CN109142185B - 一种水汽透过率测试系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水汽透过率测试系统和方法,所述测试系统包括:电阻仪、转接板、夹具、基板和恒温恒湿箱;所述电阻仪与所述转接板连接,所述转接板上有多个香蕉头母口,香蕉头子口通过导线连接到夹具,所述夹具放置在所述恒温恒湿箱中;所述夹具用于夹持所述基板,所述基板的表面具有导电性,所述基板的中间设置有绝缘带,所述基板上设置金属膜,所述金属膜沿着所述绝缘带在所述基板呈对称分布,测试样本设置在所述金属膜上并且完全覆盖所述金属膜,所述测试样本与所述基板沿四周密封。本发明将活泼金属蒸镀在基板并用测试样本封装,检测电导率变化,从而得到水汽透过率。本发明与传统方法相比,提高了水汽透过率测试的精度和灵敏度。

Description

一种水汽透过率测试系统和方法
技术领域
本发明涉及测试设备领域,特别是涉及一种水汽透过率测试系统和方法。
背景技术
水汽对元器件的电学性能有着很大的影响,因此芯片、屏幕等封装都需要有良好的水汽隔绝。以OLED屏幕为例,因为其需要在阴极上使用钙/镁等活泼金属,若水汽进入屏幕会与阴极的金属发生反应。一旦金属被氧化,屏幕的寿命也会收到极大的缩减。因此现代微电子工业对封装技术提出了越来越高的要求。
随着封装技术的不断进步,水汽透过率平均值也在不断下降,要想通过测试来判断不同封装的水汽隔绝性能,就需要高精度和高灵敏度的水汽透过率测试系统。而目前市场上主流的水汽透过率测试系统,以摩康为典型,使用称重法来测量。因为其通过测量水的质量变化来计算水汽透过率,导致精度和灵敏度很低。
发明内容
本发明的目的是提供一种水汽透过率测试系统和方法,用来提高水汽透过率测试的精度和灵敏度。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种水汽透过率测试系统,所述系统包括:电阻仪、转接板、夹具、基板和恒温恒湿箱;
所述电阻仪与所述转接板连接,所述转接板上有多个香蕉头母口,香蕉头子口通过导线连接到夹具,所述夹具放置在所述恒温恒湿箱中;所述夹具用于夹持所述基板,所述基板的表面具有导电性,所述基板的中间设置有绝缘带,所述基板上设置金属膜,所述金属膜沿着所述绝缘带在所述基板呈对称分布,测试样本设置在所述金属膜上并且完全覆盖所述金属膜,所述测试样本与所述基板沿四周密封。
可选的,4个所述夹具用于夹持一个所述测试样本。
可选的,所述测试样本为薄膜。
可选的,所述金属膜为方形。
可选的,所述金属膜为钙或者镁。
可选的,所述夹具为镀金电夹,且电夹口平整。
可选的,所述测试样本与所述基板采用激光封装。
可选的,所述水汽透过率测试系统还包括:控制器,所述控制器与所述电阻仪的输出端连接。
一种水汽透过率测试方法,所述测试方法包括:
获取电阻值与时间的数据曲线;
对所述数据曲线进行时间误差补偿和拟合,得到曲线斜率;
根据所述曲线斜率计算水汽透过率。
可选的,根据所述曲线斜率计算水汽透过率的具体表达式如下:
Figure BDA0001782681910000021
其中,n表示反应系数,M(H2O)表示水的摩尔质量,M(Metal)表示金属膜的摩尔质量,δ表示金属膜的电阻率,ρ表示金属膜的密度,L表示金属膜的长度,W表示金属膜的宽度,R表示金属膜的电阻值。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
1、本发明提供的水汽透过率测试系统通过将活泼金属蒸镀在基板并用测试样本封装,检测电导率变化,从而得到水汽透过率。本发明与传统方法相比,提高了水汽透过率测试的精度和灵敏度。
2、本发明的夹具可以用于多种尺寸的测试样本,并且采用小型镀金电夹,且电夹口较为平整,可以防止刺穿柔性样本。
3、本发明只需将活泼金属蒸镀在基板并用测试样本封装就可以进行测试,样本制造标准低,制造成本低。
