Как спроектировать полный ламинат FR-4 Растение: Из смолы Кухня для 2H1C Прессование

Завод FR-4 — это не набор машин. Это система преобразования материалов, в которой химия смол, обработка стеклоткани, контроль B-этапа, дисциплина укладки, планирование прессования, коммунальные услуги и обеспечение качества должны работать с одинаковой производительностью. Это различие имеет значение. Фабрика может иметь линию быстрой пропитки и большой пресс, но при этом не иметь своих возможностей. целевой объем выпуска, потому что смоляная кухня не может feed стабильно выпускать партии, складская комната не может готовить книги достаточно быстро, холодная пресса становится ограничением планирования или ассортимент продукции создает большую занятость прессы, чем предполагалось в первоначальной оценке мощности. Поэтому продуманное проектирование всего предприятия начинается с продукта и производственной модели, а не с каталога машин.

Рисунок 1. Кухня для смолы со смесительными и сервисными емкостями для контролируемого приготовления эпоксидной смолы и подачи в линию.

Сначала определите продукт: изоляционный лист FR-4. не является автоматически тем же проектом, что и CCL.

FR-4 — это эпоксидный ламинат, армированный стеклотканью. Для промышленных электроизоляционных листов готовые Продукт обычно представляет собой неплакированный жесткий ламинат. медный ламинат (CCL) использует соответствующий prepreg и нажатие маршрут, но добавляет медную фольгу, различные требования к поверхности и, в зависимости от предполагаемого применения электроники, дополнительные требования к процессу и чистоте. Прежде чем определить размеры оборудования, проектная группа должна заблокировать:

• Семейство продуктов: изоляционный лист FR-4, G10/G11/FR-5, CCL, prepreg, или запланированное сочетание
• Диапазон ширины, длины и толщины готового листа
• Стили стеклоткани и площадные веса
• Система смол, огнезащитная составляющая и основа на основе растворителя
• Требуемые механические, электрические, термические характеристики и характеристики воспламеняемости.
• Требования к поверхности, плоскостности, допуску по толщине и внешнему виду.
• Ежемесячная товарная продукция, а не просто валовая загрузка печатной машины
• График смен, рабочие дни, целевая загрузка и плановое обслуживание
• Частота смены продукции, пробное производство и допуск на брак.
• Применимые спецификации и стандарты заказчика IEC 60893 обложки промышленный жесткие ламинированные листы для электротехнического назначения и включает эпоксидные связующие и стеклотканевое армирование. Стандарты промышленного ламината NEMA Также могут применяться особые требования заказчика. Обозначение или заявление о воспламеняемости должны быть подтверждены соответствующая проверенная конструкция; «FR-4» не должно быть рассматривается как замена результата UL 94 для конкретного продукта.

1. Смоляная кухня: с чего начинается консистенция продукта

Смоляная кухня превращает купленные химикаты в пропиточную смолу, которую можно повторять. Его конструкция должна контролировать точность рецептуры, последовательность смешивания, температура, вязкость, содержание сухих веществ, фильтрация, время хранения и доставка на линию пропитки. Практическая зона подготовки смолы может включать в себя:

• Прием сырья и контролируемое хранение
• Дозирование основной смолы, отвердителя, ускорителя, антипирена и добавок.
• Системы взвешивания или дозирования, соответствующие рецептуре
• Смесительные сосуды с рубашкой, определенным перемешиванием и контролем температуры.
• Фильтрационные и перекачивающие насосы
• Расходные или сервисные резервуары, питающие линию пропитки
• Механизмы возврата, отбора проб и контролируемой очистки
• Местная вытяжка и концепция вентиляции, специфичная для проекта
• Сдерживание разливов, заземление и обеспечение опасных зон, где это необходимо.
• Идентификация партии и записи рецептов Правильное количество сосудов не выбрано путем копирования предыдущего проекта. Это зависит от размера партии, времени смешивания, времени тестирования и выпуска, времени переноса, времени очистки/замены, срока годности смолы, потребление линии и разрешенный объем производственного буфера. Полезная взаимосвязь при проектировании: требуется смешанная смола. расход = производительность по сухому стеклу × соотношение смолы и стекла ÷ выход процесса. Затем кухню необходимо проверить динамически: Можно ли смешать, протестировать и выпустить одну партию до того, как активный сервисный резервуар достигнет минимального рабочего уровня? В противном случае решение может потребовать более крупных партий, параллельного приготовления, дополнительной емкости дневного резервуара, более быстрого выпуска. тестирование или другая стратегия кампании. Это первый якорь емкости. Линия пропитки, рекламируемая на Конкретная механическая скорость не имеет значения, если смоляная кухня не может поставлять стабильную смолу с соответствующим массовым расходом.

