PC开裂原因分析

PC开裂原因分析与验证
一、不良描述：
不良产品：1200LED龙A日光灯管（T8 S3014冷白）
不良时间：2013.08.12 上午8：00
不良地点：六楼老化车间
不良现象：老化72H透光罩输入端15CM内（特点：端盖为6孔透气；此端安装有电源）有不同程度内部开裂
现象（非边缘开裂，非龟裂，非松纹裂，非单向
开裂，开裂处内外表面手摸无触感）
不良率：全检总数：500PCS，不良数：33PCS，不良率：
6.6%
二、不良原因分析：
PC灯罩开裂的主要原因是PC分子链结构受到破坏，分子链断开，导致产品开裂或者说表面有裂纹。

影响分子链结构的因素有以下三种：
1、反复使用。

（反复使用是最常见的问题。

很多老板为了节约成本，使用回收料、水口料、废料，以次充好、坑蒙客户、扰乱市场）反复使用时，产品在不断的高温作用下，产品的分子就会发生裂变。

分子链就会发生断裂、裂解。

由高分子物质变成低分子物质，材料变脆。

该实验数据由深圳某塑胶科技有限公司提供，主要说明杂料对产品内应力开裂时间的影响。

2、应力过大，分为两种：应力过大是设计和使用问题。

首先，产品本身形状以及模具本身设计的尺寸及脱模所产生的应力。

（1.材料的结构决定材料的性能，材料的性能反映材料的结构。

内应力开裂原理：在成型聚碳酸酯PC时，分子链被迫取向，但是由于聚碳酸酯分子链上具有苯环，所以取向比较困难，而在成型后，被取向的链有恢复自然状态的趋势，但是由于整个分子链已经被冻结和大分子链之间的相互作用，从而造成制品存在残留应力，而残余应力的存在，就造成产品可能出现应力开裂，注意，这里说的是可能，为什么是可能呢？这是因为聚碳酸酯内部还存在很多力，而其中比较重要的是：抗开裂力，这个力的大小取决分子链的长短，链间的缠结数目，分子之间的作用力。

当抗开裂能力和内应力平衡时，产品不会出现开裂现象，而当抗开裂能力小于内应力时，就会出现。

简单来说就是：分子链上苯环——成型取向——制品成型后出现内应力——当内应力和抗开裂能力平衡——好制品——当内应力大于抗开裂能力——产品开裂。

可以通过改性，加入抗应力开裂剂，其作用是：在成型PC或PC／ABS合金时，快速恢复被迫取向分子链回复自然状态，消除残留应力，防止应力开裂现象的发生。

2.模具温度。

内应力是因为成型时候分子链被冻结引起的，模具的温度对冻结和分子链的解取向有很大影响，很明显，模具温度越高，分子链肯定容易运动，所以，提高模具温度，不仅对充模有利，并且可以调整制品冷却速度，使其变得更均匀，从而有利于聚碳酸酯中取向分子的松弛，也就是解取向。

模具温度假如能控制，在100—120度是成型聚碳酸酯的最佳温度了。

2.成型条件。

在成型时：成型温度、成型压力、成型速度、保压时间、保压压力五点很重要。

聚碳酸酯的加
工温度是比较高的，成型压力是比较大的，成型速度是比较快的，所以，成型温度稍微提高一些，成型压力减小一些，成型速度也减小一些，保压时间少一些，保压压力小一些可在减少开裂机率。

3.退火处理。

退火处理是指将制品放到热介质中静置一定时间，退火温度一般比聚碳酸酯的热变形温度低10--20度，处理效果最好，假如温度太高，制品就容易出现翘曲、变形。

如果温度太低，处理效果又达不到，退火时间一般是1--10小时了，时间长短，取决于制品的厚薄，退火后，慢冷到室温，要是太快，麻烦的内应力又产生了，内应力简直是无处不在）其次，外界所给于产品的应力。

应力过大，分子就会断裂。

（应该将产品的物性参数告诉注塑厂、客户，以便他们的设计模具、注塑产品、使用PC灯罩时能遵循，从而降低了应力过大的风险。

）
3、环境因素。

酸碱性环境、强紫外线，高低温的影响。

（PC材质的特性:A：PC料对一般的火.醇.油.盐和弱酸类觖保持稳定的性能. B：但在碱性物质.芳香族.卤代碳水化合物等中会发生发白,溶胀和溶解等现象C：PC临界应力--由于化学药品的作用,会产生徵裂纹或龟裂.这种现象为溶剂开裂.需注意如下：一般常用洗板水有丙酮和酒精，前者是绝对不能用在PC上的，后者在60度左右也会与PC发生反应。

