工業(yè)物理應用方案 | 電子工業(yè)物理性能檢測

更新時間：2020-08-03 點擊次數(shù)：1905

?電子行業(yè)是一個新興科學技術(shù)發(fā)展的綜合行業(yè)，涵蓋了研制和生產(chǎn)電子元器件和設(shè)備的各個相關(guān)領(lǐng)域。它起源于20世紀初，并在上世紀90年代得到了迅速的發(fā)展，逐步形成了以微電子為基礎(chǔ)的計算機、集成電路、半導體芯片、光纖通信、移動通信、衛(wèi)星通信、工業(yè)民用電器等產(chǎn)品為發(fā)展主體的產(chǎn)品生產(chǎn)格局，并帶動了前端電子材料和設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。

電子行業(yè)知識技術(shù)性密集、自動化程度高，并具有嚴格的質(zhì)量控制體系。為了降低缺陷率，除常規(guī)的電學和機械性能測試以外，實際質(zhì)量檢測中還會引入一系列的無損或有損的測試測量分析方法，如光學顯微鏡觀察（OM）、X射線檢測（X-ray）、掃描超聲顯微鏡檢測（SAM）、半導體封裝開封（De-cap）、加速老化試驗（ALT）、染色實驗（Dye Penetration）和密封性檢測等等。在電子行業(yè)，密封性檢測越來越受到重視，尤其在消費電子領(lǐng)域如手機以及各種周邊零配件生產(chǎn)制造中，對于單個零部件以及整機的防水防塵要求需要對其進行密封性檢測，形成了一整套嚴格的密封性檢測的流程和方法。

針對電子行業(yè)的各項檢測主要有：

一、泄漏測試

問題和目標

*，暴露于水或灰塵中可能會對手機和其他電子設(shè)備的功能造成災難性影響并造成不可挽回的損失，因此，在現(xiàn)今消費電子領(lǐng)域，大多數(shù)產(chǎn)品都配備周邊保護層和其他用于保護產(chǎn)品的密封件。

隨著手機及其它消費電子產(chǎn)品的密封性要求越來越高，越來越多消費電子生產(chǎn)制造商都把產(chǎn)品的密封性能作為重要的檢測項目，在講究高效率的電子行業(yè)引入快速高效的檢測手段勢在必行。

什么是IP67?

防護等級（IP）評級系統(tǒng)由電工委員會（IEC）發(fā)布，數(shù)字表示防護等級。第①個數(shù)字（在這種情況下為6）表示防塵，第二個數(shù)字（在這種情況下為7）表示可以防止浸入水中達到1米的深度。

不幸的是，在以往檢測技術(shù)這通常是破壞性的測試，而且需要30分鐘才能完成。另外，需要拆卸被測試設(shè)備用以確定水是否已進入密封件，TME研發(fā)的測試系統(tǒng)則無需拆卸實現(xiàn)真正的無損快速測試。手機、相機等消費電子產(chǎn)品的無損快速IP67泄漏測試被廣泛應用。

手機&攝像頭模塊氣密性測試原理

將固定量的氣體，沖入被測系統(tǒng)中，來解決密封性要求產(chǎn)品的泄漏值的一種測試方法。泄漏測試是通過測量在一個確定的時間段內(nèi)一個封閉加壓容積的壓力變化（與起源隔離）。加壓容積包括產(chǎn)品和在測試中保持壓力的相關(guān)測試氣路。

手機&攝像頭模塊氣密性測試方法

使用空氣進行測試作為水測試的模擬具有許多優(yōu)點，并滿足IP67/IP68標準。

空氣的密度和粘度要低得多，并且可以比水快25倍地滲透到泄漏通道中。空氣壓力可以控制為等于1米水深（1.4 psig）。使用高分辨率儀器，每單位的測試時間減少到幾秒鐘，并且可以在多部件測試配置中提供測試系統(tǒng)。空氣是非破壞性的，允許對被測產(chǎn)品進行返工或維修。

使用具有0.0001 psig壓力分辨率和定制設(shè)計的測試腔的TME Worker Integra或TME Solution泄漏測試儀，零件測試可減少至幾秒鐘。被測零件被放置在密封的腔室中（Fig 1.）。腔室是一個密閉系統(tǒng)，加壓至1.4 psig（Fig 2.）。

測試儀器監(jiān)視測試部件周圍空隙體積中壓力的變化，如果空氣泄漏到測試部件的空隙體積中，則會顯示腔室內(nèi)的壓力下降。根據(jù)被測零件的體積，在測試儀器中設(shè)定的極限值將確定有效或無效的密封。特殊的測試程序可防止總泄漏零件通過無壓差的衰減測試。（推薦型號：TME Solution）

