Рисунок 1.Квалификация эпоксидной смолы,-отверждаемой-только при нагревании, соответствует требованиям в контролируемых лабораторных условиях. Когда мощность производственной печи распределяется между несколькими артикулами, фактическое отверждение, полученное каждой партией, может не соответствовать квалификационной базе.
В квалификационном документе указано 100 градусов × 2 часа. На производственном участке в одной печи проходят три производственные линии. В день загрузки партии трансформаторов печь уже находилась в середине-цикла другой позиции. Операторы дождались завершения текущего цикла, загрузили трансформаторы и начали лечение. Фактическое время пребывания при температуре: 90 минут. Это происходит во вторник, четверг и большинство пятниц. Квалификация не изменилась. Материал не изменился. Изменилось то, что было фактически произведено.
Недостаточное-отверждение, вызванное планированием сжатия, — это наиболее распространенное производственное несоответствие-при заливке эпоксидной смолы, которое не проходит входной контроль.На поверхности оно не проявляется. Он не подведет-при доставке. Это проявляется как повреждение диэлектрика или расслоение интерфейса через 12–36 месяцев после начала эксплуатации -, после чего производственная партия, вызвавшая его, была полностью отгружена, а записи об устранении дефектов, если они существуют, не отражают того, что на самом деле произошло с каждым устройством.
Что на самом деле делает процедура-отверждения с системой заливки эпоксидной смолы
Перекрестная-сшивка в системе заливки эпоксидной смолы не является бинарной -, она не переходит от неотвержденного состояния к полностью отвержденному в определенное время. Степень преобразования поперечных-сшивок зависит от времени, температуры и конкретного катализатора или системы отвердителя. Состав, предназначенный только для -отверждения-, разработан таким образом, чтобы при номинальной температуре и продолжительности отверждения система достигала целевой степени конверсии -, обычно определяемой результирующими значениями D по Шору, Tg и диэлектрической прочности на TDS.
Рисунок 2.Недостаточное-отверждение в результате сокращенных термоциклов не видно на поверхности. Сеть поперечных-сшивок остается неполной ниже значения поверхностной твердости, в результате чего матрица становится подверженной поглощению влаги и снижению диэлектрической прочности.
Когда время отверждения сокращается или температура ниже заданной, степень конверсии падает ниже целевого значения. В результате получается полимерная сетка с:
Более низкая плотность перекрестных-ссылок- матрица мягче, чем указанное значение по Шору D. Поверхность отвержденной детали может казаться твердой, но плотность подповерхностных поперечных-сшивок в толстых секциях может быть существенно ниже, чем показания на поверхности.
Снижение ТГ- температура стеклования падает прямо пропорционально недостаточному-отверждению. Система с температурой Tg 90 градусов может производить отвержденную деталь с эффективной температурой Tg 65–75 градусов при сокращенном цикле. Выше фактической Tg начинается термическое размягчение и ускоренная ползучесть.
Пониженная диэлектрическая прочность- неполное перекрестное-сшивание оставляет в матрице полярные группы, которые притягивают влагу. Поглощение влаги затвердевшей эпоксидной смолой снижает объемное удельное сопротивление и создает локализованные проводящие пути.
Ослабленная адгезия на границе раздела подложек.- ранние стадии сшивки-на границе раздела эпоксидной смолы с подложкой-особенно чувствительны к термической истории. Недостаточное-отверждение на границе раздела снижает прочность адгезии, что в сочетании с термоциклическим напряжением приводит к расслоению.
Ни одно из этих изменений не обнаруживается при визуальном осмотре. Испытание на диэлектрическую-потенциал при первоначальной отгрузке обычно проходит недостаточно-отвержденные образцы, поскольку снижение диэлектрической прочности из-за недостаточного-отверждения происходит постепенно, и запас прочности, встроенный в уровни напряжения высоко-потенциала, обычно его компенсирует. Неисправность проявляется позже.
Как проявляется неудача в полевых условиях
Недостаточное-отверждение в сборках, залитых эпоксидной смолой-, имеет узнаваемую закономерность, хотя ее редко можно правильно идентифицировать при первом исследовании:
Хронология:Сборки поставляются без качественных побегов. Первые полевые подразделения функционируют нормально. Между 12 и 30 месяцами эксплуатации начинается кластер возвратов - не с одним видом отказа, а с периодическими открытиями, отслеживанием сбоев на поверхностях с высоким-высоким напряжением и периодическими физическими трещинами на интерфейсах.
Распределение отказов:Сбои не являются случайными для всей линейки продуктов. Они коррелируют с датами производства -, в частности с партиями, которые были изготовлены в периоды высокой производительности, когда планирование печи было под давлением. Эта корреляция почти никогда не выявляется, если только кто-то специально не сопоставляет даты возврата с датами производственных партий и журналами печи. На большинстве заводов журналы печи не фиксируют фактическую достигнутую температуру и время выдержки для каждой конкретной партии -, только заданное значение печи и запрограммированную продолжительность цикла.
