Субота, 02. април 2011. 18:44

Штампана плоча и склоп рачунара

Оцените овај артикал
(КСНУМКС гласова)

Штампане плоче за ожичење

Штампане плоче за ожичење (ПВБ) су међусобно повезани електрични оквир и физичка структура који држе заједно различите електронске компоненте штампане плоче. Главне категорије ПВБ-а су једностране, двостране, вишеслојне и флексибилне. Захтеви сложености и размака све гушћих и мањих плоча захтевају да обе стране плоче буду покривене основним струјним круговима. Једностране плоче су задовољиле ране захтеве за калкулатор и једноставне потрошачке електронске уређаје, али преносиви преносиви рачунари, лични дигитални асистенти и лични музички системи захтевају двостране и вишеслојне ПВБ-ове. Обрада узорка ПВБ-а је у суштини фотолитографски процес који укључује селективно наношење и уклањање слојева материјала на диелектричну подлогу која делује као електрична „ожичења“ која је урезана или таложена на штампаној плочи за ожичење.

Вишеслојне плоче садрже два или више комада диелектричног материјала са струјним колама који су сложени и повезани заједно. Електричне везе се успостављају са једне на другу страну, као и са струјним кругом унутрашњег слоја, избушеним рупама које су накнадно обложене бакром. Диелектрична подлога која се најчешће користи су листови од фибергласа (епоксидни/фиберглас ламинат). Остали материјали су стакло (са полиимидним, тефлонским или триазинским смолама) и папир прекривен фенолном смолом. У Сједињеним Државама, ламиниране плоче се категоришу на основу њихових својстава за гашење пожара; својства бушења, пробијања и машинске обраде; својства апсорпције влаге; отпорност на хемикалије и топлоту; и механичке чврстоће (Собер 1995). ФР-4 (епоксидна смола и подлога од стаклене тканине) се широко користи за апликације високе технологије.

Стварни ПВБ процес укључује бројне кораке и широк спектар хемијских агенаса. Табела 1 илуструје типичан вишеслојни процес и питања ЕХС повезана са овим процесом. Примарна разлика између једностране и двостране плоче је у томе што једнострана почиње са сировим материјалом обложеним само са једне стране бакром, а изоставља корак бакра без електронике. Стандардна двострана плоча има маску за лемљење преко голог бакра и обложена је кроз рупе; плоча има позлаћене контакте и легенду компоненте. Већина ПВБ плоча су вишеслојне плоче, које су двостране са унутрашњим слојевима који су произведени и уклопљени унутар ламината, а затим обрађени скоро идентично као и двослојне плоче.

Табела 1. ПВБ процес: Питања животне средине, здравља и безбедности

Примарни кораци процеса

Питања здравља и безбедности

Еколошки проблеми

Припрема материјала

Купите одређени ламинат, улазни материјал и помоћну плочу у унапред исеченој величини
Распоред обраде помоћу рачунара

Компјутерски подржан дизајн—ВДУ и опасности од ергономије

ниједан

Сложите и закачите

Панели обложени бакром су наслагани улазним материјалом и помоћном плочом; избушене рупе и
довел пиннед.

Бука током бушења; честице за бушење које садрже бакар, олово, злато и епоксид/фиберглас

Отпадне честице (бакар, олово, злато и
епоксид/фиберглас)—рециклиран или регенерисан

Бушење

Нумерички контролисане (Н/Ц) машине за бушење

Бука током бушења; честице за бушење које садрже бакар, олово, злато и епоксид/фиберглас

Отпадне честице (бакар, олово, злато и
епоксид/фиберглас)—рециклиран или регенерисан

Дебурр

Избушене плоче пролазе кроз четке или абразивни точак

Бука током уклањања ивица; честице које садрже бакар, олово, злато и епоксид/фиберглас

Отпадне честице (бакар, олово, злато и
епоксид/фиберглас)—рециклиран или регенерисан

Бакарно облагање без електронике

Додавање танког слоја бакра у пролазне рупе
(процес у више корака)

Удисање и излагање коже средствима за чишћење, балзамима, нагризајима, катализаторима—Х2SO4, Х2O2, гликол етри, КМнО4, НХ4HF2, паладијум, СнЦл2, ЦуСО4, формалдехид, НаОХ

Отпадне воде - киселине, бакар, каустици,
флуориди; емисије у ваздух - кисели гасови,
формалдехид

Сликање

Отпорност на суви филм—фотополимер осетљив на УВ зрачење
Отпор на сито штампи — емулзија осетљива на светлост
Отпорност на течност — фотоосетљива течност

Удисање и дермално излагање отпорницима; програмери; и
скидачи—отпорници на бази гуме са растварачима; На3PO4 и К2CO3; бакар хлорид (Цл2 гас), моноетанол амин (МЕА)

Емисије у ваздух — растварачи (ВОЦ), кисели гасови,
МЕА; отпад — течности

Паттерн платинг

Чишћење
Цоппер платинг
Калај или калај/олово
Рацк стриппинг

Опасности од удисања и коже услед чишћења; бакарно превлачење или калај/калај и олово и скидање рацк-а—Х3PO4, Х2SO4; Х.2SO4 и ЦуСО4; флуороборна киселина и Сн/Пб; концентрисан ХНО3

