基片折曲（弯曲）试验检测项目详解

一、主要检测项目

1. • 定义：基片在弯曲载荷下断裂前所能承受的最大应力。
   • 指标：通过三点弯曲或四点弯曲试验测定，计算公式为 �=(3��)/(2�ℎ2)σ=(3FL)/(2bh2)（三点弯曲）。
   • 意义：反映材料抵抗外部弯曲载荷的能力，直接影响基片的机械可靠性。
2. • 定义：材料在存在裂纹或缺陷时抵抗裂纹扩展的能力。
   • 检测方法：结合弯曲试验与裂纹预制技术（如单边缺口梁法）。
   • 应用：评估基片在高应力环境下的抗裂性能，如半导体晶圆的切割工艺优化。
3. • 定义：材料在弹性变形阶段的应力-应变比例系数。
   • 测定：通过弯曲试验的载荷-位移曲线斜率计算得出。
   • 用途：判断基片的刚性，指导柔性电子器件（如折叠屏）的基材选型。
4. • 定义：基片在断裂前的最大弯曲形变量。
   • 测试：记录载荷加载至断裂时的位移值。
   • 意义：衡量材料柔韧性的关键指标，适用于柔性基片（如PI薄膜）的耐用性评价。
5. • 检测内容：卸载后基片的永久形变量及内部应力分布。
   • 方法：结合弯曲试验与应力分析（如X射线衍射法）。
   • 重要性：避免基片因残余应力导致后续加工（如光刻）中出现翘曲或开裂。
6. • 定义：基片在反复弯曲载荷下的疲劳寿命。
   • 参数：设定弯曲半径、频率、循环次数（如10万次），观测裂纹萌生与扩展。
   • 应用：验证柔性电子产品的长期可靠性（如可穿戴设备）。
7. • 测试条件：在高低温环境下（如-40℃至150℃）进行弯曲试验。
   • 指标：对比不同温度下的弯曲强度与断裂行为。
   • 意义：评估基片在极端温度环境中的适用性，如汽车电子元件。

二、试验方法与标准

1. • 原理：基片两端固定，中间施加集中载荷（见图1）。
   • 标准：ASTM D790（塑料）、JIS R1601（陶瓷基板）。
2. • 优势：纯弯曲区域更大，数据更适用于均匀材料评价。
   • 标准：ISO 14704（精细陶瓷）、GB/T 6569（结构陶瓷）。
3. • 设备：伺服液压或电动马达驱动的动态试验机。
   • 用途：模拟实际工况中的振动或反复形变场景。

三、结果分析与应用

1. • 应力-应变曲线：确定弹性极限、屈服点及断裂点。
   • Weibull统计分析：评估基片强度分布的均匀性及失效概率。
2. • 脆性断裂：常见于陶瓷基板，断口平整无塑性变形。
   • 韧性断裂：柔性基片（如聚合物）表现为纤维状断口。
3. • 材料改进：通过掺杂、涂层或复合工艺提升弯曲性能。
   • 结构设计：优化基片厚度、层压方式以降低应力集中。

四、应用案例

1. • 通过弯曲试验确定切割工艺参数，减少崩边风险。
2. • 循环弯曲耐久性测试确保折叠屏10万次弯折不失效。
3. • 结合高温弯曲试验验证其在封装工艺中的抗翘曲能力。

五、注意事项

1. 样品制备：切割边缘需抛光以避免应力集中干扰数据。
2. 加载速率控制：过快加载可能导致脆性材料数据偏差。
3. 环境模拟：湿度、温度等条件需与实际应用场景一致。

总结