4、电夹通过焊接导线,导线焊接香蕉头子头与背板集成母口连接;当夹具因氧化失效,可通过断开香蕉头连接,直接更换新夹具,操作方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明水汽透过率测试系统的结构连接图;
图2为本发明水汽透过率测试系统的部分结构示意图;
图3为本发明水汽透过率测试方法的流程图;
图4为本发明水汽透过率测试系统的运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种水汽透过率测试系统和方法,用来提高水汽透过率测试的精度和灵敏度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明水汽透过率测试系统的结构连接图。如图1所示,所述系统包括:控制器1、电阻仪2、转接板3、夹具6和恒温恒湿箱7。
控制器1通过USB转232通讯接口与电阻仪2进行连接,从而实现与电阻仪2的通讯。电阻仪2通过50PIN接口与转接板3连接,转接板3上有多个香蕉头母口4,香蕉头子口5通过导线连接到夹具6,夹具6放置在恒温恒湿箱7中。
如图2所示,基板8放置于最底层,其表面具有导电性,其中有一条绝缘带9,用以隔绝基板8左右两侧。通过蒸镀法,在基板8上镀一层金属膜10,金属膜10沿着绝缘带9在基板8呈对称分布,测试样本11设置在金属膜10上并且完全覆盖金属膜10,用胶12将测试样本11与基板8沿四周密封,防止侧面水汽进入,完成后用激光封装,把测试样本11与基板8的侧面完全密封,保证水汽只能从正面渗入。最后将测试样本11通过四个夹具6固定,并放置在恒温恒湿箱7中,测试样本11即处于可测试状态。
本发明只需将活泼金属蒸镀在基板8并用测试样本11封装就可以进行测试,样本制造标准低,制造成本低。
其中,测试样本11为薄膜。金属膜10为方形。金属膜10优选钙或者镁。
本发明的夹具6具有以下特征:
(1)使用小型镀金电夹,且电夹口较为平整,防止刺穿柔性样本;
(2)电夹通过焊接导线,导线焊接香蕉头子头与背板集成母口连接;
(3)当测量夹具因氧化失效,可通过断开香蕉头连接,直接更换新夹具。
因此,本发明的夹具可用于多种尺寸的测试样本和柔性样本,不受测试样本和测试样本材质的限制,适用范围更广。
另外,控制器1还具有以下特征:
(1)使用Visual Studio开发,可实现快速拟合电导值与时间斜率;每次采样都调取系统毫秒时间,在运算中针对指定起止点自动补偿时间误差;采样计时线程与主程序线程相互独立,减少主程序运行对采样时间的影响。本发明应用高精度拟合、误差时间补偿等算法,有效提升测量准确性。
(2)使用Access作为数据库,支持单次测量无故障运行115天以上;数据库只保留测试时间与电导值,样本参数独立存储,避免数据库内容繁杂。从而增大单次实验采样次数限制。
图3为本发明水汽透过率测试方法的流程图;所述测试方法用于上述的水汽透过率测试系统,如图3所示,所述测试方法包括:
步骤31:获取电阻值与时间的数据曲线;
步骤32:对所述数据曲线进行时间误差补偿和拟合,得到曲线斜率;
步骤33:根据所述曲线斜率计算水汽透过率,具体表达式如下:
Figure BDA0001782681910000051
其中,n表示反应系数,M(H2O)表示水的摩尔质量,单位为g/mol,M(Metal)表示金属膜的摩尔质量,单位为g/mol,δ表示金属膜的电阻率,单位为Ω*m,ρ表示金属膜的密度,单位为lg/m^3,L表示金属膜的长度,单位为m,W表示金属膜的宽度,单位为m,R表示金属膜的电阻值,单位为Ω。
图4为本发明水汽透过率测试系统的运行流程图。
如图4所示:
1.制作样本,按照样本制造标准进行制作;
2.用夹具6固定,将样测试本通过夹具6与电阻仪2连接,并放入恒温恒湿箱7中,并记住此样本所使用的通道数;
3.启动软件,在Windows系统下直接启动,并确保电阻仪2和恒温恒湿箱7都处于正常状态;
