专利名称：测试系统和方法
技术领域：
本发明总地涉及测试,具体而言涉及用于测试面板的接合强度(joint strength)的测试系统和方法。
背景技术：
诸如用于膝上型计算机的触摸板之类的传感器面板通常是利用膜或液体形式的粘合物由若干个平坦且薄的构件接合而成的层压组合件。层压过程通常是不可逆的；无法拆开结构来检查粘着接合处的质量。类似地，许多这种面板结构是不透明的和/或由妨碍从外部利用光学或其他方法(X射线等等)检查接合处的材料构成。在正常使用时粘着接合处的失效(脱层)会导致产品故障的应用中，需要一种检查粘着接合处的质量的方法。可以对组装的面板执行各种牵拉和剥落测试来总地评估接合强度。然而，这些测试通常是破坏性的，因此无法用于欲装运到客户的面板上。另外，在许多情况下，很难把牵拉强度与正常或极端使用情况下面板的所需强度关联起来，因为载荷(load)条件没有充分地代表使用条件。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种测试系统，包括测试机，被配置为向被测部件上的多个预定位置施加预定载荷，其中所述预定载荷模拟在用户使用所述部件期间对所述部件施加的载荷，并且所述预定位置是通过对所述部件的结构分析来限定的，以使得当施加所述预定载荷时在所述部件的接合处产生最大应力；以及检查器，被配置为检查所述被测部件以判定所述被测部件是否可接受。根据本发明的另一方面，提供了一种测试方法，包括向被测部件上的多个预定位置施加预定载荷，其中所述预定载荷模拟在用户使用所述部件期间对所述部件施加的载荷，并且所述预定位置是通过对所述部件的结构分析来限定的，以使得当施加所述预定载荷时在所述部件的接合处产生最大应力；以及检查所述被测部件以判定所述被测部件是否可接受。
通过联系附图阅读以下详细描述可更好地理解本发明的上述和其他特征和优点，附图中相同或相似的标号用于指代相同或相似的元件，其中图I示出了根据本发明实施例用于测试面板的接合强度的测试系统；图2A更详细示出了被测面板；图2B更详细示出了支撑固定装置；图3是示出根据本发明实施例用于测试面板接合强度的方法的流程图；图4示意性地示出了安放在支撑固定装置上的面板的示例；图5示意性地示出了对面板施加测试载荷；
图6示出了面板上的预定位置的示例；并且图7示出了面板上的预定位置的另一示例。
具体实施例方式这里提供了测试系统和方法，该测试系统和方法模拟在部件(例如触摸敏感面板，比如触摸板)将被安装到的更大产品(例如膝上型计算机)的寿命期间用户可能向该面板施加的最坏情况载荷，并且确认面板具有足够的强度来抵御这些载荷而不会发生持续的损坏。由于面板被嵌入到产品内，只暴露出一面，并且载荷是在操作和使用期间施加的，所以载荷主要是压缩力和弯曲。用户施加的载荷可能是正常使用期间故意的，例如触摸面板运动、开关激活等等，或者是无意的，例如用拇指或手紧握着举起该更大产品，按压面板等等。本发明的测试系统和方法因此被设计来模拟在这种正�：图饲樾蜗掠没┘拥脑睾桑匀啡厦姘寰哂凶愎坏慕雍锨慷壤茨褪苷庑┰睾伞�
图I示出了根据本发明实施例用于测试面板的接合强度的测试系统I。如图I所示，系统I包括测试机11、检查器12和支撑固定装置13。系统I可就被测面板14的接合强度对其进行测试。测试机11可以向被测面板14上的预定位置施加预定的载荷。载荷值是通过对面板要被安装到的产品和被测面板的用户研究以及可靠性寿命加速分析来限定的。载荷位置是通过对面板的结构性分析来限定的，以便对粘着接合处产生最严重的应力。从而，少量的载荷位置即可评估面板组合件的整体强度。在垂直加载系统中，可使用重物来施加载荷。或者也可利用弹簧、气缸或其他手段在任何方向上施加载荷。测试机11还可控制施加载荷的速率。速率控制可通过凸轮、气动装置、电机控制器或其他手段来提供。在本发明的一实施例中，测试机11可以是单轴测试机。在本发明的一实施例中，测试机11可包括具有不同直径的一个或多个冲头(plunger)。每个冲头形成测试机11的加载尖端,并且载荷可经由冲头之一被施加到面板上。为了模拟用户施加的载荷，可以选择冲头的大小、形状和材料属性来模拟人类手指。因此，测试机11实际上取代了用户的手指，并且可具有任何适当的配置。检查器12包括光学相机和测量系统，用以测量(量化)组装的面板的面板挠曲(deflection)和层间间隙。