTG的机械寿命与失效模式,成为研发与量产的关键验证工具。
功能模块 | 技术实现 | UTG测试目标 |
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动态弯折控制 | 高精度伺服电机驱动,支持内折(In-folding)、外折(Out-folding)及双向折叠 | 模拟真实手机开合动作 |
环境模拟系统 | 温控范围:-40℃~150℃,湿度范围:10%~98%RH(可编程循环) | 验证ji端环境下UTG的脆性及层间粘附力 |
力学监测系统 | 力传感器(量程0-100N,精度±0.1%FS)、激光位移传感器(分辨率0.1μm) | 实时监测UTG应力分布与形变 |
光学检测集成 | 可选配高速相机(500fps)或激光干涉仪,捕捉微裂纹及光学畸变 | 实现缺陷原位检测 |
智能判定系统 | AI算法实时分析裂纹扩展速率,触发停机(阈值可设) | 防止UTG断裂污染设备 |
参数 | 典型范围 | 对UTG的影响 |
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折叠半径(R) | 1.0-3.0mm | 半径越小,表面应力越大(UTG极限R1.5mm) |
折叠角度 | 0°~180° | 内折(压缩应力)比外折(拉伸应力)更可靠 |
折叠频率 | 0.5-2Hz | 高频(>5Hz)可能引发热疲劳效应 |
环境温度 | -30℃~85℃ | 低温(-20℃)下UTG脆性风险增加 |
测试次数 | 10万~100万次 | 行业标准要求≥20万次无失效 |
样品制备
UTG与保护膜(PET/CPI)、OCA光学胶复合,切割为标准化尺寸(如100mm×50mm)。
边缘进行激光抛光,减少初始微裂纹(目标缺陷密度<5个/mm)。
设备参数设定
折叠模式:内折180°,半径R1.5mm,频率1Hz(1次/秒)。
环境条件:常温(25℃/60%RH)或低温(-20℃)。
动态测试与监测
力学性能:层间剥离力(需>1.5N/25mm)。
光学性能:折痕区域雾度(ΔHaze<0.5%)。
表面缺陷:SEM观测裂纹长度(失效阈值50μm)。
持续折叠至目标次数(如20万次),每5万次停机检测:
失效分析与报告
生成应力-循环次数曲线(S-N曲线),预测UTG疲劳寿命。
通过威布尔分布模型计算批量产品的可靠性(β值>1.2为合格)。
数据类型 | 分析工具 | 应用场景 |
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应力分布云图 | ANSYS Mechanical | 优化UTG边缘强化工艺 |
裂纹扩展速率 | Paris公式拟合 | 预测材料剩余寿命 |
光学畸变热力图 | MATLAB图像处理 | 改进OCA胶涂布均匀性 |
问题:UTG边缘在10万次折叠后出现微裂纹(平均长度80μm)。
解决方案:通过弯折试验机对比不同切割工艺(飞秒激光 vs 机械切割),发现飞秒激光使边缘缺陷减少70%,寿命提升至25万次。
测试目标:UTG+OCA胶+CPI三层结构在高温高湿(60℃/95%RH)下的粘附力。
方法:弯折5万次后,剥离力从2.8N/25mm降至2.1N/25mm(需≥1.5N/25mm)。
改进:优化OCA胶固化工艺后,剥离力衰减率降低40%。
场景:三星UTG(肖特玻璃) vs 国产UTG(旭硝子)。
结果:20万次折叠后,国产UTG折痕透光率下降4.2%(三星3.8%),差距缩小至0.4%。
指标 | 推荐要求 | 原因 |
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折叠半径精度 | ≤±0.05mm | UTG应力对半径敏感,误差需<3% |
环境模拟能力 | 温控±1℃,湿度±3%RH | 确保测试条件符合IEC 60068-2标准 |
数据采样频率 | ≥1kHz | 捕捉瞬态力学波动(如层间剥离力突变) |
夹具兼容性 | 非接触式真空吸附+柔性衬垫 | 避免机械夹持导致UTG边缘损伤 |
IEC 62715-6-2:规定折叠测试的温湿度循环与机械参数。
GB/T 38924-2020:明确UTG折叠次数、失效判据等要求。
企业标准:
华为:HW-UTG-003(折叠寿命≥20万次,R1.5mm)。
三星:QD-OLED-UTG-2022(-30℃低温折叠测试)。
推荐:深圳市普云电子有限公司PY-H608D型柔性材料弯折试验机
微裂纹早期检测:现有设备需停机检测,效率低下。
多物理场耦合测试:机械+温湿度+电性能(触控)同步验证能力不足。
原位监测技术:集成声发射传感器(AE)实时捕捉裂纹萌生(灵敏度>10μm)。
AI驱动的预测维护:基于LSTM神经网络预测UTG剩余寿命(误差<5%)。
超高频测试:液氮冷却系统支持10Hz折叠,1周内完成百万次测试。
弯折试验机是UTG玻璃从实验室走向量产的核心装备,其测试数据直接决定折叠屏产品的市场竞争力。未来设备需向高精度化(纳米级缺陷检测)、智能化(AI实时决策)及多物理场集成化发展,以应对UTG“ling缺陷"与“百万次折叠"的zhongji目标。