Емисије у ваздух—кисели гасови; вода
отпадне воде — киселине, флуориди, метали (бакар,
олово и калај)

Стрип, грав, трака

Отпорна трака
Алкално нагризање
Бакарна трака

Опасности од удисања и коже од отпорне траке; алкално нагризање или бакарна трака—моноетанол амин (МЕА); НХ4ОХ; НХ4Цл/НХ4ОХ или НХ4HF2

Емисије у ваздух—МЕА, амонијак, флуориди;
отпадне воде - амонијак, флуориди, метали
(бакар, олово и калај), отпорна једињења

Маска за лемљење

Епоксидне боје — сито штампа
Суви филмови — ламинирани на ПВБ
Течно епоксидно мастило за фотографије

Опасности од удисања и коже од претходног чишћења; епоксидне боје и носачи растварача; програмери — Х2SO4; епихлорхидрин + бисфенол А, гликол етри (на бази ПМЕА); гама-бутиролактон. 

УВ светло од процеса очвршћавања

Емисије у ваздух—кисели гасови, гликол етри
(ВОЦс); отпад — растварачи, епоксидна мастила

Лемни премаз

Нивелисање лемљења

Опасности од удисања и коже од флукса, производа распадања и остатака оловног/калајног лема—разређени гликол етри + <1% ХЦл и <1% ХБр; алдехиди, ХЦл, ЦО; олово и калај

Емисије у ваздух—гликол етри (ВОЦ), кисели гасови, алдехиди, ЦО; отпад — оловни/калајни лем, флукс

Позлаћење и никловање

 

Опасности од удисања и коже од киселина, метала и
цијаниди - Х2SO4, ХНО3, НиСО4, калијум златни цијанид

Емисије у ваздух—кисели гасови, цијаниди; вода
емисије—киселине, цијаниди, метали;
отпад — цијаниди, метали

Легенда компоненте

Екран за штампање
Лечење у пећници

Опасности од удисања и коже од мастила на бази епоксида и носача растварача — растварача на бази гликол етра, епихлорхидрин + бисфенол А

Емисије у ваздух—гликол етри (ВОЦ) отпад — мастила и растварачи (мале количине)

Cl2 = гасни хлор; ЦО = угљен моноксид; ЦуСО4 = бакар сулфат; Х2O2 = водоник пероксид; Х2SO4 = сумпорна киселина; Х3PO4 = фосфорна киселина; ХБР = бромоводонична киселина; ХЦл = хлороводонична киселина; ХНО3 = азотна киселина; К2CO3 = калијум карбонат; КМНО4 = калијум перманганат; НА3PO4 = натријум фосфат; НХ4Цл = амонијум хлорид; НХ4ОХ = амонијум хидроксид; НиСО4 = никл сулфат; Пб = олово; Сн = калај; СнЦл2 = калај хлорид; УВ = ултраљубичасто; ВОЦ = испарљива органска једињења.

 

Скупштина штампаног круга

Склапање штампаних плоча (ПЦБ) укључује чврсто причвршћивање електронских компоненти на ПВБ коришћењем олово/калајног лема (у машини за лемљење таласом или се примењује као паста, а затим поново прелива у пећи на ниској температури) или епоксидних смола ( сушен у пећи на ниској температури). Основни ПВБ (једнострани, двострани, вишеслојни или флексибилни) ће одредити густину компоненти које се могу причврстити. Бројни процеси и питања поузданости чине основу за избор процеса састављања ПЦБ-а који ће се користити. Главни технолошки процеси су: технологија тоталне површинске монтаже (СМТ), мешовита технологија (укључује и СМТ и плочасти отвор (ПТХ)) и причвршћивање са доње стране.

Типично у модерним објектима за склапање електронике/рачунара, користи се мешовита технологија, при чему се неке компоненте постављају на површину, а други конектори/компоненте се лемљују помоћу технологије кроз отворе или поновног спајања лемљења. У наставку се говори о „типичном“ мешовитом технолошком процесу, при чему се користи процес површинске монтаже који укључује лепљење, лемљење таласом и лемљење повратним током. Са мешовитом технологијом, понекад је могуће прелити компоненте за површинску монтажу (СМЦ) на горњој страни двостране плоче и таласно лемити СМЦ на доњој страни. Такав процес је посебно користан када се технологија површинске монтаже и технологије кроз рупе морају мешати на једној плочи, што је норма у тренутној производњи електронике. Први корак је монтирање СМЦ-а на горњу страну плоче, користећи процес поновног спајања лемљења. Затим се убацују компоненте кроз рупу. Плоча се затим преокрене, а доњи СМЦ-ови се монтирају лепком на плочу. Таласно лемљење компоненти кроз рупу и СМЦ-а са доње стране је последњи корак.

