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手机核心部件3D高精度检测解决方案

2020-04-27 17:24
来源: 粤讯

在移动互联网时代,智能终端深受市场追捧,而智能手机占据了第一大移动智能终端的地位。市场的火热造就了手机厂商白热化的竞争,继CPU、屏幕、摄像头等硬件配置大战之后,以折叠屏外观、触感、抗摔为切入点的设计及功能竞争,也日趋激烈。

在手机设计、质量检测中,无论是手机中框还是屏幕,利用三维光学测量技术,有助于优化从原型和模具构建、首件检验报告到装配分析等环节的质量控制,并有效节省检测时间,快速推进新产品上市。

另外,基于全场的三维光学追踪测量,可以让手机物理部件彼此之间进行校准和定位,并将最佳虚拟校准值转移到手机部件中;跌落试验和高低温度试验等测试可检查产品的质量可靠性和生命周期。

外形测量-XTOM-MATRIX

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XTOM-MATRIX系列三维扫描系统

XTOM-MATRIX系列三维扫描系统,基于双目立体视觉原理,采用蓝光投射外差式多频相移技术,实现非接触式的物体表面三维数据的细致、精确、快速获取。与接触式单点测量的三坐标相比,XTOM-MATRIX测量效率高、数据量多、易于数模比对,适合高精度物体、复杂曲面及柔性表面的测量。其主要应用方向为逆向建模以及质量检测。

手机中框检测

手机中框是手机的“骨架”,在制程过程中由于制造工艺或质量控制问题,可能会产生中框不平滑、不对称、发生畸变、刮伤等问题,容易对手机产品造成刮伤、划伤或密封不严等缺陷,需对其外观检测,以确保其质量可靠。

XTOM-MATRIX三维扫描仪,可对手机中框进行扫描检测,获取高精度的三维数据,然后导入检测软件中与标准三维模型对比,输出准确的形变等误差质量报告(可针对CNC加工偏差,注塑成型偏差进行分析),掌握详尽的三维检测结果,便于进行质量管控,方便后续的批量生产。

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手机中框检测示意图

手机玻璃检测

智能手机创新从未止步,外观精致的曲面屏幕手机,受到了越来越多消费者的青睐。曲面屏幕手机外形轮廓更复杂,如何测量曲面玻璃的弧度,平面度,厚度以及三维轮廓,成为业界关注的技术难题。

XTOM-MATRIX三维扫描仪,可用于手机2D/2.5D/3D玻璃检测,通过扫描获取高精度三维外形数据,在检测软件中与标准数模进行最佳拟合对比,设置产品检测公差带,分析其三维数据偏差色谱图,以及创建2D分析其轮廓度偏差,为产品加工质量的检测提供完整的解决方案。

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手机后盖检测

如今手机后壳越来越精致,手持触感也要求越来越高,材质有3D金属、玻璃及陶瓷等。手机后壳的测量包括平面度、曲面度、阶高和孔深等,这对检测提出了更高的要求,传统的检测技术难以满足需求。

XTOM-MATRIX采用非接触篮光技术,避免对工件表面的接触,测量过程中被测物体可以任意翻转和移动,对物件进行多个视角的测量,系统进行全自动拼接,轻松实现360高精度测量。在获取表面三维数据的同时,能够迅速获取纹理信息,得到逼真的物体外形,快速检测尺寸公差,为产品提供质量考核依据。

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变形分析-XTDIC全场应变测量

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XTDIC三维数字散斑全场应变测量系统

XTDIC三维数字散斑全场应变测量系统结合数字图像相关技术(DIC)、双目立体视觉技术以及近景摄影测量技术,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变场的测量,具有便携,速度快,精度高,易操作等特点。

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XTDIC三维数字散斑全场应变测量系统,采用非接触式的测量方式,可测试从十几米到几毫米的物体表面的全场位移应变,有效地解决了传统接触式测量手段量程较小,实验准备复杂等问题。

在质量控制应用上,包括手机以及元器件的跌落测试,高低温环境下核心部件变形分析试验,屏幕折弯性能测试,这对于设计一个受消费者欢迎的成功产品非常关键,采用XTDIC系统可以有效地采集试验数据,通过数据分析产品性能指标。

手机跌落测试

通过试验测试华为某型号手机在跌落过程中表面应变场的变化,跌落高度为1M,分别对手机屏幕以及芯片进行测试,需精确捕捉其过程中的变形以及应变情况,然后与手机壳,芯片材料性能进行对比,分析其是否会破裂。

手机正面到底部跌落:屏幕、外壳等部件的最大主应变,如超过失效判据值,屏幕破裂风险高;

手机背面跌落:芯片、主板部分器件摆向容易造成这些核心器件的失效。

在试验过程中,采用两个高速相机同时采集手机跌落过程的图像,计算手机屏幕以及芯片表面位移场与应变场。

手机屏幕、芯片跌落过程测试结果

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芯片与PCB板在低温/室温环境下的全场应变测试

低温几乎对所有的基本材料都有不利的影响,对于暴露于低温环境下的电子设备,由于低温会改变其组成材料的物理特性,因此可能会改变其工作性能,对手机功能造成暂时或永久的损害。

材料的硬化和脆化

不同材料的收缩不一致

电子器件(芯片、电阻、电容)性能改变

破裂、开裂和脆裂,冲击强度改变,强度降低

芯片和PCB板性能改变

试验测试在不同温度下芯片以及PCB板表面应变情况,分析其对于手机性能的影响。

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手机屏幕折弯过程的全场应变测试

柔性屏幕开创了手机可以折叠的时代,因为柔性屏相较于传统屏幕会更加轻薄、功耗也更低,可弯曲柔韧性的特性,耐用程度也大大高于以往屏幕,可以说,柔性屏的应用打开了手机产品创新的大门。

如今的柔性屏产品处于发展时期,很多技术尚在不断提升中,加上柔性屏的使用场景是弯曲、折叠次数非常多,如果弯曲强度不够会导致柔性屏的使用寿命降低。按国际/行业标准对柔性屏进行弯曲试验,测试其最大应力、最大变形、弯曲应力、弯曲强度、弹性模型参数等,可有效提升产品品质。

采用XTDIC三维数字散斑全场应变测量系统,分析手机屏幕在折弯过程中应变集中区域以及其应变大小。

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手机折弯过程中的全场位移测试

分析折叠手机在打开与关闭过程中其位移量的变化情况,为手机厂商后期的产品优化提供测量数据依据。

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折叠屏幕棱边应变测试

对于需要放大倍数的屏幕侧边部位,3D测量由于缺乏具有足够分辨精度的光学元件,无法从不同视角获取3D分析所需的两张高放大率图像。新拓三维的XTDIC-Mirco显微应变测量系统,搭配光学显微镜,可以满足纳米级精度测量需求,是微观尺度领域变形应变测量的一个有力工具。

采用XTDIC-Mirco显微应变测量系统,可以有效地测量0.5mm厚度的手机屏幕侧边折弯过程中的应变情况。

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手机市场充满挑战和无限机遇,作为新技术的引领者和倡导者,在一次次的产业技术升级背后,通过各种新技术、新应用的大融合、大爆发,来满足用户对手机轻薄、漂亮、耐摔等需求外,也能适应各种环境的挑战,这些重大的改变给质量检测提出了新的挑战。

XTOM-MATRIX三维扫描,XTDIC全场应变测量,新拓三维自主研发的系列测量系统设备给手机厂商带来了创新的质量检测解决方案。新拓三维在三维工业检测领域潜心研究十余年,面对手机行业的变化,奉行客户的成功既是公司的成功,我们期待与客户携手,互惠互利,共创未来!

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