針對不同被測樣品測試夾具定制化

測試夾具是整套泄漏測試系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，技術(shù)人員需要根據(jù)被測樣品不同的尺寸，形狀和具體的技術(shù)要求對夾具進行定制化設(shè)計制造，從而確保整個測試過程可高興，和測試結(jié)果的準確無誤。

TME公司以其設(shè)計和制造定制化儀器和夾具的能力，以及提出具體解決方案以解決具體的測試問題而聞名。泄漏測試系統(tǒng)包含各種測試、密封和特殊處理要求，包括標記、鎖定及多種測試程序被大范圍的應用于消費電子產(chǎn)品及其部件的防水防塵測試。

二、其它檢查和評價

（1）OLED屏膜檢測

OLED是一種利用多層有機薄膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電致發(fā)光的器件，它很容易制作而且只需要低的驅(qū)動電壓，這些主要的特征使得OLED在滿足平面顯示器的應用上顯得非常突出。OLED顯示屏比LCD更輕薄、亮度高、功耗低、響應快、清晰度高、柔性好、發(fā)光效率高，能滿足消費者對顯示技術(shù)的新需求。越來越多的顯示器廠家紛紛投入研發(fā)，大大的推動了OLED的產(chǎn)業(yè)化進程。

OLED屏膜檢測儀器主要適用于OLED屏膜的透濕性能、厚度、剝離強度等檢測。傳統(tǒng)OLED封裝中，一般采用玻璃基板和玻璃蓋板，由于玻璃難以彎曲，傳統(tǒng)OLED顯示屏無法實現(xiàn)折疊和可彎曲功能，如果要實現(xiàn)柔性O(shè)LED顯示，基板和蓋板均需采用柔性材料（通常為聚合物），所以柔性聚合物膜材料是OLED顯示面板實現(xiàn)柔性的關(guān)鍵。

OLED膜阻隔性檢測

OLED對水汽非常敏感，為了保證產(chǎn)品的發(fā)光效率并延長使用壽命，器件在封裝時必須隔絕水和氧，為了保證柔性O(shè)LED顯示器的使用壽命大于10000h，要求阻隔的材料水汽透過率（WVTR)和氧透過率（OTR）要分別低于10-6g/m2/day和10-5cm3/m2/day。水汽高阻隔膜是OLED顯示的關(guān)鍵材料，在OLED中起到延長OLED顯示器壽命的作用。

數(shù)據(jù)顯示，柔性AMOLED顯示器 2015 年出貨量約 2500 萬臺，預計 2020 年出貨 8 億臺，出貨面積為 0.93 億平方米，至少需要 1.40 億平方米的水汽阻隔膜。（推薦型號：Systech 7100）

（2）鋰電池隔膜檢測

電池隔膜是鋰離子電池非常重要的組成部分，可以有效防止電池中正、負極短路，并在充放電過程中提供離子運輸通道的作用。電池隔膜性能的優(yōu)劣直接決定電池的界面結(jié)構(gòu)內(nèi)阻，從而影響到電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等等關(guān)鍵特性。電池隔膜材料的透氣量、拉伸強度、抗穿刺性、厚度等指標檢測至關(guān)重要。（推薦型號：UTS DSTM-5KN, Messmer Buchel 49-56）

（3）太陽能電池背板檢測

太陽能電池背板也稱太陽能電池背板膜、光伏背板、光伏背板膜、太陽能背板。應用于太陽能電池（光伏）組件，位于太陽能電池板背面，對電池片起保護和支撐作用，具有可靠絕緣性、阻水性、耐老化性。

背板膜分為兩種，一種為涂膠復合式背板膜，在PET聚酯薄膜兩面復合氟膜或者EVA膠膜，三層結(jié)構(gòu)，常見的有TPT、TPE、KPK等結(jié)構(gòu)。另一種為涂覆背板膜，在PET聚酯薄膜兩面涂覆氟樹脂，經(jīng)干燥固化成膜。

太陽能電池背板材料的阻隔性能（氧氣透過率/水蒸氣透過率）、拉伸強度、剝離強度、厚度等關(guān)鍵指標檢測被廣泛應用。

（4）玻璃面板潔凈度與鍍膜質(zhì)量測量

通過水滴角度來間接分析玻璃表面疏水程度，可以用于判斷產(chǎn)品表面防污力，通常可直接在成品上面做水滴角度測試，也可以在表面未處理前做水滴角度測試。（推薦型號：Messmer Buchel 便攜式PGX 68-76）