2. Вертикальная пропитка и сушка: создание управляемой ступени B prepreg

Вертикальная линия пропитки выполняет четыре взаимосвязанные задачи:

• Разматывайте и направляйте стеклоткань электронного класса
• Пропитайте ткань указанной эпоксидной смолой.
• Удалите необходимый растворитель и проведите смолу до контролируемой стадии B.
• Охладите, осмотрите, обрежьте или перемотайте и определите prepreg.

Рисунок 2. Вертикальная линия пропитки и сушки для насыщения, удаления растворителя и контролируемой стадии B. Критические переменные проектирования включают в себя:

• Полезная ширина полотна и припуск на обрезку кромок
• Тип стеклоткани и масса на единицу площади
• Сбор смолы и содержание готовой смолы prepreg
• Рабочая скорость линии в зависимости от продукта, а не просто максимальная механическая скорость
• Эффективный путь сушки и время пребывания
• Количество и диапазон регулирования температурных зон
• Скорость воздуха, баланс выхлопных газов и загрузка растворителя
• Натяжение полотна, выравнивание и контроль складок
• Охлаждающая способность перед резкой или намоткой
• Форма выпуска: листы, рулоны или и то, и другое.
• Онлайн и лабораторные проверки содержания смолы, времени гелеобразования, текучести смолы, содержания летучих веществ и внешнего вида. Духовка обычно реальное ограничение процесса. Пропускная способность линии не может быть рассчитана только по скорости и ширине; выбранная смола, ткань, звукосниматель, нестабильная нагрузка и окно B-стадии определяют, пригодна ли эта скорость с технической точки зрения. По предварительной планировке: сухое стекло. пропускная способность = полезная ширина × рабочая скорость × вес стекла × время безотказной работы и: prepreg пропускная способность = пропускная способность по сухому стеклу ÷ массовая доля стекла в prepreg Эти уравнения устанавливают массовый баланс, а не гарантированную производительность. Квалифицированный при проектировании должны учитываться рецепты, специфичные для продукта, обрезка, потери на стыках, пусковые отходы, переналадки, время простоя и контрольный выход. Концепция очистки выхлопных газов должна разрабатываться на основе фактического состава и баланса массы растворителя. Воздух в печи, рекуперация тепла, термомасляное и очистное оборудование связаны между собой проектными решениями; их не следует приобретать как независимые пакеты.

3. Prepreg кондиционирование, резка и хранение

Prepreg продолжает меняться после выхода из сушилки. Маршрут обращения должен сводить к минимуму загрязнение, неконтролируемое тепловое воздействие, поглощение влаги, слипание, повреждение кромок и потеря отслеживаемости. Планировка предприятия должна определять:

• Охлаждение перед штабелированием или намоткой
• Точность резки листов и качество кромок
• Идентификация рулона или листа
• Статус выборки и выпуска
• Контролируемое промежуточное хранилище
• Контроль поступления/первого поступления и срока годности
• Карантинное помещение для несоответствующего материала
• Короткое, защищенное движение к простою Этот буфер должен быть достаточно большим, чтобы отделить нормальные вариации процесса, но не настолько большим, чтобы избыток незавершенного производства скрывал проблемы с качеством или сокращал срок годности.

4. Сборка и укладка: прецизионный логистический центр завода

Укладка определяет конструкцию ламината. Операторы или средства автоматизации собирают необходимое количество и последовательность листов prepreg между чистыми прессами. пластины и разделительные материалы. После прессования и охлаждения ламинат отделяется от плит и обрабатываемых материалов для последующей отделки.