4.开始界面,在此界面可以进行新用户注册、无用用户删除、多语言切换等功能,可以根据需求自行操作;
5.登陆,选择自己的用户并登陆,软件会连接到对应用户的数据库,之后可以进入数据采集,也可以直接数据分析,调取之前实验的数据;
6.数据采集界面,在此界面可以对电阻仪2进行初始化;
7.选择对应通道,从而保证电阻仪2是读取自己夹具6固定的样本的参数;
8.开始采集数据,此时软件使用双线程,一个计时线程用来计算时间,当用户设置的间隔时间到达时,自动发出中断信号,主程序与电阻仪2通讯,将此时的时间与电导值保存到对应的数据库中,同时界面还可以锁定,防止他人误触;
9.结束采集数据,软件关闭计时线程、电阻仪2通讯和数据库连接,并可以返回主界面;
10.数据分析界面,可以对当前用户已完成的实验所有数据进行分析;
11.选择实验序号和通道,软件将连接对应的数据库;
12.显示数据并分析,可以直观的看到电导值与时间的图像,可以通过滚轮放大缩小图形,并通过鼠标确定起止点后自动进行拟合和时间误差补偿,将斜率带入WVTR公式计算出最终水汽透过率均值;
13.数据导出,软件会自动截取当前界面的图片,并把所有测试参数和数据导出为Excel表格;
14.退出软件,即完成整个测试系统的流程。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种水汽透过率测试系统,其特征在于,所述系统包括:电阻仪、转接板、夹具、基板和恒温恒湿箱;
所述电阻仪与所述转接板连接,所述转接板上有多个香蕉头母口,香蕉头子口通过导线连接到夹具,所述夹具放置在所述恒温恒湿箱中;所述夹具用于夹持所述基板,所述基板的表面具有导电性,所述基板的中间设置有绝缘带,所述基板上设置金属膜,所述金属膜沿着所述绝缘带在所述基板呈对称分布,测试样本设置在所述金属膜上并且完全覆盖所述金属膜,所述测试样本与所述基板沿四周密封;
所述夹具通过焊接导线,导线焊接所述香蕉头子口与所述香蕉头母口连接。
2.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,4个所述夹具用于夹持一个所述测试样本。
3.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,所述测试样本为薄膜。
4.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,所述金属膜为方形。
5.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,所述金属膜为钙或者镁。
6.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,所述夹具为镀金电夹,且电夹口平整。
7.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,所述测试样本与所述基板采用激光封装。
8.根据权利要求1所述的水汽透过率测试系统,其特征在于,所述水汽透过率测试系统还包括:控制器,所述控制器与所述电阻仪的输出端连接。
9.一种水汽透过率测试方法,其特征在于,所述测试方法用于权利要求1-8任一项所述的水汽透过率测试系统,所述测试方法包括:
获取电阻值与时间的数据曲线;
对所述数据曲线进行时间误差补偿和拟合,得到曲线斜率;
根据所述曲线斜率计算水汽透过率。
10.根据权利要求9所述的水汽透过率测试方法,其特征在于,根据所述曲线斜率计算水汽透过率的具体表达式如下:
Figure FDA0002212522650000021
其中,n表示反应系数,M(H2O)表示水的摩尔质量,M(Metal)表示金属膜的摩尔质量,δ表示金属膜的电阻率,ρ表示金属膜的密度,L表示金属膜的长度,W表示金属膜的宽度,R表示金属膜的电阻值。
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