在面板上进行这些测量的位置是根据面板的几何形态和如前所述的结构分析来选择的。检查器12可用于测量面板挠曲(即在被加载时结构的运动)、层分离间隙以及对照预定接受标准的功能性能(即被测装置是否能够符合根据产品性能要求而设置的预设标准)。挠曲、层间隙和功能检查标准是由现有面板性能标准加上对已知的好面板和坏面板的测量来限定的，其中应用了适当的设计裕量。支撑固定装置13是固定被测面板14的组合件，并且用于在被测面板14被测试机11测试时支撑被测面板14。在本发明的一实施例中，支撑固定装置13是针对每种面板类型特别设计的。当被安放在固定装置上时，面板以与其在其要安装到的产品系统中时类似的方式被支撑。在简单配置中，支撑固定装置13可包括一块板和布置在该板的特定位置上的若干个支撑腿。这些支撑腿用于确保用于支撑被测面板的下表面的接触平面。在本发明的特定实施例中，被测面板14可包括如图I所示的三层。更具体而言，被测面板14可具有如图2A所示的构造。如图2A所示，面板14可包括覆盖玻璃(coverglass,CG) 141、触摸传感器142以及加固件(stiffener) 143。触摸传感器142可以是印刷电路板(PCB)。此外，在加固件143内可以有一个或多个螺孔144。在被测结构是图2A所示的面板的特定实施例中，支撑固定装置13可具有如图2B所示的相应的构造。如图2B所示，支撑固定装置13包括用于支撑面板的下表面的三条支撑腿131。这三条支撑腿中的两条被定位在加固件143内的螺孔144附近。这些支撑腿可被定位成不会搁在毛刺或与螺孔相关联的其他凸起特征上。然而，本发明并不限于此。正如本领域的技术人员可以明白的，支撑腿的数目和位置可根据具体实现来适当选择。支撑固定装置13还可包括板132，并且支撑腿131被安附于板132上的特定位置。 注意，虽然在此实施例中被测部件被例示为敏感面板，但本发明并不限于此。本领域的技术人员可以明白，被测部件可以是出于任何目的而要测试其接合强度的任何零件、部件、�？�、组合件、元件或任何其他结构。如上所述的测试系统I是结合产品的开发来开发的。在产品的开发期间，限定了面板14的几何形态和安放点。相应地，限定了支撑固定装置13的几何形态。然后，确定产品使用期间的典型和最坏情况用户载荷，并且相应地限定在测试系统中施加的测试载荷。接下来，确定产品使用期间产生最大接合应力的载荷位置，并且相应地限定测试载荷位置。此外，为产品确定在施加载荷时面板挠曲和层间间隙的可接受水平，并且相应地限定测试机中的检查位置和接受标准。现在将参考图3-5来描述根据本发明一实施例用于测试面板的接合强度的方法。图3是示出根据本发明实施例用于测试面板接合强度的方法的流程图。在该方法开始之前，可以检查该被测面板14是否存在视觉缺陷及其功能性能如何，以防止测试期间由于缺陷而发生面板故障。另外，在测试期间，测试环境可被控制在预定限度内，以使得产品对载荷的响应可与预期行为关联起来。如图3所示，该方法开始于步骤S11，在该步骤中，被测面板14被安放到支撑固定装置13上。可用手或真空笔将面板14安放到支撑固定装置13上。安放在支撑固定装置上的面板的示例在图4中示意性地示出。在一实施例中，在面板被安放到固定装置上之前，可以用清洁的布擦拭面板和固定装置以去除任何残屑。在步骤S12中，通过测试机11向被测面板14上的多个预定位置按顺序施加测试载荷。图5示意性地示出了对面板施加测试载荷，并且图6和图7示出了面板上的预定位置的示例。在可与步骤S12同时执行或在步骤S12之后执行的步骤S13中，检查器12在指定位置处检查面板损坏情况。面板损坏可包括覆盖玻璃破裂、面板层完全分离、功能或美观方面的质量降低，等等。在步骤S14中，检查器12测量面板的挠曲和/或间隙。挠曲和间隙可包括根据结构分析得到的预定限度之内或超出该预定限度的结构形变。