Главни технички мешовити технолошки процеси укључују:

  • пре и после чишћења
  • наношење пасте за лемљење и лепка (сито штампа и постављање (СМТ и ПТХ))
  • уметање компоненти
  • очвршћавање адхезивом и рефлов лема
  • флукс (ПТХ)
  • таласно лемљење (ПТХ)
  • преглед и допуна
  • тестирање
  • прераде и поправке
  • помоћне операције — чишћење шаблона.

 

Кратка дискусија о важним импликацијама на животну средину, здравље и безбедност за сваки корак процеса је дата у наставку.

Пре и после чишћења

Комерцијални ПВБс се обично купују од добављача ПВБ-а и претходно су очишћени раствором дејонизоване (ДИ) воде да би се уклонили сви површински загађивачи. Пре забринутости у вези са оштећењем стратосферског озонског омотача, супстанца која оштећује озонски омотач, као што је хлорофлуороугљеник (ЦФЦ), би се користила као завршно чишћење, или чак претходно чишћење од стране произвођача електронских уређаја. На крају процеса састављања ПЦБ-а, типична је употреба операције „одмашћивања паром“ хлорофлуороугљеника за уклањање остатака из операције лемљења флуксом/таласом. Поново због забринутости око оштећења озонског омотача и строге регулаторне контроле производње ЦФЦ-а, направљене су промене процеса које су омогућиле комплетним ПВБ склоповима да заобиђу чишћење или да користе само ДИ чишћење водом.

Примена пасте за лемљење и лепка (штампање шаблона и постављање) и уметање компоненти

Примена оловне/калајне пасте за лемљење на површину ПВБ-а омогућава да се компонента за површинску монтажу причврсти на ПВБ и кључна је за СМТ процес. Материјал за лемљење делује као механичка веза за електричну и топлотну проводљивост и као премаз за површинску заштиту и побољшану способност лемљења. Лемна паста се састоји од приближно 70 до 90% неиспарљивих материја (на основу тежине по тежини или тежине по запремини):

  • оловни/калајни лем
  • мешавина модификованих смола (колофонијске киселине или благо активирана смола)
  • активатори (у случају „нечистих” производа, мешавине амин хидрохалида и киселина или само карбоксилних киселина).

 

Растварачи (испарљиве материје) чине остатак производа (обично мешавина алкохола и гликол етра која је власничка мешавина).

Лемна паста се штампа преко шаблона, што је тачан образац дизајна површине који се додаје површини ПВБ-а. Лемна паста се гура кроз отворе у шаблони на места подметача на ПВБ-у помоћу ракела који полако пролази кроз шаблон. Шаблона се затим подиже, остављајући наслаге пасте на одговарајућим подлогама на плочи. Компоненте се затим убацују на ПВБ. Примарне опасности од ЕХС односе се на одржавање домаћинства и личну хигијену оператера који наносе пасту за лемљење на површину шаблона, чисте брисач и чисте шаблоне. Концентрација олова у лему и склоност осушене пасте за лемљење да приања на кожу и радну површину опреме/објеката захтева употребу заштитних рукавица, добро чишћење радних површина, безбедно одлагање контаминираних материјала за чишћење ( и руковање околином) и строга лична хигијена од стране оператера (нпр. прање руку сапуном пре јела, пића или наношења козметике). Нивои изложености у ваздуху су обично испод границе детекције олова, а ако се користи добра кућна/лична хигијена, очитавања олова у крви су на позадинским нивоима.

Примена лепка укључује аутоматизовано дозирање малих количина епоксидне смоле (обично мешавине бисфенол А-епихлорхидрина) на површину ПВБ-а, а затим „преузимање и постављање” компоненте и убацивање кроз епоксидну смолу на ПВБ. ЕХС опасности се првенствено односе на механичке опасности по безбедност јединица „покупи и постави“, због њихових аутоматизованих механичких склопова, шатлова компоненти на задњој страни јединица и потенцијала за озбиљне повреде ако нису одговарајуће заштите, светлосне завесе и хардверске блокаде. поклон.

Очвршћавање лепка и обнављање лемљења

Компоненте које су причвршћене штампањем шаблона или наношењем лепка се затим преносе на механичком транспортеру фиксне висине до линијске пећи за рефлуксовање која „покреће“ лем поновним пресвлачењем пасте за лемљење на приближно 200 до 400°Ц. Компоненте које су причвршћене епоксидним лепком такође пролазе кроз пећ која је нижа од повратног тока лема и обично се ради на 130 до 160oЦ. Компоненте растварача пасте за лемљење и епоксидне смоле се уклањају током процеса у пећи, али компонента олова/калаја није испарљива. Остаци типа паукове мреже ће се накупити у издувном каналу пећи за рефлуксовање, а метални мрежасти филтер се може користити да се то спречи. ПВБ се повремено могу ухватити у систем транспортера и прегрејати се у пећи, узрокујући непријатан мирис.