Ошибочная идентификация основной причины:Первоначально неисправность связана с компонентом -, партией конденсаторов, отделкой поверхности печатной платы, разъемом. Недостаточное-отверждение заливочного состава не входит в стандартный контрольный список для расследования неисправностей, поскольку предполагается, что заливочный материал затвердел правильно. Поперечный-анализ возвращенных изделий может выявить более мягкий-чем-ожидаемый показатель по Шору D при заливке, но только в том случае, если кто-то измерит его на возвращенном устройстве и сравнит его с эталоном. Это случается редко.
В результате основная причина - сжатия производственного графика - остается неустраненной, и следующая партия, произведенная в аналогичных условиях, повторяет сбой.
Почему квалификация по одноточечному-нагреву-отверждению не соответствует производственной реальности
Когда эпоксидный заливочный состав сертифицирован только для термического отверждения, квалификация охватывает одно конкретное условие: определенную температуру, определенное время выдержки и предполагаемую нагрузку печи. Сертификат UL, согласно которому была присвоена классификация по воспламеняемости, был получен на образцах, приготовленных в контролируемых лабораторных условиях -, а не в условиях изменяющейся термической истории в общей производственной печи.
Это создает структурное несоответствие. Квалификационный документ представляет собой заявление о материале в контролируемых условиях. В нем ничего не говорится о том, что будет делать материал, если эти условия не выполняются -, поскольку процесс квалификации не моделирует изменчивость производства. Одноконтурная эпоксидная система -термического-отверждения при использовании в производственной среде, где невозможно надежно гарантировать цикл отверждения, эксплуатируется за пределами ее квалификации в течение статистически предсказуемого числа производственных дней. Квалификация не является ошибочной. Применение этого есть.
Правильный инженерный подход заключается в выборе материала, квалификация которого соответствует фактическим возможностям производственной среды -, а не в предположении, что производственная среда будет соответствовать требованиям к материалу.
Как квалификация по двойному-лечению устраняет воздействие
Система заливки, формально соответствующая профилям ускоренного отверждения как при комнатной -температуре, так и при нагревании-, устраняет зависимость от графика из уравнения соответствия. Оба пути отверждения -, если они указаны и проверены -, позволяют получить деталь, соответствующую номинальным свойствам материала. Оператор может выбрать доступный путь. Если в печи кто-то находится, деталь отверждается при температуре окружающей среды. Если доступна печь, термоотверждение ускоряет производительность. Ни один из вариантов не приведет к тому, что часть-не-соответствует требованиям, при условии, что выбранный график исправления соблюдается правильно.
Эта квалификационная структура важна по нескольким причинам, помимо непосредственного удобства:
Соответствие UL поддерживается на обоих путях.Классификация пламени UL 94 V-0 не зависит от пути- — она применяется к отвержденному материалу независимо от того, какой сертифицированный график отверждения использовался. Материал сертифицирован, и обе схемы производят один и тот же отвержденный материал.
Производственный учет упрощен.Вместо отслеживания того, «получил ли эта партия правильный цикл печи», производственная запись должна только подтвердить, какой из двух аттестованных графиков был применен. Контроль соответствия — это выбор расписания, а не журнала духовки.
Обучение новых операторов сокращается.Не принимается решение о том, нуждается ли отложенная партия в особом обращении - путь отверждения при комнатной температуре используется по умолчанию для любой партии, которую невозможно подвергнуть термоотверждению-в пределах производственного окна.
Ограничением является то, что лечение RT требует контролируемой температуры окружающей среды в течение 7-дневного окна. Колебания температуры пола во время этого окна являются переменной процесса, которую необходимо контролировать -, они не являются фоновым шумом. Это часто является недостатком в реализации RT-отверждения: начинается отверждение, сборка перемещается на полку, а контроль температуры в этом месте полки не контролируется. Недостаточное отверждение подповерхностной поверхности из-за изменения температуры окружающей среды во время периода отверждения при комнатной температуре является реальным видом отказа, отдельно от проблемы планирования печи, которую он должен был решить.
Определение того, подвергается ли ваш текущий процесс риску
Следующие условия указывают на то, что производственная линия может использовать эпоксидную смолу, предназначенную только для термической-отверждения-, за пределами своей квалификационной базы:
Печь используется для более чем одного типа продуктов, и циклы планируются последовательно.
Время отверждения устанавливается программой печи, но фактическая температура в месте расположения детали не была подтверждена с помощью термопары в герметизированной секции.
Производственные записи показывают время начала отверждения, но не подтверждают температуру детали во время выдержки отверждения.
Размеры партий, загружаемых в печь, различаются -. При большей термической массе требуется больше времени для достижения заданной температуры, что уменьшает эффективное время выдержки, если таймер запускается при загрузке печи, а не при частичной температуре.
Доходы с полей демонстрируют статистическую корреляцию с периодами производительности (недели с высокими-объемами показывают непропорциональные показатели возврата через 12–24 месяца).