然后，在步骤S15中，检查器12将面板响应与接受标准相比较，以判定是要接受还是丢弃面板。另外，在测试后可以检查被测面板14是否有视觉缺陷及其功能性能如何，以确认就美观而言的可接受性和确认没有由于测试而发生面板故障。如果在测试期间或之后发生以下状况中的任何一种，则面板发生了故障-面板在载荷下发生了超过预定限度的弯曲；-在载荷下面板层之间出现了超过预定限度的间隙；-任何面板层的脱离；-任何面板元件的破裂；-任何其他测试后美观性损坏(未能符合就美观而言的外观标准)；或者-任何其他测试后功能损坏(未能符合功能测试标准)。下面将更详细描述本发明的测试过程的更具体示例。本发明的测试系统和方法可应用在包括工程产品开发和制造在内的不同环境中。可应用本发明的测试系统和方法的一个具体示例是工程可靠性测试，工程可靠性测试可在制造平台上以采样的形式使用，即用在从组装平台取得并测试质量的一小部分面板上。工程可靠性测试包括以上概括描述的本发明的测试方法的步骤Sll至S15。下面将参考图6和表I来更详细描述工程可靠性测试的步骤S12-S15。 如图6所示，在工程可靠性测试中，在面板上预先确定了由图6中的小圆圈指示并编号为1-9的九个位置。
权利要求
1.一种测试系统,包括 测试机，被配置为向被测部件上的预定位置施加预定载荷，其中所述预定载荷模拟在用户使用所述部件期间对所述部件施加的载荷，并且所述预定位置是通过对所述部件的结构分析来限定的，以使得当施加所述预定载荷时在所述部件的接合处产生最大应力；以及检查器，被配置为检查所述被测部件以判定所述被测部件是否可接受。
2.如权利要求I所述的测试系统，还包括支撑固定装置，用于在所述预定载荷被施加到所述被测部件时支撑所述被测部件。
3.如权利要求I所述的测试系统，其中所述测试机被配置为向所述被测部件上的多个位置施加第一级别的载荷，并且向所述被测部件上的中央位置施加第二级别的载荷，其中所述第二级别高于所述第一级别。
4.如权利要求I所述的测试系统，其中，所述预定位置是通过工程分析来选择的，以使最短的检查周期时间中的缺陷检测的覆盖范围最大化，并且所述测试机被配置为以每次一个位置的方式向所述预定位置施加某一级别的载荷。
5.如权利要求I所述的测试系统，其中所述检查器被配置为测量所述被测部件的挠曲。
6.如权利要求I所述的测试系统，其中所述检查器被配置为检查所述被测部件的层压的层之间的间隙情况。
7.如权利要求I所述的测试系统，其中所述检查器被配置为将所述被测部件的功能性能与预定的接受标准相比较。
8.如权利要求I所述的测试系统，其中所述被测部件是由多层接合而成的层压组合件。
9.如权利要求8所述的测试系统，其中所述被测部件是触摸敏感面板。
10.一种测试方法,包括 向被测部件上的预定位置施加预定载荷，其中所述预定载荷模拟在用户使用所述部件期间对所述部件施加的载荷，并且所述预定位置是通过对所述部件的结构分析来限定的，以使得当施加所述预定载荷时在所述部件的接合处产生最大应力；以及检查所述被测部件以判定所述被测部件是否可接受。
11.如权利要求10所述的测试方法，其中，向被测部件上的预定位置施加预定载荷包括向所述被测部件上的多个位置施加第一级别的载荷，并且向所述被测部件上的中央位置施加第二级别的载荷，其中所述第二级别高于所述第一级别。
12.如权利要求10所述的测试方法，其中，所述预定位置是通过工程分析选择的，以使最短的检查周期时间中的缺陷检测的覆盖范围最大化，并且向被测部件上的预定位置施加预定载荷包括以每次一个位置的方式向所述预定位置施加某一级别的载荷。
13.如权利要求10所述的测试方法，其中检查所述被测部件包括测量所述被测部件的挠曲。
14.如权利要求10所述的测试方法，其中检查所述被测部件包括检查所述被测部件的层压的层之间的间隙情况。
15.如权利要求10所述的测试方法，其中检查所述被测部件包括将所述被测部件的功能性能与预定的接受标准相比较。
16.如权利要求10所述的测试方法，其中所述被测部件是由多层接合而成的层压组合件。
17.如权利要求16所述的测试方法，其中所述被测部件是触摸敏感面板。
全文摘要
提供了测试系统和方法。测试系统包括测试机，被配置为向被测部件上的预定位置施加预定载荷，其中所述预定载荷模拟在用户使用所述部件期间对所述部件施加的载荷，并且所述预定位置是通过对所述部件的结构分析来限定的，以使得当施加所述预定载荷时在所述部件的接合处产生最大应力；以及检查器，被配置为检查所述被测部件以判定所述被测部件是否可接受。
文档编号G01N19/04GK102954936SQ20111027113
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者杰伊·凯文·奥斯本, 金相河, 特伦斯·约翰逊·陈, 曹锦和, 孙国华, 爱德华·纳比吉安 申请人:苹果公司
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