Флукинг

Да би се формирао поуздан лемни спој на површини ПВБ-а и компонентном каблу, оба морају бити без оксидације и морају остати таква чак и на повишеним температурама које се користе при лемљењу. Такође, растопљена легура за лемљење мора навлажити површине метала који се спајају. То значи да флукс за лемљење мора реаговати и уклонити металне оксиде са површина које се спајају и спречити поновну оксидацију очишћених површина. Такође захтева да остаци не буду корозивни или да се лако уклањају. Токови за лемљење електронске опреме спадају у три широке категорије, опште познате као флуксеви на бази колофонија, органски или растворљиви у води и синтетички токови који се могу уклонити растварачем. Новији токови са мало чврстих материја „без чистих“ или неиспарљивих органских једињења (НВОЦ) спадају у средњу категорију.

Флуксови на бази колофонија

Токови на бази колофонија су најчешће коришћени токови у електронској индустрији, било као флукс за прскање or флукс пене. Флуксер се може налазити унутар опреме за лемљење таласима или као самостална јединица постављена на улазу у јединицу. Као основу, флуксови на бази колофонија имају природну колофонију, или колофонију, провидну колофонију боје ћилибара добијену након што је терпентин дестилован из смоле и каналске смоле бора. Смола се сакупља, загрева и дестилује, чиме се уклањају све чврсте честице, што резултира пречишћеним обликом природног производа. То је хомоген материјал са једном тачком топљења.

Колофонија је мешавина приближно 90% смолне киселине, која је углавном абијетинска киселина (органска киселина која није растворљива у води) са 10% неутралних материјала као што су деривати стилбена и различити угљоводоници. Слика 1 даје хемијске структуре абиетинске и пимарне киселине.

Слика 1. Абиетинске и пимарне киселине

МИЦ050Ф4

Активни састојак је абиетинска киселина, која је на температури лемљења хемијски активна и напада оксид бакра на површини ПВБ-а, формирајући бакарни абиет. Токови на бази колофонија имају три компоненте: растварач или вехикулум, колофониј и активатор. Растварач једноставно делује као носилац флукса. Да би био ефикасан, колофониј се мора нанети на плочу у течном стању. Ово се постиже растварањем колофонија и активатора у систему растварача, типично изопропил алкохолу (ИПА) или вишекомпонентним мешавинама алкохола (ИПА, метанол или етанол). Затим се флукс или пенушава на доњу површину ПЦБ-а додавањем ваздуха или азота, или се распршује у мешавини „мало чврстих материја“ која има већи садржај растварача. Ове компоненте растварача имају различите брзине испаравања, а у мешавину флукса се мора додати разређивач да би се одржао састав конститутивног флукса. Примарне категорије флукса на бази колофонија су: колофонијум благо активан (РМА), који су типични флуксови у употреби, којима се додаје благи активатор; и колофонијум активан (РА), коме је додат агресивнији активатор.

Примарна ЕХС опасност од свих флукса на бази колофонија је база растварача алкохола. Безбедносне опасности се односе на запаљивост у складиштењу и употреби, класификацију и руковање као опасан отпад, емисије у ваздух и системе третмана који су потребни за уклањање ВОЦ-а и проблеме индустријске хигијене у вези са удисањем и излагањем коже (дермалне). Свака од ових ставки захтева другачију стратегију контроле, образовање и обуку запослених и дозволе/усаглашеност са прописима (Ассоциатион оф тхе Елецтроницс, Телецоммуницатионс анд Бусинесс Екуипмент Индустриес 1991).

Током процеса таласног лемљења, флукс се загрева на 183 до 399°Ц; произведени производи у ваздуху укључују алифатски алдехиди, као што је формалдехид. Многи флуксови такође садрже ан органски амин хидрохлорид активатор, који помаже у чишћењу подручја које се леми и при загревању ослобађа хлороводоничну киселину. Остале гасовите компоненте укључују бензен, толуен, стирен, фенол, хлорофенол и изопропил алкохол. Поред гасовитих компоненти загрејаног флукса, ствара се значајна количина честица величине од 0.01 микрона до 1.0 микрона, познатих као колофонија испарења. Утврђено је да су ови материјали у облику честица респираторни иританти, а такође и респираторни сензибилизатори код осетљивих особа (Хаусен, Крохн и Будианто 1990). У Уједињеном Краљевству, стандарди изложености у ваздуху захтевају да се нивои дима из колофоније контролишу на најниже могуће нивое (Комисија за здравље и безбедност 1992). Поред тога, Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ) је успоставила посебну граничну вредност за производе пиролизе лемног језгра колофонијума од 0.1 мг/м3, мерено као формалдехид (АЦГИХ 1994). Удружење Леад Индустриес Ассоциатион, Инц. идентификује ацетон, метил алкохол, алифатичне алдехиде (мерено као формалдехид), угљен-диоксид, угљен-моноксид, метан, етан, абиетинску киселину и сродне дитерпенске киселине као типичне продукте распадања језгра колофонијума (Леад Индустриес Ассоциатион 1990. ).

Органски токови

Органски флуксови, који се понекад називају средњим токовима или флуксовима растворљивим у води, су композити који су активнији од флукса на бази колофонија и мање корозивни од киселих токова који се користе у индустрији обраде метала. Општа активна једињења ове класе флукса спадају у три групе:

  • киселине (нпр. стеаринска, глутаминска, млечна, лимунска)
  • халогени (нпр. хидрохлориди, бромиди, хидразин)
  • амиди и амини (нпр. уреа, триетаноламин).

