كيفية تصميم صفح FR-4 الكامل النبات: من الراتنج المطبخ ل 2H1C الضغط

إن مصنع FR-4 ليس عبارة عن مجموعة من الآلات. إنه نظام تحويل المواد الذي يتم فيه كيمياء الراتنج، والتعامل مع القماش الزجاجي، والتحكم في المرحلة B، وانضباط رمية الكرة، وجدولة الصحافة، يجب أن تعمل جميع المرافق وضمان الجودة بنفس معدل الإنتاج. هذا التمييز مهم. يمكن للمصنع أن يمتلك خط تشريب سريع ومكبس كبير ولكنه لا يزال يفتقده هدف الإخراج لأن مطبخ الراتنج لا يمكنه دفعات feed المستقرة، ولا يمكن لغرفة رمي الكتب إعداد الكتب بالسرعة الكافية، أو تصبح الصحافة الباردة قيد الجدولة، أو مزيج المنتج يخلق إشغالًا صحفيًا أكبر من تقدير السعة الأصلي المفترض. ومن ثم فإن التصميم السليم للمصنع بالكامل يبدأ بالمنتج ونموذج الإنتاج، وليس بكتالوج الآلة.

الشكل 1. مطبخ راتينج مزود بخزانات خلط وخدمة لتركيب الإيبوكسي وتغذية الخطوط بشكل متحكم فيه.

قم أولاً بتعريف المنتج: لوح العزل FR-4 ليس تلقائيًا نفس المشروع مثل CCL

FR-4 عبارة عن درجة صفائح إيبوكسي مقواة بالقماش الزجاجي. لألواح العزل الكهربائي الصناعي، الانتهاء المنتج عادة ما يكون عبارة عن صفائح صلبة غير مكسوة. مكسوة بالنحاس يستخدم صفح (CCL) أ ذات الصلة prepreg والضغط المسار ولكنه يضيف رقائق النحاس، ومتطلبات السطح المختلفة، واعتمادًا على تطبيق الإلكترونيات المقصود، ومتطلبات العملية الإضافية والنظافة. قبل تحديد حجم المعدات، يجب على فريق المشروع تأمين ما يلي:

• عائلة المنتج: لوح العزل FR-4، G10/G11/FR-5, CCL, (prepreg) أو مزيج مخطط له
• عرض الورقة النهائية وطولها وسمكها
• أنماط القماش الزجاجي والأوزان المساحية
• نظام الراتنج، طريق مثبطات اللهب وأساس المذيبات
• الأداء الميكانيكي والكهربائي والحراري والقابلية للاشتعال مطلوب
• متطلبات السطح والتسطيح والتسامح مع السمك والمظهر
• الإنتاج الشهري القابل للبيع - وليس مجرد التحميل الإجمالي للصحافة
• نمط التحول وأيام العمل والاستخدام المستهدف والصيانة المخططة
• تكرار تغيير المنتج والإنتاج التجريبي وبدل الخردة
• مواصفات ومعايير العملاء المطبقة IEC 60893 يغطي صناعي صفائح مغلفة جامدة ل الأغراض الكهربائية وتشمل مواد رابطة إيبوكسي وألياف زجاجية معززة. معايير الصفائح الصناعية NEMA وقد تنطبق أيضًا المتطلبات الخاصة بالعميل. يجب أن يتم دعم تعيين أو مطالبة القابلية للاشتعال من قبل البناء الذي تم اختباره ذات الصلة؛ لا ينبغي أن يكون "FR-4". يتم التعامل معها كبديل لنتيجة UL 94 الخاصة بالمنتج.

1. مطبخ الراتنج: حيث يبدأ تناسق المنتج

يقوم مطبخ الراتينج بتحويل المواد الكيميائية المشتراة إلى راتينج مشرب متكرر. يجب أن يتحكم تصميمها في دقة الصياغة وتسلسل الخلط، درجة الحرارة واللزوجة والمواد الصلبة والترشيح ووقت التخزين والتسليم إلى خط التشريب. قد تشمل منطقة إعداد الراتنج العملية ما يلي:

• استلام المواد الخام وتخزينها الخاضعة للرقابة
• الراتنج الرئيسي، عامل المعالجة، المسرع، مثبطات اللهب والجرعات المضافة
• أنظمة الوزن أو القياس المناسبة للصيغة
• أوعية الخلط المغلفة مع التحريك المحدد والتحكم في درجة الحرارة
• مضخات الترشيح والنقل
• خزانات نهارية أو خزانات خدمة تغذي خط التشريب
• ترتيبات العودة وأخذ العينات والتنظيف الخاضع للرقابة
• العادم المحلي ومفهوم التهوية الخاص بالمشروع
• احتواء الانسكابات والتأريض وأحكام المناطق الخطرة عند الاقتضاء
• تحديد الدفعة وسجلات الوصفة لم يتم تحديد عدد السفن الصحيح عن طريق نسخ مشروع سابق. هو - هي يعتمد على حجم الدفعة، ووقت الخلط، ووقت الاختبار والإفراج، ووقت النقل، ووقت التنظيف/التغيير، وعمر وعاء الراتنج، استهلاك الخط وكمية المخزن المؤقت للإنتاج المسموح بها. علاقة التصميم المفيدة هي: الراتنج المختلط المطلوب معدل العرض = إنتاجية الزجاج الجاف × نسبة الراتنج إلى الزجاج ÷ ناتج العملية يجب بعد ذلك فحص المطبخ ديناميكيًا: هل يمكن خلط دفعة واحدة واختبارها وتحريرها قبل أن يصل خزان الخدمة النشط إلى الحد الأدنى لمستوى التشغيل؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، فقد يتطلب الحل دفعات أكبر، وإعدادًا متوازيًا، وسعة إضافية للخزان النهاري، وتحريرًا أسرع الاختبار، أو استراتيجية حملة مختلفة. هذه هي مرساة القدرة الأولى. تم الإعلان عن خط التشريب في أ السرعة الميكانيكية المحددة ليس لها قيمة إذا لم يتمكن مطبخ الراتينج من توفير راتينج مستقر عند التدفق الكتلي المقابل.

2. التشريب والتجفيف العمودي: تصنيع المرحلة B التي يتم التحكم فيها prepreg

يقوم خط التشريب العمودي بأربع مهام متصلة:

• قم بفك وتوجيه قطعة قماش زجاجية من الدرجة الإلكترونية
• قم بتشبع القماش براتنج الإيبوكسي المحدد
• إزالة المذيب المطلوب ودفع الراتنج إلى مرحلة B التي تسيطر عليها
• قم بالتبريد والفحص والقص والترجيع وتحديد prepreg

الشكل 2. خط التشريب والتجفيف العمودي للتشبع وإزالة المذيبات وتطوير المرحلة B الخاضعة للتحكم. تتضمن متغيرات التصميم الحرجة ما يلي:

• عرض الويب القابل للاستخدام وبدل حافة الحافة
• نمط القماش الزجاجي والكتلة لكل وحدة مساحة
• لاقط الراتنج ومحتوى الراتنج prepreg النهائي
• سرعة تشغيل الخط حسب المنتج - وليس مجرد السرعة الميكانيكية القصوى
• مسار التجفيف الفعال ووقت الإقامة
• عدد ونطاق التحكم في مناطق درجة الحرارة
• سرعة الهواء وتوازن العادم وتحميل المذيبات
• شد الويب والمحاذاة والتحكم في التجاعيد
• قدرة التبريد قبل القطع أو اللف
• شكل الإخراج: أوراق أو لفات أو كليهما
• الفحوصات المخبرية عبر الإنترنت لمحتوى الراتنج ووقت الجل وتدفق الراتنج والمحتوى المتطاير والمظهر الفرن عادة قيود العملية الحقيقية لا يمكن حساب سعة الخط من السرعة والعرض فقط؛ الراتنج المحدد، القماش، بيك اب، يحدد الحمل المتطاير ونافذة المرحلة B ما إذا كانت هذه السرعة قابلة للاستخدام من الناحية الفنية. للتخطيط الأولي: الزجاج الجاف الإنتاجية = العرض القابل للاستخدام × سرعة التشغيل × وزن مساحة الزجاج × وقت التشغيل و: إنتاجية prepreg = إنتاجية الزجاج الجاف ÷ جزء الكتلة الزجاجية في prepreg تنشئ هذه المعادلات توازنًا جماعيًا، وليس معدل إنتاج مضمونًا. مؤهل يجب أن يطبق التصميم وصفات خاصة بالمنتج، والتشذيب، وفقدان الوصلات، ونفايات بدء التشغيل، والتغييرات، ووقت التوقف عن العمل، وإنتاجية الفحص. يجب تصميم مفهوم معالجة العادم من التركيبة الفعلية وتوازن كتلة المذيب. هواء الفرن، استعادة الحرارة، تعتبر معدات الزيت الحراري ومعدات التخفيض قرارات تصميمية متصلة؛ ولا ينبغي شراؤها كحزم مستقلة.