Ни одно из этих состояний по отдельности не подтверждает недостаточное-излечение. Вместе они указывают на возможности процесса, которые следует формально оценить, прежде чем предполагать, что текущая квалификация охватывает фактический объем производства.
Инженерные ограничения двухпутевых-систем
Эпоксидная смола двойного-отверждения-не является взаимозаменяемой с термически оптимизированной системой одиночного-отверждения в тех случаях, когда тепловые характеристики являются основным фактором конструкции. Гибкие-реактивные составы обычно не являются вариантами с самой высокой-Tg или самой высокой-RTI в группе продуктов. Гибкость планирования предполагает инженерные компромиссы-:
Рейтинг РТИ- Система, допущенная к RT-отверждению, обычно имеет более низкий RTI, чем полностью нагретая-система с высоким-Tg. Постоянная рабочая температура выше RTI выходит за пределы срока службы изоляции материала. Это должно соответствовать требованиям к рабочей температуре применения.
Минимальная толщина UL- Классификация пламени зависит от толщины-. Убедитесь, что расчетная толщина заливки соответствует или превышает сертифицированный минимум для конкретного указанного цветового решения.
RT-отверждение, контроль окружающей среды- Если отверждение при комнатной температуре используется в качестве основного производственного процесса, температура окружающей среды должна контролироваться и документироваться как параметр процесса. 7-дневное лечение при 18 градусах дает иную степень конверсии, чем 7-дневное лечение при 25 градусах.
Сопутствующий продукт для общих-производственных сред с печами
E532/H532 — это двухкомпонентный-огнестойкий эпоксидный герметик UL 94 V-0-, оцененный в соответствии с файлом UL E120665, сертифицированный как для отверждения при комнатной-температуре (7 дней при 25 градусах), так и при ускоренном нагревании (50 градусов × 1 час + 100 градус × 2 часа). RTI составляет 90 градусов для электрической, механической прочности и механической прочности. Минимальная сертифицированная толщина составляет 6,0–6,6 мм для всех цветов.
Он подходит для сборок, где основным производственным ограничением является непостоянство графика отверждения, рабочие температуры постоянно ниже 90 градусов, а толщина заливочной секции находится в пределах сертифицированного UL-диапазона. Он не учитывает требования к теплопроводности. - Конструкции, в которых слой заливки должен проводить тепло, должны иметь оценку E533/H533 (1,5 Вт/м·К).
→ 🔗Страница продукта E532/H532 - Технические данные, сертификация UL, рекомендации по применению
Ключевые инженерные вопросы
Если партия выдержала 90 минут вместо 120 минут при температуре отверждения, насколько изменится результат?
Ответ зависит от конкретной рецептуры и температуры, достигнутой в центре герметизированной секции -, а не только от температуры поверхности печи. Сокращение выдержки на 25 % при температуре 100 градусов может привести к снижению эффективной Tg на 10–20 градусов, в зависимости от кинетики системы отвердителя. Это не видно при визуальном осмотре или первоначальном диэлектрическом испытании. Единственной надежной проверкой является изготовление образцов-свидетелей в сокращенном цикле и непосредственное измерение D и Tg по Шору на этих образцах.
Можно ли исправить недостаточное-лечение путем последующего-лечения после ввода сборки в эксплуатацию?
Нет. После того, как сборка окажется в полевых условиях, для повторного-отверждения необходимо удалить ее из применения и подвергнуть корректирующему термическому циклу -, что нецелесообразно в большинстве сервисных сред. Перед отправкой сборки необходимо выполнить коррекцию недостаточного-отверждения. Это подчеркивает важность выявления воздействия во время производства, а не после начала возвращения с месторождений.
Требует ли сертификация UL от производителя использования определенного графика отверждения?
Признание компонентов UL подтверждает свойства материала отвержденного соединения, проверенного в контролируемых лабораторных условиях. Сертификация не требует определенного графика производственного отверждения -, она удостоверяет, на что способен материал при правильном отверждении. Квалификация производственного процесса, включая проверку цикла отверждения, является обязанностью производителя сборки. Если график производственного отверждения не соответствует утвержденным параметрам отверждения материала, полученная отвержденная деталь может не воспроизводить сертифицированные свойства, независимо от того, имеет ли сам материал сертификацию UL.
Какова минимальная документация, необходимая для подтверждения соответствия процесса лечения?
Как минимум: документированный и подтвержденный график отверждения (температура, скорость изменения температуры, время выдержки и метод подтверждения), запись фактического состояния отверждения для каждой производственной партии (а не только запрограммированная уставка) и периодическая проверка свойств отверждения на производственных образцах-свидетелях. Для конечных продуктов,-внесенных в список UL, орган листинга может потребовать особый контроль процесса в качестве условия включения конечного-продукта в список. Это должно быть подтверждено соответствующим органом по сертификации до завершения спецификации производственного процесса.
Следующие шаги - Свяжитесь с Fong Yong Chemical