 

Ови материјали и други делови формулације, као што су сурфактанти који помажу у смањењу површинског напона лемљења, растворени су у полиетилен гликолу, органским растварачима, води или обично мешавини неколико од њих. Органски токови се морају сматрати корозивним, али се могу лако очистити, само топлом водом.

Синтетички активирани (АС) токови

Док су токови на бази колофонија чврсти материјали растворени у растварачу, АС токови су обично потпуно течне формуле (растварач + флукс). Носач растварача се одстрањује током фазе предгревања таласног лемљења, остављајући мокри и уљани талог на површини ПВБ-а, који се мора очистити одмах након лемљења. Примарни атрибут АС флукса је њихова способност да се уклоне употребом одговарајућег растварача, обично на бази флуороугљеника. Уз ограничења употребе супстанци које оштећују озонски омотач као што су флуороугљеници (Фреон ТФ, Фреон ТМС и тако даље), неопходна употреба ових материјала за чишћење је озбиљно ограничила употребу ове класе флукса.

Мало чврстих материја „без чистих” или не-ВОЦ токова

Потреба за елиминацијом чишћења корозивних или лепљивих остатака флукса после лемљења са флуороугљеничним растварачима довела је до широке употребе нове класе флукса. Ови токови су по активности слични РМА токовима и имају садржај чврсте материје од приближно 15%. Садржај чврстих материја је мера вискозитета и једнак је односу флукса према растварачу. Што је мањи садржај чврстих материја, већи је проценат растварача. Што је већи садржај чврстих материја, то је активнији флукс и већи је потенцијал да је потребан корак чишћења након лемљења. Флукс са ниским садржајем чврстих материја (ЛСФ) се обично користи у електронској индустрији и обично не захтева корак после чишћења. Из перспективе еколошке емисије у ваздух, ЛСФ је елиминисао потребу за одмашћивањем флуороугљеникових пара на плочама са таласастим лемљењем, али су са већим садржајем растварача повећали количину испарених растварача на бази алкохола, што је резултирало вишим нивоима ВОЦ. Нивои емисије ВОЦ у ваздух се строго контролишу у Сједињеним Државама и на многим локацијама широм света. Ова ситуација је решена увођењем „без чистих“ флукса, који су на бази воде (а не на бази растварача), али садрже сличне активаторе и колофонијуме за флуксирање. Примарни активни састојци су на бази дикарбоксилне киселине (2 до 3%), типично глутарне, јантарне и адипинске киселине. Сурфактанти инхибитори корозије (приближно 1%) је такође укључено, што резултира пХ (киселости) од 3.0 до 3.5. Ови токови практично елиминишу емисије ВОЦ у ваздух и друге ЕХС опасности повезане са употребом флукса на бази растварача. Производи разлагања забележени у флуксовима на бази колофонија су још увек применљиви, а благи пХ захтева да опрема за руковање флуксом буде отпорна на киселине. Неки анегдотски докази указују на потенцијалне кожне или респираторне проблеме због осушених, благо киселих дикарбоксилних киселина и инхибитора корозије који могу постати остаци на носачима, колицима и унутрашњим површинама опреме за лемљење таласима која користи ова једињења. Такође, водена компонента ових флукса можда неће бити довољно испарена пре него што удари у растопљени лонац за лемљење, што може довести до прскања врућег лема.

Лемљење таласом

Додавање флукса на доњу површину ПВБ-а може се постићи или помоћу флуксера који се налази унутар јединице за таласно лемљење или самосталне јединице на улазу у јединицу за таласно лемљење. Слика 2 даје шематски приказ стандардне јединице за лемљење таласа са флуксером смештеним унутра. Било која конфигурација се користи за пенушање или прскање флукса на ПВБ.

Слика 2. Шема јединице за лемљење таласа

МИЦО50Ф5

Предгревање

Носачи флукса морају бити испарени пре лемљења. Ово се постиже коришћењем високотемпературних предгрејача за избацивање течних компоненти. У употреби су два основна типа предгрејача: зрачећи (врући штап) и волуметријски (врући ваздух). Грејачи са зрачењем су уобичајени у Сједињеним Државама и представљају потенцијал за паљење вишка флукса или растварача или разградњу ПВБ-а ако се имобилише испод предгрејача. Локална издувна вентилација је обезбеђена на страни флуксера/предгрејача јединице за таласно лемљење како би се ухватили и извукли материјали растварача/флукса који су испарили током ових операција.

Лемљење

Легура за лемљење (обично 63% калаја до 37% олова) се налази у великом резервоару званом посуда за лемљење, и загрева се електричним путем да би се лем одржао у растопљеном стању. Грејачи укључују снажан грејач за почетно топљење и мањи регулисани довод топлоте за термостатску контролу температуре.

