كيف ينبغي تصميم PPAP لمصنعي البلاستيك الهندسي

عندما يشتري العملاء G10, FR-4 أو الأجزاء المصفحة الفينولية يشترون أداءً يمكن التنبؤ به - وليس فقط الزجاج والراتنج والرسم. تُستخدم عملية الموافقة على جزء الإنتاج (PPAP) على نطاق واسع للتحقق من أن مخرجات الإنتاج تتوافق مع غرض التصميم، ولكن غالبًا ما تفوت حزم PPAP العامة المخاطر الخاصة بالمواد والعمليات الخاصة بالرقائق المقواة ومنتجات الألواح الحرارية. تشرح هذه المقالة بالضبط ما يجب أن تدرجه الشركة المصنعة للمواد البلاستيكية في حزمة PPAP بحيث يتم إغلاق هذه المخاطر قبل أن يوقع العميل على الخروج.

PPAP للمواد البلاستيكية هو نفس المصافحة

يظل PPAP آلية المورد إلى العميل لإظهار القدرة على الإنتاج والاتساق. ل بالنسبة لهندسة البلاستيك ، يجب أن يتحول التركيز من 'هل الجزء يفي بالأبعاد؟' إلى 'هل احتفظ الجزء بكيمياء البوليمر، وبنية الألياف، وتاريخ العلاج من خلال إنتاج الحجم؟' لا يزال إطار عمل AIAG PPAP مطبقًا كهيكل للأدلة والتوثيق، ولكن يجب تصميم محتوى هذا الدليل لأنظمة الصفائح والراتنجات.

لماذا يحتاج G10/FR-4 والفينولات إلى PPAP الذي يكون محددًا وليس عامًا

تعتبر شرائح الإيبوكسي المقواة بالزجاج وألواح الفينول مواد تعتمد على العملية: معالجة الراتنج، والنسيج الزجاجي، وتحميل الحشو، وتاريخ ما بعد المعالجة تحدد بشكل مباشر الأداء الكهربائي والحراري والميكانيكي. يمكن أن يؤدي التغيير الطفيف في كمية الراتنج، أو درجة حرارة الضغط، أو محتوى الرطوبة إلى تغيير Tg، أو ثابت العزل الكهربائي، أو القوة البينية - وهي تغييرات مهمة في مجال الطيران، وغطاء محرك السيارة، والتطبيقات الكهربائية. تُظهر أوراق البيانات النموذجية نوافذ الخصائص الضيقة وملاحظات المعالجة المحددة التي يجب الحفاظ عليها في الإنتاج.

يجب أن تكون مخرجات PPAP الأساسية محددة للهندسة البلاستيكية

1) هوية المادة وإمكانية تتبع الدفعة

• أرقام دفعة الموردين للراتنج والنسيج الزجاجي وأي مواد حشو أو مثبطات اللهب.

• شهادات التحليل (CoA) بنفس أرقام الدفعة، مع ذكر لزوجة الراتينج، والوزن المكافئ للإيبوكسي (إن أمكن)، ونسبة الحشو، ووجود/نوع مثبطات اللهب (المبرومة، غير الهالوجينية، وما إلى ذلك).

• سرد قصير حول كيفية عزل المواد الواردة وأخذ عينات منها وإعادة فحصها قبل معالجتها.

السبب: تؤدي الاختلافات في كيمياء الراتينج أو محتوى الحشو إلى تغيير Tg وDk/Df والقوة الميكانيكية - وجميع الخصائص التي تواجه العملاء في هذه المواد.

2) التحقق من صحة التصميم الذي يستهدف أوضاع فشل الصفائح

ما هو أبعد من فحوصات الأبعاد الأساسية تشمل ما يلي:

• تظهر بيانات DSC / TGA المعالجة والثبات الحراري (Tg، بداية التحلل).

• الاختبارات الكهربائية المرتبطة بالتطبيق: ثابت العزل الكهربائي وعامل التبديد عند الترددات ذات الصلة (استخدم طرق اختبار IPC لإمكانية التتبع).

