以EPP緩衝包材包覆之液晶單元落下試驗與數值模擬

Abstract

液晶單元是液晶顯示器重要的元件之ㄧ，因其易碎的特性故必須透過包裝系統以緩和物流期間外界輸入的衝擊力。由於在包裝系統各項評估試驗中，以落下所造成的衝擊最為劇烈，故本研究以液晶單元緩衝包裝系統的落下試驗與數值模擬為主軸，以有限元素模擬的方式探討其行為，用以評估緩衝包材之功效，取代傳統試誤法的包裝系統設計方式。 本文所探討之液晶單元緩衝包裝系統包含液晶單元（Liquid crystal cell）、液晶單元之間的隔層墊片（spacer）以及覆裹在外的射出型發泡聚丙烯（Expanded Polypropylene Foam, 簡稱EPP）運送箱。目前國內外對於EPP緩衝包材的壓縮性質資料有限，故先針對射出型發泡聚丙烯材料與隔層墊片進行一系列壓縮試驗，以瞭解發泡聚丙烯的壓縮特性。對於液晶單元的機械性質，相關研究多集中於光電性質，故本研究利用載重試驗與微振試驗識別出液晶單元之等效彈性模數。 利用落下實驗機配合CNS規範進行EPP緩衝包材包覆卅二吋液晶單元（分別試驗三種不同隔層墊片）落下實驗，觀察EPP緩衝包材是否能提供足夠的保護避免液晶單元在落下過程中遭到撞擊而受損，且記錄落下過程中最上層液晶單元的最大加速度值。 最後，將EPP緩衝包材與隔層墊片靜態壓縮試驗所得之應力－應變曲線及液晶單元之彈性模數輸入至有限元素商業軟體LS-DYNA模型中，利用電腦模擬EPP緩衝包裝系統於落下實驗中的反應及結果，用來評估以有限軟體模擬取代實驗的可行性，以提供日後模擬更大尺寸液晶單元落下行為之便利。