Рисунок 3. Система укладки и укладки для сборки книг, обработки пластин и разделения материалов. Помещение и система обработки должны защищать:

• Количество слоев и точность конструкции
• Ориентация волокна, где указано
• Выравнивание листов и припуски на края
• Чистота и состояние пресс-плиты
• Контроль посторонних частиц
• Идентификация продукта и генеалогия партии
• Высота книги, масса книги и безопасное обращение.
• Разделение входящих prepreg, готовых книг, охлажденных книг и использованных пластин. Производительность раскладки должна рассчитываться в книгах в час и в листах в час для настоящий ассортимент продукции. Для толстого листа может потребоваться много слоев prepreg, но на книгу получится меньше готовых листов; тонкий лист может увеличить количество операций обработки и спрос на тарелки. Поэтому ручные, полуавтоматические и автоматические системы необходимо сравнивать по сложности конструкции и схеме переключения, а не по общему принципу. время цикла. Мойка тарелок, проверка, обработка и возврат являются частью одного и того же цикла. Пресс не сможет работать, если чистые пластины не будут доступны с требуемой производительностью.

5. Почему a 2H1C пресс-система может быть правильная архитектура

A 2H1C система использует два горячие прессы и один холодный нажимать. Горячие прессы выполняют запрограммированное лечение теплом и давлением; холодный пресс охлаждает готовые книги под контролируемым давлением перед укладкой.

Рисунок 4. Два горячих, один холодный (2H1C) пресс-система с согласованной загрузкой, транспортировкой и охлаждением. Разделение нагрева и охлаждения может повысить тепловую эффективность и эффективность использования оборудования, поскольку горячим прессам не нужно выполнять полную работу. этап охлаждения для каждой загрузки. Но «два горячих, один холодный» — не универсальный ответ. Он работает только тогда, когда его поддерживает баланс цикла прессования. Фундаментальный тест планирования: требуемая производительность холодного пресса ≥ суммарная производительность двух горячих прессов. В упрощенной форме соотношение между горячим и холодным пребыванием указывает, может ли один холодный пресс поддерживать два горячих пресса. Полный расчет должен включать в себя:

• Закрытие, вакуум, нагрев, отверждение и время профиля давления
• Трансферные и дверные/погрузочные операции
• Загрузка и время разгрузки холодного пресса
• Количество дневных светов/проемов
• Листы или книги на одно отверстие
• Конфигурация пластин и подушек
• Толщина продукта и конструкция
• Плановое использование и обслуживание
• Время смены продукта и очистки Сила прессования должна рассчитываться на основе требуемого удельного давления и эффективной площади прессования: общая сила прессования = требуемое удельное давление × эффективная нагрузка. площадь × проектный допуск Вот почему номинальный тоннаж сам по себе не является адекватной характеристикой пресса. Размер плиты, равномерность давления, прогиб рамы, количество светового дня, отверстие, температура однородность, производительность вакуума, гидравлическое управление и схема загрузки - все это влияет на результат. 2H1C область также требует скоординированного концепция погрузочно-разгрузочных работ: станция погрузки, Транспортная тележка или железнодорожная система, горячие прессы, холодные прессы, интерфейс разгрузки/укладки, гидравлические системы, система термомасла, система охлаждающей воды, вакуумная система, элементы управления и предохранительные блокировки.

6. Отделка, проверка и выпуск

После укладки точный маршрут зависит от спецификации продукта. Типичные операции могут включать в себя:

• Обрезка кромок или распиловка
• Очистка поверхности
• Измерение толщины и картографирование
• Проверка плоскостности и размеров
• Визуальный осмотр на наличие пустот, включений, расслоений и дефектов поверхности.
• Образец механической обработки и кондиционирования
• Механические, электрические, термические испытания и испытания на воспламеняемость, как указано.
• Маркировка, защита и упаковка Контроль качества должен быть построен в виде цепочки отслеживания: партия сырья → партия смолы → партия рулонов/листов prepreg → конструкция укладки. → цикл прессования → партия готового листа → протокол испытаний. Это ускоряет поиск неисправностей и предотвращает превращение локального дефекта в неконтролируемую общезаводскую проблему.

