Präzisionsbiegetest für flexible Elektronik

Herausforderungen

• Bedarf an einem wiederholbaren, überprüfbaren Biegetest für empfindliche flexible Elektronik, einschließlich zuverlässiger elektrischer Kontakte während dynamischer Bewegungen, um die Leistungsfähigkeit unter mechanischer Belastung zu validieren.
• Besondere Anforderungen:
  
  • Einstellbarer Biegeradius 0,5–5,0 mm (Nennbereich)
  • Biegewinkelbereich 0–180° mit definierten Zielwinkeln (z. B. 0/45/90/180°)
  • Gleichmäßiger Kreisbogen (keine Abflachung oder Asymmetrie)
  • Elektrische Kontaktstabilität während des Biegens (keine Unterbrechung)
  • Wiederholbarkeit der Klappenbewegung (Position/Winkel)
  • Host-Kommunikation und Trigger (Start/Stopp, flache/gebogene Position, dynamische Bewegung)
  • Sicherheit: Not-Aus und Verriegelungen, 230-VAC-Versorgungsvalidierung, ESD-/Erdungskonzept
  • Schnelle Einrichtung/Klemmzeit für Dummy/DUT

Ziele:

• Bereitstellung eines validierten Biegetestsystems, das mehrere Biegeradien und programmierbare Winkelprofile/Zyklen unterstützt, um Testkampagnen zu standardisieren und vergleichbare Ergebnisse für verschiedene Konstruktionen zu erzielen.

Konrad Technologies hat eine kompakte, geschlossene Biegeprüfmaschine mit transparenter Schutzvorrichtung und integrierter Steuerung implementiert, die entwickelt wurde, um flexible Elektronikteile in definierten Zyklen mit wiederholbaren Geometrieeinstellungen zu klemmen, zu kontaktieren und zu biegen.

‍Funktionen::

• Sichere Fixierung über den gesamten DUT-Größenbereich
• Einrichtung und Überprüfung des Biegeradius (mechanische Anschläge + Bogenmessung)
• Winkelsteuerung 0–180° und wiederholbare Zyklen (z. B. 0–90°-Prozess oder Kundenprofile)
• Elektrische Kontaktierung während der Bewegung (Überwachung der Kontinuität/Signalstabilität)
• Host-Kommunikation, Trigger und Statussignale (Start/Stopp, flach/gebogen usw.)
• Sicherheitsfunktionen (Not-Aus, Verriegelungen) und ESD-/Erdungswegüberprüfung

Technologien/Prozesse:

• Mechanische Radius-/Winkelarchitektur mit definierten Anschlägen
• Wiederholbarer Klappenmechanismus
• Sicherheitsgehäuse/Verriegelungen
• PC-/Controller-Schnittstelle für Befehle, Auslöser und Testausführung

Angewandte Prüfverfahren:

‍FAT-Überprüfung anhand einer strukturierten Anforderungsliste:

• Radius- und Winkelmessung
• Wiederholbarkeit über mehrere Zyklen
• visuelle Überprüfung der Bogenform
• Durchgangsprüfung während der Bewegung
• Kommunikations-/Triggervalidierung
• Sicherheits-/Verriegelungsprüfung
• ESD-/Erdungswiderstandsprüfung
• Überprüfung der 230-VAC-Versorgung
• Funktionsprüfungen innerhalb des angegebenen Temperatur-/Feuchtigkeitsbereichs

Herausforderungen bei der Umsetzung und Lösung:

‍Bei sehr kleinen Radien (z. B. 0,5 mm RoC) kann der Rohling je nach Belastungsbedingungen eine unerwünschte Neigung zum Einbiegen/Umknicken aufweisen. Dies wurde durch die Einführung eines Vorzentrierungs-/Vorwinkelungsschritts während der Belastung gemildert, der den Rohling sanft in die beabsichtigte Biegerichtung führt (ohne Überpressen). Nach der Belastung kehrt das System zur Standardsequenz zurück: Die Klappen schließen sich in eine koplanare/parallele Position, der Kontakt wird geschlossen und dann laufen die normalen Biegezyklen ab.

Mit dieser Lösung erhielt der Kunde eine validierte, wiederholbare Biegeprüfplattform, die eine standardisierte Bewertung flexibler Elektronikteile mit konfigurierbaren Radien/Winkeln und stabiler elektrischer Kontaktierung ermöglicht – und damit schnellere Entwicklungsiterationen und konsistente Daten unterstützt.

Messbare Verbesserung:

• Wiederholbare und überprüfbare Testbedingungen (Radius-/Winkel-/Zyklusdefinition)
• Reduzierte Testvariabilität durch definierte Belastungs-/Klemmstrategie
• Strukturierte FAT-Abnahme als Grundlage für interne Freigaben und zukünftige Testkampagnen

‍Stärken, die zum Projekterfolg beigetragen haben:

• Schnelle, kundenspezifische mechanische/mechatronische Entwicklung
• Strukturierte FAT-Durchführung mit messbaren Abnahmekriterien
• Enge, iterative Zusammenarbeit (PoC-orientiertes Engineering)
• Fokus auf Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit und Wiederholbarkeit der Tests

Erkenntnisse und bewährte Verfahren aus diesem Projekt:

• Bei kleinsten Radien ist eine kontrollierte Führung während der Belastungsphase entscheidend, um Rückverwindungen zu vermeiden.
• Die Kontaktierung erfordert eine toleranzrobuste Konstruktion für dynamische Bewegungen (Stapelung, Federweg, Zugentlastung).
• Eine frühzeitige Ausrichtung auf messbare Akzeptanzkriterien beschleunigt die Werksabnahmeprüfung und reduziert Unklarheiten.