3. Prepreg تكييف، القطع والتخزين

يستمر Prepreg في التغير بعد أن يترك المجفف. يجب أن يقلل طريق التعامل معه من التلوث، وغير المنضبط التعرض للحرارة، وامتصاص الرطوبة، والحجب، وتلف الحواف، وفقدان إمكانية التتبع. يجب أن يحدد تخطيط المصنع ما يلي:

• التبريد قبل التراص أو اللف
• دقة قطع الورقة وجودة الحافة
• تحديد لفة أو ورقة
• حالة أخذ العينات والإفراج
• تخزين وسيط متحكم فيه
• التحكم في أول ما يدخل/يخرج أولاً ومدة الصلاحية
• مساحة الحجر الصحي للمواد غير المطابقة
• حركة قصيرة ومحمية لرمية الكرة يجب أن يكون هذا المخزن المؤقت كبيرًا بما يكفي لفصل الاختلاف الطبيعي في العملية، ولكن ليس كبيرًا جدًا بحيث يؤدي العمل الزائد أثناء العملية إلى إخفاء مشاكل الجودة أو استهلاك مدة الصلاحية.

4. التجهيز والتجهيز: المركز اللوجستي الدقيق للمصنع

يحدد Layup البناء الرقائقي. يقوم المشغلون أو الأتمتة بتجميع العدد والتسلسل المطلوبين لأوراق prepreg بين الضغط النظيف لوحات ومواد الافراج. بعد الضغط والتبريد، يتم فصل الصفائح عن الألواح ومواد المعالجة للتشطيب النهائي.

الشكل 3. نظام معالجة الصف والوضع لتجميع الكتب ومعالجة الألواح وفصل المواد. يجب أن تحمي الغرفة ونظام المناولة ما يلي:

• عدد الطبقات ودقة البناء
• اتجاه الألياف حيثما تم تحديده
• محاذاة الورقة وبدل الحافة
• نظافة لوحة الضغط وحالتها
• مراقبة الجسيمات الأجنبية
• هوية المنتج وأنساب الدفعة
• ارتفاع الكتاب وكتلة الكتاب والتعامل الآمن
• فصل prepreg الوارد والكتب المكتملة والكتب المبردة واللوحات المستعملة يجب أن يتم حساب سعة رمية الكرة في الكتب في الساعة والأوراق في الساعة مزيج المنتج الحقيقي. قد تتطلب الورقة السميكة العديد من طبقات prepreg ولكنها تنتج عددًا أقل من الأوراق النهائية لكل كتاب؛ قد تؤدي الورقة الرفيعة إلى زيادة عدد المناولة و الطلب لوحة. ولذلك يجب مقارنة الأنظمة اليدوية وشبه الآلية والآلية من خلال مدى تعقيد البناء ونمط التغيير - وليس من خلال عام وقت الدورة. يعد غسل اللوحة وفحصها ومناولتها وإعادتها جزءًا من نفس الحلقة. لا يمكن تشغيل المكبس في حالة عدم توفر الألواح النظيفة بالمعدل المطلوب.

5. لماذا a 2H1C نظام الصحافة يمكن أن تكون الهندسة المعمارية الصحيحة

A 2H1C نظام يستخدم اثنين المكابس الساخنة والباردة يضعط. المطابع الساخنة تنفذ المبرمجة علاج بالحرارة والضغط. تعمل الصحافة الباردة على تبريد الكتب المكتملة تحت ضغط متحكم فيه قبل وضعها.