Успешно лемљење на нивоу плоче захтева да дизајн лонца за лемљење и система рециркулацијске пумпе континуирано обезбеђује конзистентан „талас“ свежег лема. Са лемљењем, чисти лем постаје контаминиран оксидованим једињењима олова/калаја, металним нечистоћама и продуктима распадања флукса. Ово шљака формира се на површини растопљеног лема, а што се више формира шљака, то је већа тенденција за додатно формирање. Дросс је штетан за процес лемљења и талас лемљења. Ако се довољно формира у лонцу, може се увући у рециркулацијску пумпу и изазвати абразију радног кола. Оператери таласног лемљења су обавезни да уклањају каменац талас на рутинској основи. Овај процес укључује оператера који цеди очврснулу шљаку из растопљеног лема и прикупља остатке за регенерацију/рециклирање. Процес уклањања шљаке подразумева да оператер физички отвара задња приступна врата (обично конфигурација заливског крила) поред посуде за лемљење и ручно извлачи врућу шљаку. Током овог процеса из лонца се ослобађају видљиве емисије које иритирају очи, нос и грло руковаоца. Оператер је дужан да носи термо рукавице, кецељу, заштитне наочаре и штитник за лице и заштиту за дисање (за честице олова/калаја, корозивне гасове (ХЦл) и алифатични алдехид (формалдехид)). Локална издувна вентилација је обезбеђена из унутрашњости јединице за лемљење на таласе, али се лонац за лемљење механички извлачи из главног ормарића како би се омогућио оператеру директан приступ обема странама врућег лонца. Када се повуче, локални издувни канал који је монтиран у кућишту постаје неефикасан за уклањање ослобођених материјала. Примарне опасности по здравље и безбедност су: термичке опекотине од врелог лема, излагање дисајних органа горе наведеним материјалима, повреде леђа услед руковања тешким инготима лемљења и бубњевима шљаке и излагање остацима оловног/калајног лема/финим честицама током активности одржавања.

Током самог процеса лемљења, приступна врата су затворена и унутрашњост јединице за таласно лемљење је под негативним притиском због локалне издувне вентилације обезбеђене на страни флукса и посуде за лемљење таласа. Ова вентилација и радне температуре лонца за лемљење (обично 302 до 316°Ц, што је непосредно изнад тачке топљења лема), резултирају минималним стварањем испарења олова. Примарна изложеност честицама олова/калаја долази током активности уклањања љуске и одржавања опреме, од мешања шљаке у лонцу, преноса у посуду за регенерацију и чишћења остатака лема. Фине олово/калај честице се формирају током операције уклањања одмаске и могу се пустити у радну просторију и зону дисања оператера таласног лемљења. Различите стратегије инжењерске контроле су осмишљене како би се минимизирала ова потенцијална изложеност честицама олова, укључујући уградњу локалне издувне вентилације у посуду за поврат (погледајте слику 3), употребу ХЕПА усисивача за чишћење остатака и флексибилних издувних канала са зглобним рукама у положају вентилација на врућем лонцу током уклањања каменца. Употреба метли или четкица за чишћење остатака лема мора бити забрањена. Строго одржавање и лична хигијена такође морају бити обавезни. Током операција одржавања опреме за таласно лемљење (које се раде на недељном, месечном, тромесечном и годишњем нивоу), различите компоненте врућег лонца се или чисте унутар опреме или уклањају и чисте у локално испушној хауби. Ове операције чишћења могу укључивати физичко стругање или механичко чишћење (помоћу електричне бушилице и наставка жичане четке) пумпе за лемљење и преграда. Високи нивои оловних честица се стварају током процеса механичког чишћења, а процес би требало да се изводи у затвореном простору са локалним испуштањем.

Слика 3. Колица за отпад са вакумским поклопцем

МИЦ050Ф6

Инспекција, поправка и тестирање

Визуелна инспекција и функције дотеривања се спроводе након таласног лемљења и укључују употребу сочива за увећање/светиљки за рад за фину инспекцију и поправку несавршености. Функција дотеривања може укључивати употребу а штап-лем ручно лемљење лемилице и колофонијума за лемљење или четкање на малој количини течног флукса и лема од оловне/калајне жице. Визуелна испарења од лемљења штапића укључују производе разградње из флукса. Мале количине оловних/калајних лемних перли које нису прилепиле на лемни спој могу представљати проблем у домаћинству и личној хигијени. Треба обезбедити или вентилатор у близини радне станице за општу вентилацију за разблаживање далеко од зоне дисања оператера или софистициранији систем издувних гасова који хвата производе разградње на врху лемилице или у близини операције. Испарења се затим усмеравају до издувног система за прочишћавање ваздуха који укључује ХЕПА филтрацију за честице и адсорпцију гаса са активним угљем за алифатичне алдехиде и гасове хлороводоничне киселине. Ефикасност ових издувних система за лемљење у великој мери зависи од брзине хватања, близине тачке генерисања дима и недостатка попречне промаје на радној површини. Електрично тестирање завршене ПЦБ захтева специјализовану опрему за тестирање и софтвер.