7. Инженерные сети и экологические системы являются производственным оборудованием.

FR-4 Производительность электростанции зависит от стабильности энергосистем. Полный проект должен учитывать:

• Электрическая подключенная нагрузка и максимальная одновременная потребность
• Режим нагрева термомасла и уровень температуры
• Расход охлаждающей воды, температура и сезонные расчетные условия
• Охлажденная вода при необходимости
• Качество и расход сжатого воздуха
• Вакуумная емкость и резервирование
• Стратегия вентиляции, приточного воздуха и давления в помещении
• Хранение, доставка и очистка выхлопных газов растворителей
• Требования пожарной безопасности и требований к опасным зонам в зависимости от проекта
• Очистка воды и маршрутизация сточных вод
• Доступ для технического обслуживания, пути подъема и стратегия запасных частей Оценки полезности, основанной на паспортных табличках установленных двигателей, недостаточно. Завод должны моделироваться по рабочему состоянию: пуск, нормальное производство, одновременные циклы прессования, смена продукта, очистка и аварийное состояние.

8. Модель мощности должна быть закрытой на каждом этапе.

Окончательный проект должен отражать возможности на нескольких уровнях:

• Квадратные метры товарного ламината в месяц
• Тонн товарного ламината в месяц
• Prepreg Требуемая масса и площадь
• Сухая стеклотканевая масса и необходимая площадь
• Расход смешанной смолы
• Время работы линии пропитки
• Раскладка книг и листов за смену
• Занятость при горячем и холодном прессовании
• Отделочная и инспекционная нагрузка
• Лом, обрезка и незавершенное производство Управляющая производительность предприятия — это наименьшая устойчивая производительность среди связанных этапов: реализуемая мощность завода = минимум (мощности этапов) × интегрированный выход. Это скрытый Причина, по которой многие проекты, основанные на каталогах, неэффективны. Каждая крупная машина может казаться достаточно большой по отдельности, но у интегрированной линии нет общей продуктовой основы, нет предположения о совместном использовании и нет теста на узкие места.

Что нужно Мэтью для расчета фактической конфигурации оборудования

Достоверное предложение по количеству машин, емкости резервуаров, ширине и скорости линии пропитки, тоннажу пресса, размеру плит, количеству светового дня и режиму работы начинается с контролируемого технического описания проекта. Подготовьте следующее:

• Целевые продукты и применимые стандарты
• Готовая смесь размеров и толщины
• Ежемесячная товарная продукция по семействам продуктов
• Стили стеклоткани и система смолы
• Содержание смолы и целевые показатели качества prepreg
• Календарь смен и предположения об использовании
• Предпочтительный уровень автоматизации
• Размеры площадки и ограничения по высоте здания
• Доступная мощность, тепловая энергия, вода, условия охлаждения и выхлопа
• Требуемые границы поставки, объем лаборатории и критерии приемки Затем Мэтью может преобразовать требования в баланс массы, модель цикла печати, карту узких мест, предварительный график оборудования и концепция инженерных коммуникаций. Это правильный момент, чтобы решить, сколько машин потребуется, каковы должны быть их мощности и параметры.

Заключение

Лучший завод FR-4 – это не тот, у которого самый большой пресс или самая быстрая разрекламированная линия пропитки. Это завод, в котором:

• подготовка смолы соответствует расходу prepreg,
• вертикальная сушилка поддерживает настоящее окно B-сцены,
• Обращение prepreg защищает состояние материала,
• простоя идет в ногу с расписанием прессы,
• занятость горячего и холодного пресса сбалансирована,
• утилиты поддерживают одновременные производственные состояния и
• Записи о качестве связывают каждый готовый лист с историей его материала и процесса. Если вы планируете построить новый завод по производству изоляционных листов FR-4 или расширить существующий линии, проконсультируйтесь с Мэтью по поводу вашего ассортимента продукции, целевой производительности и условий на объекте. Следующим шагом является модель мощности для конкретного проекта, а не общий список машин.