• الاختبارات الميكانيكية: قوة الانثناء، والقص بين الصفائح، والاختبارات المكيفة لامتصاص الماء للأجزاء المخصصة للبيئات الرطبة أو الرطبة.

• اختبارات التقادم ذات الصلة ببيئة العميل (التدوير الحراري، والتعرض للوقود/المواد الكيميائية، والأشعة فوق البنفسجية إذا كانت خارجية).
  استخدم البروتوكولات التي تتوافق مع حالات الاستخدام الخاصة بالعميل وراجع طرق الاختبار المعترف بها حيثما كان ذلك متاحًا.

3) تدفق العملية وخطة التحكم والمعلمات الحرجة

اجعل العملية نفسها منتجًا قابلاً للتدقيق:

• تدفق واضح للعملية مع نقاط التحكم الحرجة: إعداد/تشريب الراتينج، رمي الكرة، دورة التفريغ/الضغط، جدول المعالجة، ما بعد المعالجة، التجفيف/التخزين، التصنيع.

• لكل نقطة تحكم مركزية، قم بتوفير الحدود العليا/الدنيا والقياسات في الوقت الفعلي (درجة حرارة الضغط/الوقت، مستوى الفراغ، ضغط الضغط، المكوث).

• مخططات SPC لسمك الورقة وكثافتها وأبعادها الحرجة؛ حدود التحكم واتجاه طاقة معالجة الراتينج أو Tg إذا تم استخدام مراقبة DSC أو IR في الخط.

• MSA لأنظمة القياس الحرجة (مقاييس السُمك، وأجهزة اختبار العزل الكهربائي، وقابلية تكرار DSC/TGA).

4) تجارب الإنتاج في ظل ظروف حقيقية

• قم بالتشغيل بسرعات الإنتاج باستخدام أدوات الإنتاج لحجم عينة محدد (عادةً ما يكون الحد الأدنى للدفعة يمثل تحولًا أو دورة كاملة للآلة).

• قم بتسجيل عدد لقطات الأداة وملاحظات تآكل الأداة ومعدلات الخردة وأي فترات صيانة يتم تشغيلها أثناء التشغيل.

• تضمين تجارب التصنيع (الحفر، والتوجيه، والتنصت) لأن قابلية تصنيع الصفائح تؤثر على التجميع الوظيفي ومخاطر الحرق/التصفيح.

5) اختبارات القبول ومعايير النجاح والرسوب

أمثلة على معايير القبول المنفصلة التي يمكنك تضمينها في حزمة PPAP:

• أبعاد Cp/Cpk ≥ 1.33 على الأبعاد الحرجة (أو لكل هدف عميل).

• Tg ضمن ±X درجة مئوية لمجموعة التحقق من صحة التصميم (حدد X بناءً على التطبيق).

• ثابت العزل الكهربائي وعامل التبديد ضمن التسامح المحدد من قبل المورد عند تكرار اهتمام العميل (استخدم مراجع اختبار IPC-TM).

• لا يوجد تفريغ أو نتوءات غير مقبولة بعد دورات المعالجة المحددة.
  تعمل المعايير الواضحة والقابلة للقياس على إزالة الغموض أثناء مراجعة العملاء.

مصفوفة الاختبار

• الوارد: راتنج CoA، مجموعة القماش، حشو CoA، فحص الرطوبة/الرطوبة.

• المقال الأول: مجموعة كاملة من الخصائص الميكانيكية والكهربائية (الانحناء، ILSS، Dk/Df، Tg، TGA).

• العملية: SPC للسمك والكثافة وميزات الأبعاد المحددة؛ MSA لأدوات القياس.

• تجارب الإنتاج: كوبونات اختبار التصنيع، وعمر الأداة، والتكييف البيئي
  (استخدم طرق IPC-TM-650 للاختبارات العازلة وطرق ASTM ذات الصلة للاختبارات الميكانيكية/امتصاص الماء.)