Прерада и поправка

На основу резултата тестирања плоче, неисправне плоче се процењују на одређене кварове компоненти и замењују. Ова прерада плоча може укључивати лемљење штапића. Ако је потребна замена примарних компоненти на штампаној плочи, као што је микропроцесор, а прерадити лонац за лемљење користи се за потапање тог дела плоче у коме се налази неисправна компонента или спој у малој посуди за лемљење, уклањање компоненте и затим уметање нове функционалне компоненте назад на плочу. Ако је компонента мања или се лакше уклања, ан аир вац користи се систем који користи топли ваздух за загревање лемног споја и вакуум за уклањање лема. Посуда за лемљење за прераду смештена је у кућиште са локалним издувавањем које обезбеђује довољну брзину издувавања за хватање производа разлагања флукса који настају када се течни лем нанесе на плочу и дође до контакта са лемљењем. Овај лонац такође формира шљаку и захтева опрему и процедуре за уклањање шљаке (у много мањем обиму). Систем за усисавање ваздуха не захтева да буде смештен у кућишту, али уклоњени оловни/калајни лем мора да се третира као опасан отпад и да се рециклира/рециклира.

Операције подршке—чишћење шаблона

Први корак у процесу састављања ПЦБ-а укључивао је употребу шаблона за обезбеђивање шаблона места везивања за оловну/калајну пасту за лемљење кроз коју се провлачи. Типично, отвори на шаблону почињу да се зачепљују и остаци оловне/калајне пасте за лемљење морају да се уклањају по смени. Претходно чишћење се обично врши на сито штампачу како би се ухватила велика контаминација на плочи, брисањем површине плоче разблаженом мешавином алкохола и марамицама за једнократну употребу. Да бисте потпуно уклонили преостале остатке, потребан је процес мокрог чишћења. У систему сличном великој машини за прање судова, врућа вода (57°Ц) и хемијски раствор разблажених алифатичних амина (моноетанол амин) се користе за хемијско уклањање пасте за лемљење са шаблона. Значајне количине оловног/калајног лема се исперу са плоче и депонују у комори за прање или у раствору у ефлуенту воде. Овај ефлуент захтева филтрацију или хемијско уклањање олова и подешавање пХ вредности корозивних алифатичних амина (користећи хлороводоничну киселину). Новији затворени системи за чишћење шаблона користе исти раствор за прање док се не потроше. Раствор се пребацује у јединицу за дестилацију, а испарљиве материје се дестилују док се не формира полутечни остатак. Овим остатком се онда рукује као опасним отпадом контаминираним оловом/калајем.

Процес склапања рачунара

Када је финална штампана плоча састављена, она се преноси у операцију састављања система за уградњу у коначни рачунарски производ. Ова операција је обично веома радно интензивна, са компонентним деловима који се састављају испоручују на појединачне радне станице на колицима за постављање дуж механизоване монтажне линије. Највеће опасности по здравље и безбедност односе се на кретање и постављање материјала (виљушке, ручно подизање), ергономске импликације процеса монтаже (опсег кретања, сила уметања потребна за „постављање“ компоненти, уградња шрафова и конектора) и коначно паковање , скупљајућа амбалажа и отпрема. Типичан процес склапања рачунара укључује:

  • припрема шасије / кућишта
  • Уметање ПЦБ-а (матична и ћерка плоча).
  • уметање примарне компоненте (флопи драјв, чврсти диск, напајање, ЦД-РОМ драјв).
  • склоп екрана (само преносиви)
  • уметање миша и тастатуре (само преносиви)
  • каблови, конектори и звучници
  • склоп горњег поклопца
  • преузимање софтвера
  • тест
  • реворк
  • пуњење батерије (само преносиви) и паковање
  • скупљајућа амбалажа и отпрема.

 

Једине хемикалије које се могу користити у процесу склапања укључују завршно чишћење кућишта рачунара или монитора. Обично се користи разблажен раствор изопропил алкохола и воде или комерцијална мешавина средстава за чишћење (нпр. Симпле Греен—разређени бутил целосолве и водени раствор).

 

Назад

Читати 11261 пута Последњи пут измењено у петак, КСНУМКС септембар КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“

Садржај

Референце за микроелектронику и полупроводнике

Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ). 1989. Технологија процене опасности и контроле у ​​производњи полупроводника. Цхелсеа, МИ: Левис Публисхерс.

—. 1993. Технологија процене опасности и контроле у ​​производњи полупроводника ИИ. Синсинати, ОХ: АЦГИХ.

—. 1994. Документација о граничној вредности, производи термичке разградње лемног језгра колофонија, као смолне киселине-колофонија. Синсинати, ОХ: АЦГИХ.

Амерички национални институт за стандарде (АНСИ). 1986. Стандард безбедности за индустријске роботе и индустријске роботске системе. АНСИ/РИА Р15.06-1986. Њујорк: АНСИ.

АСКМАР. 1990. Рачунарска индустрија: критични трендови за 1990-те. Саратога, Калифорнија: Елецтрониц Тренд Публицатионс.

