柔性电子折叠测试是评估柔性电子器件（如可折叠手机屏幕、柔性传感器、电子皮肤等）在反复弯折、卷曲、扭曲等形变下的机械耐久性和电学稳定性的关键环节。其目的是模拟实际使用场景，预测器件寿命，并指导设计和材料优化。下面由深圳市普云电子有限公司小编针对这点来给大家具体讲解下吧。

以下是柔性电子折叠测试的核心内容和要点：

一、 测试目的

1. 评估机械耐久性： 测试基板、导体（金属线路、透明电极）、绝缘层、封装层、活性材料（如OLED、晶体管）等在反复应力/应变作用下的抗疲劳、抗断裂、抗分层能力。

2. 评估电学稳定性： 监测在折叠过程中及折叠循环后，关键电学参数（电阻、电容、电流、电压、发光亮度/效率、开关比、迁移率等）的变化，判断功能是否失效或性能是否退化。

3. 识别失效模式： 分析器件在折叠过程中出现的典型失效模式（如裂纹、分层、导线断裂、电极脱落、封装失效、活性层退化等）及其发生机制。

4. 验证设计可靠性： 为器件结构设计、材料选择（基板、粘合剂、导电材料、封装材料）、工艺优化提供实验依据。

5. 预测使用寿命： 通过加速寿命测试，推断器件在实际使用条件下的预期寿命。

6. 建立标准规范： 为行业制定统一的测试方法和评判标准提供基础。

二、 主要测试方法与设备

1. 动态折叠测试 (Dynamic Folding Test):

• 设备： 专用PY-H608D柔性电子材料动态弯折/折叠测试机。

• 原理： 将样品两端固定，在中间区域施加周期性、受控的弯曲或折叠动作（如0°-180°往复折叠）。

• 关键参数控制：

• 弯曲半径 (Bend Radius - R): 最关键的参数，决定了样品弯曲处的最大应变。半径越小，应变越大，对器件挑战越大。通常用毫米或曲率表示。测试时需精确控制中性轴位置。

• 折叠角度 (Fold Angle)： 如从展开到折叠（180°），或部分折叠（如90°、135°）。

• 折叠速度/频率： 单位时间内的折叠次数（Hz）。高速测试用于加速寿命评估，但需注意可能引入与实际使用不符的动力学效应。

• 循环次数： 需要达到的目标折叠次数（如数万次、数十万次甚至百万次）。

• 测试环境： 温度、湿度（如85°C/85%RH 高加速应力测试）。

• 监测： 通常需要在测试过程中（在线）或定期中断测试（离线）测量电学性能。

2. 静态弯曲测试 (Static Bend Test):

• 设备： 夹具、弯折棒、卷绕棒。

• 原理： 将样品弯曲或卷绕到特定的固定曲率半径上，并保持该状态一段时间（如24小时、1000小时）。

• 目的： 评估器件在长期固定弯曲状态（如穿戴设备贴合身体）下的机械和电学稳定性（蠕变、应力松弛、材料老化等）。

• 监测： 在弯曲前、弯曲保持过程中（可选）、弯曲释放后测量电学性能。

3. 卷曲测试 (Rolling Test):

• 设备： 卷绕设备。

• 原理： 将样品在圆柱体（如卷轴）上反复卷绕和展开。

• 目的： 模拟柔性显示器卷曲收纳或可卷曲电视等应用场景。

• 关键参数： 卷绕半径、卷绕速度、循环次数。

4. 扭曲测试 (Twist Test):

• 设备： 专用扭曲测试机或夹具。

• 原理： 在样品上施加扭转应力。

• 目的： 评估器件抵抗复杂三维形变（如穿戴设备活动时）的能力。

  
  

三、 关键测试参数与监控

1. 机械参数：

• 弯曲半径 (R)

• 折叠角度

• 循环次数

• 应变 (ε) - 通常由弯曲半径和器件厚度计算得出（ε = thickness       / (2 * R)）。

• 应力 (σ) - 与材料模量和应变相关。

2. 电学参数 (需根据具体器件类型选择)：

• 导体： 电阻变化率。

• 晶体管： 阈值电压漂移、开关比变化、迁移率变化、漏电流。

• 显示器 (OLED, LCD)： 亮度、均匀性、色度、坏点/线、驱动电流/电压。

• 传感器： 灵敏度、基线漂移、响应时间。

• 电池： 容量、内阻、充放电曲线。

• 互连/接触电阻： 关键连接点的电阻。

3. 失效判据：

• 机械失效： 肉眼可见裂纹、分层、断裂；显微镜（光学、电子显微镜）观察到的微观损伤。

• 电学失效： 关键电学参数超出允许范围（如电阻增加超过50%，亮度衰减超过30%，器件功能丧失）。

  
  

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四、 失效模式分析

• 基板： 裂纹、塑性变形、蠕变。

• 导体 (金属/ITO/纳米线/石墨烯等)： 微裂纹扩展导致电阻陡增、疲劳断裂、界面剥离、电迁移。

• 介电/绝缘层： 裂纹导致短路、漏电增加、分层。

• 有源层 (OLED材料, 半导体层)： 机械损伤导致功能退化（亮度下降、效率降低、迁移率变化）、分层。

• 封装层： 裂纹导致水汽/氧气侵入（加速器件退化）、分层。

• 粘合界面： 分层是柔性电子最常见的失效模式之一，发生在不同材料层之间，严重影响机械完整性和电学性能。

• 互连/焊点： 断裂、接触失效。

  
  

五、 测试标准与挑战

• 标准： 相关标准正在快速发展中（如IEC标准）。目前很多公司和研究机构采用内部标准或参考显示面板厂（如三星、LG）的规范。

• 挑战：

• 精确控制中性轴： 多层结构器件的中性轴位置难以精确控制，导致不同层承受拉伸或压缩应变。

• 在线电学监测： 在动态折叠过程中实时、无损、可靠地测量电学参数具有技术难度。

• 加速测试相关性： 如何建立加速测试条件（高频率、大应变、模拟气候环境）与实际使用场景下失效机制和寿命的准确对应关系。

• 复杂应力状态： 实际使用中常伴随弯曲、折叠、扭曲、拉伸的复合应力，实验室测试难以模拟。

• 样品制备与夹持： 如何避免夹具引入额外应力或损伤样品边缘。

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六、 建议与最佳实践

1. 明确应用场景： 根据目标产品的实际使用方式（折叠半径、频率、角度、环境）设定测试条件。

2. 分层测试： 先测试关键材料和简单结构（如导线、TFT），再测试复杂模块和整机。

3. 多参数监控： 结合机械形貌观察（显微镜、SEM）和电学性能测量，深入分析失效机理。

4. 对照实验： 比较不同材料、结构设计、工艺条件下的测试结果，指导优化。

5. 统计分析： 测试足够数量的样品，进行统计分析以获得可靠结论。

6. 关注界面： 界面问题是柔性电子失效的核心，测试设计和分析应重点关注层间结合力与可靠性。

7. 结合仿真： 利用有限元分析模拟折叠过程中的应力/应变分布，辅助测试设计和结果解读。

   
   

总结

柔性电子折叠测试是确保产品可靠性的基石。它是一个涉及精密机械控制、多参数实时监测、深入失效分析的综合过程。通过精心设计测试方案（特别是精确控制弯曲半径和循环次数），并结合严密的电学性能监控和失效模式分析，可以有效评估柔性电子器件的耐久性，推动这一前沿技术的商业化应用。理解“应变是核心驱动力，界面是薄弱环节"是设计和解读折叠测试的关键。