الشكل 4. اثنان حار، واحد بارد (2H1C) نظام الصحافة مع التحميل المنسق والنقل والتبريد. يمكن أن يؤدي فصل التدفئة والتبريد إلى تحسين الكفاءة الحرارية واستخدام المعدات لأن المكابس الساخنة لا تحتاج إلى أداء كامل مرحلة التبريد لكل حمولة. لكن "اثنان حاران وواحد بارد" ليست إجابة عالمية. إنه يعمل فقط عندما يدعمه توازن الدورة الصحفية. ال اختبار الجدولة الأساسي هو: معدل خدمة الضغط البارد المطلوب ≥ معدل التفريغ المشترك للمكبستين الساخنتين في شكل مبسط، العلاقة بين الإشغال الساخن والإشغال البارد يشير إلى ما إذا كان يمكن لمكبس بارد واحد أن يدعم مكبسين ساخنين. يجب أن يتضمن الحساب الكامل ما يلي:

• الإغلاق والفراغ والتدفئة والعلاج ووقت الضغط
• عمليات النقل والباب/اللودر
• إشغال الضغط البارد ووقت التفريغ
• عدد ضوء النهار/الفتحات
• أوراق أو كتب لكل افتتاح
• تكوين اللوحة والوسادة
• سمك المنتج والبناء
• الاستخدام والصيانة المخطط لها
• تغيير المنتج ووقت التنظيف يجب أن تستمد قوة الضغط من الضغط المحدد المطلوب ومنطقة الضغط الفعالة: إجمالي قوة الضغط = الضغط المحدد المطلوب × التحميل الفعال المساحة × بدل التصميم هذا هو السبب في أن الحمولة الاسمية وحدها ليست مواصفات صحفية كافية. حجم الصوانى، انتظام الضغط، انحراف الإطار، عدد ضوء النهار، الفتح، درجة الحرارة يؤثر التوحيد وأداء الفراغ والتحكم الهيدروليكي ونمط التحميل على نتيجة. ال 2H1C منطقة يتطلب أيضًا تنسيقًا مفهوم التعامل مع المواد: محطة التحميل، نظام نقل السيارة أو السكك الحديدية، والمكابس الساخنة، والضغط البارد، وواجهة التفريغ/الوضع، والأنظمة الهيدروليكية، ونظام الزيت الحراري، ونظام مياه التبريد، ونظام التفريغ، وأدوات التحكم وأقفال الأمان.

6. التشطيب والتفتيش والإفراج

بعد التثبيت، يعتمد المسار الدقيق على مواصفات المنتج. يمكن أن تشمل العمليات النموذجية ما يلي:

• تقليم الحواف أو النشر
• تنظيف السطح
• قياس السماكة ورسم الخرائط
• التسطيح والتفتيش الأبعاد
• الفحص البصري للفراغات والشوائب والتصفيحات وعيوب السطح
• تصنيع العينات وتكييفها
• الاختبارات الميكانيكية والكهربائية والحرارية وقابلية الاشتعال على النحو المحدد
• وضع العلامات والحماية والتعبئة ينبغي تصميم مراقبة الجودة كسلسلة تتبع: مجموعة المواد الخام ← دفعة الراتنج ← مجموعة لفة/ورقة prepreg ← إنشاء طبقة الرصف ← دورة الضغط ← دفعة الورقة النهائية ← سجل الاختبار، مما يجعل استكشاف الأخطاء وإصلاحها أسرع ويمنع الخلل المحلي من أن يصبح مشكلة لا يمكن التحكم فيها على مستوى المصنع.

7. المرافق والأنظمة البيئية هي معدات الإنتاج

يعتمد أداء محطة FR-4 على المرافق المستقرة. يجب أن يأخذ التصميم الكامل في الاعتبار:

• الحمل المتصل بالكهرباء والحد الأقصى للطلب المتزامن
• واجب تسخين الزيت الحراري ومستوى درجة الحرارة
• تدفق مياه التبريد ودرجة الحرارة وحالة التصميم الموسمية
• الماء البارد عند الاقتضاء
• جودة الهواء المضغوط واستهلاكه
• سعة الفراغ والتكرار
• استراتيجية التهوية والهواء التجميلي وضغط الغرفة
• تخزين المذيبات وتسليمها ومعالجة العادم
• الحماية من الحرائق ومتطلبات المناطق الخطرة الخاصة بالمشروع
• معالجة المياه وتوجيه مياه الصرف الصحي
• الوصول إلى الصيانة ومسارات الرفع واستراتيجية قطع الغيار إن تقدير المنفعة بناءً على لوحات أسماء المحركات المثبتة ليس كافيًا. النبات يجب تصميمها حسب حالة التشغيل: بدء التشغيل، والإنتاج العادي، ودورات الضغط المتزامنة، وتغيير المنتج، والتنظيف، وحالة الطوارئ.

