电子行业是一个新兴科学技术发展的综合行业,涵盖了研制和生产电子元器件和设备的各个相关领域。它起源于20世纪初,并在上世纪90年代得到了迅速的发展,逐步形成了以微电子为基础的计算机、集成电路、半导体芯片、光纤通信、移动通信、卫星通信、工业民用电器等产品为发展主体的产品生产格局,并带动了前端电子材料和设备制造产业的高速发展。

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电子行业知识技术性密集、自动化程度高,并具有严格的质量控制体系。为了降低缺陷率,除常规的电学和机械性能测试以外,实际质量检测中还会引入一系列的无损或有损的测试测量分析方法,如光学显微镜观察(OM)、X射线检测(X-ray)、扫描超声显微镜检测(SAM)、半导体封装开封(De-cap)、加速老化试验(ALT)、染色实验(Dye Penetration)和密封性检测等等。在电子行业,密封性检测越来越受到重视,尤其在消费电子领域如手机以及各种周边零配件生产制造中,对于单个零部件以及整机的防水防尘要求需要对其进行密封性检测,形成了一整套严格的密封性检测的流程和方法。

针对电子行业的各项检测主要有:


一、泄漏测试

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问题和目标

众所周知,暴露于水或灰尘中可能会对手机和其他电子设备的功能造成灾难性影响并造成不可挽回的损失,因此,在现今消费电子领域,大多数产品都配备周边保护层和其他用于保护产品的密封件。

随着手机及其它消费电子产品的密封性要求越来越高,越来越多消费电子生产制造商都把产品的密封性能作为重要的检测项目,在讲究高效率的电子行业引入快速高效的检测手段势在必行。

什么是IP67?

防护等级(IP)评级系统由国际电工委员会(IEC)发布,数字表示防护等级。 第一个数字(在这种情况下为6)表示防尘,第二个数字(在这种情况下为7)表示可以防止浸入水中达到1米的深度。

不幸的是,在以往检测技术这通常是破坏性的测试,而且需要30分钟才能完成。另外,需要拆卸被测试设备用以确定水是否已进入密封件,TME研发的测试系统则无需拆卸实现真正的无损快速测试。手机、相机等消费电子产品的无损快速IP67泄漏测试被广泛应用。

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手机&摄像头模块气密性测试原理

将固定量的气体,冲入被测系统中,来解决密封性要求产品的泄漏值的一种测试方法。泄漏测试是通过测量在一个确定的时间段内一个封闭加压容积的压力变化(与起源隔离)。加压容积包括产品和在测试中保持压力的相关测试气路。

手机&摄像头模块气密性测试方法

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使用空气进行测试作为水测试的模拟具有许多优点,并满足IP67/IP68标准。

空气的密度和粘度要低得多,并且可以比水快25倍地渗透到泄漏通道中。空气压力可以控制为等于1米水深(1.4 psig)。使用高分辨率仪器,每单位的测试时间减少到几秒钟,并且可以在多部件测试配置中提供测试系统。空气是非破坏性的,允许对被测产品进行返工或维修。

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使用具有0.0001 psig压力分辨率和定制设计的测试腔的TME Worker Integra或TME Solution泄漏测试仪,零件测试可减少至几秒钟。被测零件被放置在密封的腔室中(Fig 1.)。腔室是一个密闭系统,加压至1.4 psig(Fig 2.)。

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测试仪器监视测试部件周围空隙体积中压力的变化,如果空气泄漏到测试部件的空隙体积中,则会显示腔室内的压力下降。根据被测零件的体积,在测试仪器中设定的极限值将确定有效或无效的密封。特殊的测试程序可防止总泄漏零件通过无压差的衰减测试。(推荐型号:TME Solution)

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针对不同被测样品测试夹具定制化

测试夹具是整套泄漏测试系统的关键部件,技术人员需要根据被测样品不同的尺寸,形状和具体的技术要求对夹具进行定制化设计制造,从而确保整个测试过程可高兴,和测试结果的精确无误。

TME公司以其设计和制造定制化仪器和夹具的能力,以及提出具体解决方案以解决具体的测试问题而闻名。泄漏测试系统包含各种测试、密封和特殊处理要求,包括标记、锁定及多种测试程序被大范围的应用于消费电子产品及其部件的防水防尘测试。

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二、其它检查和评价

(1)OLED屏膜检测

OLED是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件,它很容易制作而且只需要低的驱动电压,这些主要的特征使得OLED在满足平面显示器的应用上显得非常突出。OLED显示屏比LCD更轻薄、亮度高、功耗低、响应快、清晰度高、柔性好、发光效率高,能满足消费者对显示技术的新需求。全球越来越多的显示器厂家纷纷投入研发,大大的推动了OLED的产业化进程。

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OLED屏膜检测仪器主要适用于OLED屏膜的透湿性能、厚度、剥离强度等检测。传统OLED封装中,一般采用玻璃基板和玻璃盖板,由于玻璃难以弯曲,传统OLED显示屏无法实现折叠和可弯曲功能,如果要实现柔性OLED显示,基板和盖板均需采用柔性材料(通常为聚合物),所以柔性聚合物膜材料是OLED显示面板实现柔性的关键。

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OLED膜阻隔性检测

OLED对水汽非常敏感,为了保证产品的发光效率并延长使用寿命,器件在封装时必须隔绝水和氧,为了保证柔性OLED显示器的使用寿命大于10000h,要求阻隔的材料水汽透过率(WVTR)和氧透过率(OTR)要分别低于10-6g/m2/day和10-5cm3/m2/day。水汽高阻隔膜是OLED显示的关键材料,在OLED中起到延长OLED显示器寿命的作用。