鍍膜或表面處理處理后，肉眼無法分辨其處理效果，是否達到防指紋及耐磨狀況，借助水滴角測量可以減少返工或不良品浪費。

水滴角是顯示固體表面濕度的尺度，利用大部分固著物液滴進行測定，低接觸角表示濕度高（親水性）表面易粘貼。高接觸水滴角表示表面顯示疏水性，表面有機污染較重或表面附著力差。（推薦型號：Messmer Buchel 68-96）

玻璃，LCD、LCM平板顯示器、藍寶石玻璃、手表鏡片、手機和筆記本電腦玻璃屏，另外，CMOS攝像頭及數(shù)碼相機零組件、晶圓片、光纖、電路板、X-ray鏡片、光學元件等也會應用到水滴角測試。

（5）電子產(chǎn)品包裝材料的性能分析

信息化時代，各類電子產(chǎn)品迅猛發(fā)展，/新科技發(fā)展的智能消費電子產(chǎn)品，如智能手機、平板電腦、OLED電視成為普通大眾消費品。電子元器件越來越精密復雜，也同時朝著大規(guī)模集成電路發(fā)展，因而，碰撞、擠壓、潮濕以及靜電等成為電子產(chǎn)品運輸和儲存中的安全隱患，包裝的保護性能好壞越來越受到重視。

電子產(chǎn)品包裝設(shè)計需重點考慮的是：來自外力的碰撞和沖擊，預防產(chǎn)品外殼或芯片受損；物流倉儲堆碼和運輸路程中顛簸帶來的相互擠壓，應有效防止包裝變形；防止和抵御住霧、露、雨、水蒸氣滲入的能力，延緩電子產(chǎn)品的氧化、生銹、短路等一系列問題。

多數(shù)電子產(chǎn)品的包裝由內(nèi)外包裝部分組成，按照慣例外包裝以紙箱為主，內(nèi)包裝由氣泡膜和防潮袋組成。

電子產(chǎn)品包裝紙箱分析與測試

在大多數(shù)消費電子產(chǎn)品的包裝中，普遍是由瓦楞紙板制成的紙箱是作為外包裝容器。

總所周知，瓦楞紙箱的抗壓性能受到多種因素的影響，對于電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，加強抗壓性能日常檢測，通過把握力值與變形量的變化曲線，不斷地完善瓦楞紙箱的質(zhì)量檢測工作。參照GB/T 4857.4-2003《包裝運輸包裝件基本試驗》提供的方法，企業(yè)可以采用紙箱抗壓儀進行精、準的測試。（推薦型號：Messmer Buchel 13-6X破裂度儀）

氣泡膜穿刺測試

氣泡膜生產(chǎn)主要以高壓聚乙烯為原料，生產(chǎn)過程中添加增白劑、開口劑等輔料，經(jīng)高溫230℃擠出吸塑成型氣泡狀的一種內(nèi)包裝材料。由于氣泡中充滿空氣，所以質(zhì)輕并富于彈性，而且還具有良好的防震、抗壓、緩沖、防潮等等功能。

氣泡膜可以通過電子拉力試驗機檢測材料的穿刺強度來衡量該性能優(yōu)劣，為氣泡膜的工藝改進提供量化數(shù)據(jù)參考。具體方法可參考GB/T 10004進行。（推薦型號: UTS DSTM-2.5KN）

防潮袋水汽阻隔性測試

水蒸氣是導致電子產(chǎn)品失效，無法正常工作的主要因素，當周圍環(huán)境相對濕度>65%，水蒸氣在金屬表面形成一層厚度不足0.01微米的水膜，環(huán)境空氣濕度越高，水膜的厚度就越厚。空氣中的NO2、H2S 、CO2、SO2等各種氣體溶解在水膜中形成電解液，導致絕緣介質(zhì)絕緣性下降，會在金屬材料表面發(fā)生化學腐蝕或電化學腐蝕。由于電子產(chǎn)品內(nèi)外部存在一定的水蒸氣壓力差，水蒸氣易擴散并逐步滲入電子產(chǎn)品內(nèi)部零件中，可致使電磁性元器件的絕緣率下降發(fā)生短路，并腐蝕金屬材料和接觸性原件的表面，影響電子元器件的性能和強度等。

防潮是電子產(chǎn)品包裝急需解決的問題，采用水蒸氣分析儀是檢測防潮袋水汽阻隔性的主要檢測手段。（推薦型號：Systech 7100）