另外你的原物料一定要有所把关，如锡膏，热缩套管，浇水灯，有的物质在加热到一定程度就会能会发出于PC罩子反应的物质，导致罩子发生龟裂，微裂等。

根据以上三种可能原因，我们分析如下：
一、环境因素影响：
可能导致开裂的外部环境及接触化学品环境及确认试验结果如下：
A、生产环境：
1、5楼，6楼车间，老化间空气中无酸碱可能，几乎无阳光照射；
酸碱发生源，无阳光照射，空气质量很好，且此前生产同种产品时无开裂现象，可以排除生产中酸碱性环境及强紫外线对其影响。

2、老化车间环境温度40度，且输入端温度很高；
根据老化车间温度点检记录，老化72H期间，温度在38-41摄氏度。

在老化车间40度时进行试验1：温升试验，结果：输入端为64.5度，输入端PC罩表面为47.7度，输出端为48度。

见下图
同时进行试验2：高温测试从仓库取未使用PC罩10PCS在高温箱进行100度高温老化24H,结果无异常。

由此可见非温度影响。

B、生产过程接触化学品：
1、5楼SMT生产灯板，DIP生产电源板时，有用到酒精清洁；
2、6楼组装时，PC罩清洁，装板后因溢出导热硅脂而用酒精进行擦拭；
试验3：将散热器，端盖,新PC罩（PC罩内部有用酒精擦试）组装后放高温箱进行100度高温测试72H，结果：酒精与PC发生反应，表现为雾状痕迹，但无
3、供应商生产PCB板时可能用洗板水（丙酮存在可能性性大）；
试验4：在全新PC罩上涂上丙酮，结果：2分钟后丙酮与PC发生反应，表面由光滑变粗糙，开始白化，但无开裂。

试验5：将散热器，端盖，未贴灯珠的PCB板，全新PC罩组装后放入100度高温箱72H,结果：无异常。

由试验4，5可知：非PCB板影响。

4、老化过程中导热硅脂中可能有对PC有害物质挥发；
试验6：将散热器，端盖，涂有导热硅脂的全新PC罩组装后放入100度高温箱72H,结果：无异常。

试验7：将不良灯具开裂PC罩换下，将涂有导热硅脂的全新PC罩换上后常温老化72H,结果：无异常。

由试验6，7可知：非导热硅脂影响。

5、电源外热缩套管在老化时可能有对PC有害物质挥发；
试验8：将散热器（内置30CM长热缩套管），端盖，全新PC罩组装后放入100度高温箱72H,结果：无异常。

由试验8可知：非热缩套管影响。

6、内部输入线正负极处硅胶老化时可能有对PC有害物质挥发；
试验9：将散热器（两端内置2立方厘米硅胶），端盖，全新PC罩组装后放入100度高温箱72H,结果：无异常。

由试验9可知：非硅胶影响。

7、PCB板背面油性笔标记字体，老化时可能有对PC有害物质挥发；
试验10：将散热器，端盖，全新PC罩（用油性标记笔装10CM长部分全部涂黑）组装后放入100度高温箱72H,结果：无异常。

由试验10可知：非油性笔标记物质影响。

由以上10个差异试验可知，非环境因素影响。

二、应力过大影响：
对于内应力影响主要在于3方面：
1.PC分子量大小；
据供应商SGS报告，原料由帝人提供，PC分子量应该没问题。

除非用的是假料。

基本可排除分子量小的影响。

2.成型条件；
供应商润成拒绝提供成型条件，现无法确定是否成型条件不良造成开裂。

3.外界所给于产品的应力
我司产品结构设计中，散热器，端盖及PC罩配合良好，张力影响较小。

基本上可以排除外力影响。

三、反复使用影响。

1、回收料、水口料、废料
因为PC加入改性添加剂——抗应力开裂剂后，可用冰乙酸浸泡PC罩，验证其抗内应力开裂能力强弱，从于断定是否添加了回收料、水口料、废料。

目前六安冰乙酸无法买到，试验还未进行。

四、不良原因分析结论：
根据以上分析，暂定结论为：
1、非公司生产过程中造成开裂；
2、可能为供应商成型条件不良造成开裂；
3、可能为供应商原料中添加了一定比例回收料，水口料，
废料，从而造成开裂；
五、临时对策：
1、我司不良品PC罩良品替换。

采购与供应商协商。

2、我司寄20PCS不良PC罩，10PCS良品给采购刘阳，后
转供应商（润成）协助分析。

3、采购购买10KG冰乙酸以便此次验证和IQC后续检验使
用。