一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置制造方法及图纸

技术编号:15786141 阅读:121 留言:0更新日期:2017-07-09 10:38
本实用新型专利技术属于柔性电子测试相关技术领域,并公开一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,其包括两个固定芯轴单元和两个弯曲芯轴单元,每个固定芯轴单元起固定和拉伸柔性电子作用且具有X方向的自由度,并可装有张力传感器;每个弯曲芯轴单元可实现给定芯轴半径的弯曲且具有X、Y方向的自由度,并可装有压力传感器和CCD相机。通过本实用新型专利技术的四个芯轴单元的组合,可实现恒定张力、弯曲压力、测试温度,弯曲半径、弯曲速度和弯曲角度可调的C型、S型和G型等复杂曲面抗挠曲测试,也可实现抗拉伸性能测试,有效解决了现有装置只能进行简单C型测试,测试条件不定量导致测试数据不准确等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置
本技术属于柔性电子测试相关
,更具体地,涉及一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置。
技术介绍
疲劳是柔性电子材料在低于其抗弯强度极限的交变应力作用下,发生突发断裂的失效的形式,其与静力破坏有着本质区别,相关研究表明,约有50%-90%的零件破坏和疲劳裂纹的产生和发展是分不开。以柔性印刷电路板为典型代表的柔性电子由于具备动态的弯曲、扭转、折叠等特点,目前在多个领域获得了广泛的应用,其使用过程就是一个拉压卷曲再恢复的过程,故其受到交变应力应变作用的概率和作用时间远大于受恒定载荷作用的概率和时间,因此它使用中的主要失效形式为挠曲疲劳失效或者说挠曲疲劳破坏,相应地,在其生产制造及使用过程中,通常需要对这些关键性能指标进行测试。所谓柔性电子疲劳可靠性试验,主要是通过重复卷曲、弯折以及折叠等形式,观察记录试样在循环应力下产生裂纹和电路层剥离以及发生疲劳断裂等现象,并以此计算评估柔性电子的疲劳可靠性指标,判定材料的疲劳性能,并为设计者、生产厂商等提供可信性有效数据。目前已存在的挠性电路板弯曲性能的测定方法是基于IPC法和MIT法等设计的,其中MIT法主要测试柔性电子的耐弯折性,IPC法主要测试柔性电子的耐挠曲性,并且这类耐挠曲性测试装置和测试方法对柔性电子的弯曲形态基本即为C型。例如,CN200410053598.7公开了一种用于柔性电子的抗挠曲性能测量装置,该装置将柔性薄膜的上端固定于力传感器,下端固定在旋转盘圆心,通过旋转转盘实现柔性电子的定点C型抗挠曲测试。然而,进一步的研究表明,虽然该装置能完成柔性电子在定负荷和定伸长下的定点抗挠曲和松弛蠕变性能的测量,但是只能进行简单的C型测试,却无法满足如S型、G型等复杂曲面的抗挠曲性能测试,并且其测试环境温度不可调。相应地,本领域亟需对此提出更为完善的解决方案,以便符合柔性电子的更高质量和测试要求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本技术提供了一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,其中通过对该测试装置的整体构造组成及布局进行重新设计,相应能够以高效率、高精度对单个柔性电子进行包括抗拉伸测试,以及C型、S型和G型等多种复杂曲面抗挠曲在内的关键性能测试工艺,由此不仅能够更全面、定量反映柔性电子的挠曲寿命和抗拉伸性能,而且还具备操作便利可靠、适应性强和集成化程度高等优点。为实现上述目的,按照本技术,提供了一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,该装置包括底板、以及设置在该底板上表面同一平面内的第一固定芯轴单元、第二固定芯轴单元、第一弯曲芯轴单元和第二弯曲芯轴单元,其中所述第一固定芯轴单元、第二固定芯轴单元的结构相同,它们保持相对置地位于所述底板的左右侧部且将作为测试对象的柔性电子的两端予以固定,并可彼此独立地执行沿着X轴方向的相对运动;所述第一弯曲芯轴单元、第二弯曲芯轴单元的结构相同,它们位于所述底板的中部且各自均可彼此独立地执行沿着X轴方向和Y轴方向的相对运动,并用于带动柔性电子的中段部位分别予以弯曲。作为进一步优选地,对于所述第一固定芯轴单元或第二固定芯轴单元而言,其优选包括固定芯轴底座、X向驱动件、固定芯轴件和张力传感器,其中该芯轴件竖直固定于所述固定芯轴底座上,并连同此固定芯轴底座一同由所述X向驱动件执行沿着X轴方向的相对运动;该张力传感器安装在所述固定芯轴件的内部,并用于对柔性电子在运动过程中的张力数据执行实时检测。作为进一步优选地,对于所述第一弯曲芯轴单元或第二弯曲芯轴单元而言,其优选包括弯曲芯轴底座、X向驱动器、Y向驱动器、弯曲芯轴件、柔性压力传感器、CCD相机和CCD相机驱动件,其中该弯曲芯轴件竖直固定于所述弯曲芯轴底座上,并连同此弯曲芯轴底座一同由所述X向驱动器和/或Y向驱动器执行沿着X轴和/或Y轴方向的相对运动;该柔性压力传感器沿其周向安装在所述弯曲芯轴件的表面,并用于对柔性电子在运动过程中的所受压力数据执行实时检测;此外,该CCD相机驱动件固定在所述弯曲芯轴底座上,并驱动所述CCD相机沿着与所述弯曲芯轴件轴向相平行的方向运动,进而获得柔性电子整个测试过程中的损伤状态图像。作为进一步优选地,所述第一固定芯轴单元或第二固定芯轴单元的固定芯轴件,以及所述第一弯曲芯轴单元或第二弯曲芯轴单元的弯曲芯轴件均可独立替换为不同直径的规格,由此实现柔性电子不同弯曲半径的抗挠曲测试。作为进一步优选地,所述第一固定芯轴单元、第二固定芯轴单元、第一弯曲芯轴单元和第二弯曲芯轴单元的运动速度和运动行程优选可自由调节,由此实现柔性电子弯曲角度和弯曲速度的控制。作为进一步优选地,所述柔性电子优选为柔性印刷电路板。总体而言,按照本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:1、通过对整个测试装置的组成结构及其布局设置重新进行设计,可以仅依靠控制四个芯轴单元的相互协调配合运动,就可以实现对柔性电子执行包括C型、S型、G型等复杂曲面测试模式的抗挠曲测试和抗拉伸测试,同时通过组合芯轴单元还可实现其他复杂曲面的抗挠曲测试;相应不仅有效克服了现有设备仅能实现C型测试的局限性,而且整体构造及测试过程更能客观反应柔性电子实际使用中的复杂挠曲过程,测试数据更全面、可靠;2、在方便地执行各类复杂曲面抗挠曲测试过程的同时,还能通过改变芯轴半径,调整芯轴行程和运动速度等操作,相应实现不同弯曲半径、弯曲速度和弯曲角度等各类抗挠曲测试,同时,系统弯曲次数、测试环境温度等参数均可根据需求进行设置,系统适应范围很广,并显著提高了测试工艺的效率和精度;此外,本系统不仅能进行多种模式的挠曲测试,还可实现抗拉伸测试,测试柔性电子的弹性模量、拉伸强度、伸长率等性能参数,更多方面反应柔性电子的性能参数,集成化程度高;3、柔性电子在进行抗挠曲测试过程中,柔性电子张力值和压力值可根据用户设置输入,且通过张力传感器和柔性压力传感器实时测量反馈实现闭环控制,保证抗挠曲测试过程中张力值和弯曲压力值恒定,整个测试过程定量测试,保证了测试的准确性和合理性,数据准确有效。附图说明图1是按照本专利技术的整体测试装置的结构轴测图;图2是按照本专利技术的整体测试装置的结构俯视图;图3示范性显示了运用上述测试装置的整个柔性电子抗拉伸与抗挠曲测试体系的组成框图;图4是按照本技术一个优选实施例的弯曲芯轴单元的组成结构示意图;图5是按照本技术另一优选实施例的固定芯轴单元的组成结构示意图;图6是示范性显示按照本技术的C型柔性循环测试变形过程的示意图;图7是示范性显示按照本技术的S型柔性循环测试变形过程的示意图;图8是示范性显示按照本技术的G型柔性循环测试变形过程的示意图;图9是示范性显示按照本技术的抗拉伸测试过程的示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。此外,下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1、图2分别是按照本技术所构建的测试装置的轴测图和俯视图,图3还示范性显示了包括该测试装置在内的整体测试体系的组本文档来自技高网
...
一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置