8. يجب إغلاق نموذج القدرة في كل مرحلة

يجب أن يعبر التصميم النهائي عن القدرة على عدة مستويات:

• متر مربع من الصفائح القابلة للبيع شهريا
• طن من صفح القابلة للبيع شهريا
• كتلة Prepreg والمساحة المطلوبة
• كتلة القماش الزجاجي الجاف والمساحة المطلوبة
• استهلاك الراتنج المختلط
• ساعات عمل خط التشريب
• رمي الكتب والأوراق في كل نوبة
• شغل الصحافة الساخنة والصحافة الباردة
• تحميل التشطيب والتفتيش
• الخردة والتشذيب والعمل قيد التنفيذ إنتاج المصنع الحاكم هو أقل إنتاج مستدام بين المراحل المتصلة: سعة المصنع القابلة للبيع = الحد الأدنى (سعات المرحلة) × المحصول المتكامل هذا هو المخفي سبب ضعف أداء العديد من المشاريع القائمة على الكتالوج. قد تبدو كل آلة رئيسية كبيرة بما فيه الكفاية في عزلة، ومع ذلك فإن الخط المتكامل ليس له أساس منتج مشترك، ولا يوجد افتراض استخدام مشترك ولا يوجد اختبار عنق الزجاجة.

ما يحتاجه ماثيو لحساب التكوين الفعلي للمعدات

يبدأ الاقتراح الموثوق بكمية الماكينة، وسعة الوعاء، وعرض خط التشريب وسرعته، وحمولة الضغط، وحجم الصوانى، وعدد ضوء النهار، وواجبات المرافق بملخص المشروع الخاضع للرقابة. تحضير ما يلي:

• المنتجات المستهدفة والمعايير المعمول بها
• الأبعاد النهائية ومزيج السمك
• الإنتاج الشهري القابل للبيع حسب عائلة المنتج
• أنماط القماش الزجاجي ونظام الراتنج
• محتوى الراتنج وأهداف الجودة prepreg
• تقويم التحول وافتراضات الاستخدام
• مستوى الأتمتة المفضل
• أبعاد الموقع وحدود ارتفاع المبنى
• الطاقة المتاحة والطاقة الحرارية والمياه وظروف التبريد والعادم
• حدود العرض المطلوبة ونطاق المختبر ومعايير القبول يستطيع ماثيو بعد ذلك تحويل المتطلبات إلى توازن الكتلة، ونموذج دورة الضغط، وخريطة عنق الزجاجة، الجدول الزمني الأولي للمعدات ومفهوم المنفعة. هذه هي النقطة الصحيحة لتحديد عدد الأجهزة المطلوبة وما هي قدراتها ومعلماتها.

خاتمة

أفضل مصنع FR-4 ليس هو المصنع الذي يحتوي على أكبر مكبس أو أسرع خط تشريب معلن عنه. وهو النبات الذي :

• إعداد الراتنج يطابق استهلاك prepreg،
• يدعم المجفف العمودي نافذة المرحلة B الحقيقية،
• التعامل مع prepreg يحمي حالة المواد،
• رمية الكرة تواكب الجدول الصحفي ،
• إشغال الصحافة الساخنة والباردة متوازن،
• المرافق تدعم حالات الإنتاج المتزامنة، و
• تربط سجلات الجودة كل ورقة منتهية بتاريخ المادة والعملية الخاص بها. إذا كنت تخطط لإنشاء مصنع جديد للألواح العازلة FR-4 أو توسيع مصنع موجود خط، استشر ماثيو بشأن مزيج المنتج الخاص بك والمخرجات المستهدفة وظروف الموقع. والخطوة التالية هي نموذج القدرة الخاص بالمشروع، وليس قائمة الأجهزة العامة.