أوضاع الفشل الشائعة للشرائح وكيفية إغلاق PPAP لها

• مجموعة راتينج غير صحيحة أو مثبطات اللهب مفقودة → CoA والفحص الوارد.

• علاج غير مكتمل / انخفاض Tg ← مراقبة العملية (الوقت/درجة الحرارة)، التحقق من DSC.

• التصفيح أثناء الحفر ← تجارب تصنيع الإنتاج، ومراقبة دفع الحفر، والتحكم في مواصفات الأداة.

• الانجراف في خصائص العزل الكهربائي → SPC على Dk/Df والمورد PPAP لأي تغيير في الراتنج.

يهتم العملاء بالمواءمة التنظيمية والمعايير

• القابلية للاشتعال (تصنيفات UL-94) وما إذا كان نظام مثبطات اللهب يلبي التصنيف المستهدف (V-0، V-1، وما إلى ذلك). إظهار تقارير الاختبار لسمك التصفيح الدقيق المستخدم.

• إعلانات RoHS / REACH إذا طلبها سوق العميل.

• بالنسبة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والإلكترونيات عالية السرعة، راجع مواصفات صفائح IPC وطرق قياس Dk/Df كجزء من حزمة PPAP.

قائمة مرجعية PPAP جاهزة للموردين خاصة بالبلاستيك الهندسي

1. مذكرة تقديم الجزء مع أرقام مجموعة الراتنج/القماش المحددة المدرجة.

2. شهادات توثيق المواد الواردة وتقارير عينات الحجر الصحي.

3. خطة تدفق العملية والتحكم مرتبطة بخطوات التصفيح والعلاج.

4. DFMEA مع أوضاع الفشل الخاصة بالصفائح.

5. مصفوفة اختبار المادة الأولى كاملة: الميكانيكية والحرارية والكهربائية (قائمة الطرق والمختبرات).

6. مخططات SPC وحدود التحكم في السُمك والكثافة والأبعاد الرئيسية.

7. تقارير MSA لمعدات القياس المستخدمة.

8. تقرير تجريبي للإنتاج يتضمن عدد الأدوات وملاحظات المعالجة وسجلات الخردة.

9. تقارير الاختبار التنظيمي (UL-94، وإعلانات RoHS/REACH، ومراجع IPC).

10. إجراء التحكم في التغيير الذي يؤدي إلى إعادة التأهيل عند تغيير مورد الراتنج أو القماش.

أحجام عينات PPAP العملية ونصائح التقديم

• بالنسبة للصفائح، قم بتضمين عملية ضغط واحدة على الأقل على نطاق الإنتاج بالإضافة إلى الأجزاء المصنعة التي تمثل عمليات التشطيب العادية؛ بالنسبة للتطبيقات المهمة، قم بتضمين قطع متعددة متباعدة بمرور الوقت (على سبيل المثال، 2-3 قطع) لإظهار الاستقرار.

• قم بتوفير بيانات الاختبار الأولية، وليس مجرد ملخصات - يرغب العملاء والمختبرات في رؤية المنحنيات (تتبعات DSC، وTGA، واكتساح العزل الكهربائي) كجزء من التقديم.

• قم باستدعاء أي بدلات تقديرية (على سبيل المثال، بدل التشغيل الآلي أو حد الأزيز) في مواصفات التصنيع بحيث يكون القبول لا لبس فيه.

الفكرة النهائية: اجعل PPAP الخاص بك أداة تسويقية لموثوقية المواد

تعمل حزم PPAP جيدة الإنشاء والتي تركز على المواد على تقليل التبادل مع مصنعي المعدات الأصلية، وتقليل المفاجآت الميدانية، وزيادة احتمالية تكرار أعمالك. بالنسبة لصانعي البلاستيك الهندسي، لا يعد PPAP مجرد عمل ورقي - إنه ضمان للعملاء بأن الكيمياء وبنية الألياف وتاريخ العملية التي تقدم الأداء المعلن عنه سيتم الحفاظ عليها عند زيادة الإنتاج.