【技术保护点】
一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,该装置包括底板(25)、以及设置在该底板(25)上表面同一平面内的第一固定芯轴单元(24)、第二固定芯轴单元(23)、第一弯曲芯轴单元(22)和第二弯曲芯轴单元(21),其中所述第一固定芯轴单元、第二固定芯轴单元的结构相同,它们保持相对置地位于所述底板(25)的左右侧部且将作为测试对象的柔性电子的两端予以固定,并可彼此独立地执行沿着X轴方向的相对运动;所述第一弯曲芯轴单元、第二弯曲芯轴单元的结构相同,它们位于所述底板(25)的中部且各自均可彼此独立地执行沿着X轴方向和Y轴方向的相对运动,并用于带动柔性电子的中段部位分别予以弯曲。

【技术特征摘要】
1.一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,该装置包括底板(25)、以及设置在该底板(25)上表面同一平面内的第一固定芯轴单元(24)、第二固定芯轴单元(23)、第一弯曲芯轴单元(22)和第二弯曲芯轴单元(21),其中所述第一固定芯轴单元、第二固定芯轴单元的结构相同,它们保持相对置地位于所述底板(25)的左右侧部且将作为测试对象的柔性电子的两端予以固定,并可彼此独立地执行沿着X轴方向的相对运动;所述第一弯曲芯轴单元、第二弯曲芯轴单元的结构相同,它们位于所述底板(25)的中部且各自均可彼此独立地执行沿着X轴方向和Y轴方向的相对运动,并用于带动柔性电子的中段部位分别予以弯曲。2.如权利要求1所述的一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,其特征在于,对于所述第一固定芯轴单元(24)或第二固定芯轴单元(23)而言,其包括固定芯轴底座(243)、X向驱动件(244)、固定芯轴件(242)和张力传感器(241),其中该芯轴件(242)竖直固定于所述固定芯轴底座(243)上,并连同此固定芯轴底座一同由所述X向驱动件执行沿着X轴方向的相对运动;该张力传感器(241)安装在所述固定芯轴件的内部,并用于对柔性电子在运动过程中的张力数据执行实时检测。3.如权利要求1或2所述的一种柔性电子抗拉伸与抗挠曲性能测试装置,其特征在于,对于所述第一弯曲芯轴单元(22)或第二弯曲芯...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐洲龙陈建魁谭万洲丁汉尹周平
申请(专利权)人:华中科技大学广东思谷智能技术有限公司
类型:新型
国别省市:湖北,42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1