数据显示,柔性AMOLED显示器 2015 年出货量约 2500 万台,预计 2020 年出货 8 亿台,出货面积为 0.93 亿平方米,至少需要 1.40 亿平方米的水汽阻隔膜。(推荐型号:Systech 7100)

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(2)锂电池隔膜检测

电池隔膜是锂离子电池非常重要的组成部分,可以有效防止电池中正、负极短路,并在充放电过程中提供离子运输通道的作用。电池隔膜性能的优劣直接决定电池的界面结构内阻,从而影响到电池的容量、循环性能、充放电电流密度等等关键特性。电池隔膜材料的透气量、拉伸强度、抗穿刺性、厚度等指标检测至关重要。(推荐型号:UTS DSTM-5KN, Messmer Buchel 49-56)

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(3)太阳能电池背板检测

太阳能电池背板也称太阳能电池背板膜、光伏背板、光伏背板膜、太阳能背板。应用于太阳能电池(光伏)组件,位于太阳能电池板背面,对电池片起保护和支撑作用,具有可靠绝缘性、阻水性、 耐老化性。

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背板膜分为两种,一种为涂胶复合式背板膜,在PET聚酯薄膜两面复合氟膜或者EVA胶膜,三层结构,常见的有TPT、TPE、KPK等结构。另一种为涂覆背板膜,在PET聚酯薄膜两面涂覆氟树脂,经干燥固化成膜。

太阳能电池背板材料的阻隔性能(氧气透过率/水蒸气透过率)、拉伸强度、剥离强度、厚度等关键指标检测被广泛应用。

(4)玻璃面板洁净度与镀膜质量测量

通过水滴角度来间接分析玻璃表面疏水程度,可以用于判断产品表面防污力,通常可直接在成品上面做水滴角度测试,也可以在表面未处理前做水滴角度测试。(推荐型号:Messmer Buchel 便携式PGX 68-76)

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镀膜或表面处理处理后,肉眼无法分辨其处理效果,是否达到防指纹及耐磨状况,借助水滴角测量可以减少返工或不良品浪费。

水滴角是显示固体表面湿度的尺度,利用大部分固着物液滴进行测定,低接触角表示湿度高(亲水性)表面易粘贴。高接触水滴角表示表面显示疏水性,表面有机污染较重或表面附着力差。(推荐型号:Messmer Buchel 68-96)

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玻璃,LCD、LCM平板显示器、蓝宝石玻璃、手表镜片、手机和笔记本电脑玻璃屏,另外,CMOS摄像头及数码相机零组件、晶圆片、光纤、电路板、X-ray镜片、光学元件等也会应用到水滴角测试。

(5)电子产品包装材料的性能分析

信息化时代,各类电子产品迅猛发展,最新科技发展的智能消费电子产品,如智能手机、平板电脑、OLED电视成为普通大众消费品。电子元器件越来越精密复杂,也同时朝着大规模集成电路发展,因而,碰撞、挤压、潮湿以及静电等成为电子产品运输和储存中的安全隐患,包装的保护性能好坏越来越受到重视。

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电子产品包装设计需重点考虑的是:来自外力的碰撞和冲击,预防产品外壳或芯片受损;物流仓储堆码和运输路程中颠簸带来的相互挤压,应有效防止包装变形;防止和抵御住雾、露、雨、水蒸气渗入的能力,延缓电子产品的氧化、生锈、短路等一系列问题。

多数电子产品的包装由内外包装部分组成,按照惯例外包装以纸箱为主,内包装由气泡膜和防潮袋组成。

电子产品包装纸箱分析与测试

在大多数消费电子产品的包装中,普遍是由瓦楞纸板制成的纸箱是作为外包装容器。

总所周知,瓦楞纸箱的抗压性能受到多种因素的影响,对于电子产品生产企业,加强抗压性能日常检测,通过把握力值与变形量的变化曲线,不断地完善瓦楞纸箱的质量检测工作。参照GB/T 4857.4-2003《包装运输包装件基本试验》提供的方法,企业可以采用纸箱抗压仪进行精准的测试。(推荐型号:Messmer Buchel 13-6X破裂度仪)

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气泡膜穿刺测试

气泡膜生产主要以高压聚乙烯为原料,生产过程中添加增白剂、开口剂等辅料,经高温230℃挤出吸塑成型气泡状的一种内包装材料。由于气泡中充满空气,所以质轻并富于弹性,而且还具有良好的防震、抗压、缓冲、防潮等等功能。

气泡膜可以通过电子拉力试验机检测材料的穿刺强度来衡量该性能优劣,为气泡膜的工艺改进提供量化数据参考。具体方法可参考GB/T 10004进行。(推荐型号: UTS DSTM-2.5KN)

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防潮袋水汽阻隔性测试

水蒸气是导致电子产品失效,无法正常工作的主要因素,当周围环境相对湿度>65%,水蒸气在金属表面形成一层厚度不足0.01微米的水膜,环境空气湿度越高,水膜的厚度就越厚。空气中的NO2、H2S 、CO2、SO2等各种气体溶解在水膜中形成电解液,导致绝缘介质绝缘性下降,会在金属材料表面发生化学腐蚀或电化学腐蚀。由于电子产品内外部存在一定的水蒸气压力差,水蒸气易扩散并逐步渗入电子产品内部零件中,可致使电磁性元器件的绝缘率下降发生短路,并腐蚀金属材料和接触性原件的表面,影响电子元器件的性能和强度等。

防潮是电子产品包装急需解决的问题,采用水蒸气分析仪是检测防潮袋水汽阻隔性的主要检测手段。(推荐型号:Systech 7100)

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相关仪器:密封性测试仪、厚度仪、透氧仪、透湿仪、万能试验机、破裂度仪。


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TME, Systech Illinois隶属工业物理气体及包装密封检测事业部

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