Асом, МТ, Ј Мосовски, РЕ Леибенгутх, ЈЛ Зилко и Г Цадет. 1991. Пролазно стварање арсина при отварању МБЕ комора чврстог извора. Ј Црист Гровтх 112 (2-3): 597–599.

Удружење индустрије електронике, телекомуникација и пословне опреме (ЕЕА). 1991. Смернице о употреби колофонијских (колофонијских) лемних флукса у електронској индустрији. Лондон: Леицхестер Хоусе ЕЕА.

Балдвин, ДГ. 1985. Хемијско излагање угљен-тетрахлоридним плазма алуминијумским гравирачима. Ектендед Абстрацтс, Елецтроцхем Соц 85(2):449–450.

Балдвин, ДГ и ЈХ Стеварт. 1989. Хемијске и радијационе опасности у производњи полупроводника. Технологија чврстог стања 32(8):131–135.

Балдвин, ДГ и МЕ Виллиамс. 1996. Индустријска хигијена. У Приручнику за безбедност полупроводника, уредник ЈД Болмен. Парк Риџ, Њ: Не.

Болдвин, ДГ, БВ Кинг и ЛП Скарпејс. 1988. Јонски имплантатори: хемијска и радијациона безбедност. Технологија чврстог стања 31(1):99–105.

Балдвин, ДГ, ЈР Рубин, анд МР Хоровитз. 1993. Индустријска хигијенска изложеност у производњи полупроводника. ССА Јоурнал 7(1):19–21.

Бауер, С, И Волфф, Н Вернер и П Хоффман. 1992а. Опасности по здравље у индустрији полупроводника, преглед. Пол Ј Оццуп Мед 5(4):299–314.

Бауер, С, Н Вернер, И Волфф, Б Дамме, Б Оемус и П Хоффман. 1992б. Токсиколошка испитивања у индустрији полупроводника: ИИ. Студије о субакутној инхалационој токсичности и генотоксичности гасовитих отпадних производа из процеса јеткања алуминијумском плазмом. Токицол Инд Хеалтх 8(6):431–444.

Блисс Индустриес. 1996. Литература о систему за хватање честица лемљене шљаке. Фремонт, Калифорнија: Блисс Индустриес.

Завод за статистику рада (БЛС). 1993. Годишњи преглед повреда и болести на раду. Вашингтон, ДЦ: БЛС, Министарство рада САД.

—. 1995. Годишњи просеци запослених и зарада, 1994. Билтен. 2467. Васхингтон, ДЦ: БЛС, Министарство рада САД.

Цларк, РХ. 1985. Приручник за производњу штампаних кола. Њујорк: Ван Ностранд Реинхолд Цомпани.

Цохен, Р. 1986. Радиофреквенција и микроталасно зрачење у микроелектронској индустрији. Ин Стате оф тхе Арт Ревиевс—Оццупатионал Медицине: Тхе Мицроелецтроницс Индустри, уредник Ј ЛаДоу. Филаделфија, Пенсилванија: Ханлеи & Белфус, Инц.

Цоомбс, ЦФ. 1988. Приручник за штампана кола, 3. изд. Њујорк: МцГрав-Хилл Боок Цомпани.

Садржај, РМ. 1989. Методе контроле метала и металоида у парнофазној епитаксији ИИИ-В материјала. У Технологија процене и контроле опасности у производњи полупроводника, коју је уредила Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара. Цхелсеа, МИ: Левис Публисхерс.

Цорреа А, РХ Греи, Р Цохен, Н Ротхман, Ф Схах, ​​Х Сеацат и М Цорн. 1996. Етилен гликол етри и ризици од спонтаног побачаја и неплодности. Ам Ј Епидемиол 143(7):707–717.

Цравфорд, ВВ, Д Греен, ВР Кнолле, ХМ Марцос, ЈА Мосовски, РЦ Петерсен, ПА Тестагросса и ГХ Земан. 1993. Изложеност магнетном пољу у чистим просторијама полупроводника. У технологији процене опасности и контроле у ​​производњи полупроводника ИИ. Синсинати, ОХ: АЦГИХ.

Есцхер, Г, Ј Веатхерс и Б Лабонвилле. 1993. Разматрања безбедносног дизајна у дубокој УВ ексцимер ласерској фотолитографији. У технологији процене опасности и контроле у ​​производњи полупроводника ИИ. Синсинати, ОХ: Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара.

Ескенази Б, ЕБ Голд, Б Ласлеи, СЈ Самуелс, СК Хаммонд, С Вригхт, МО Разор, ЦЈ Хинес и МБ Сцхенкер. 1995. Проспективно праћење раног губитка фетуса и клиничког спонтаног побачаја међу радницама у полупроводницима. Ам Ј Индуст Мед 28(6):833–846.

Флипп, Н, Х Хунсакер и П Херринг. 1992. Истраживање емисија хидрида при одржавању опреме за јонску имплантацију. Представљен на Америчкој конференцији о индустријској хигијени у јуну 1992, Бостон—папер 379 (необјављен).

Гох, ЦЛ и СК Нг. 1987. Ваздушни контактни дерматитис до колофоније у флуксу за лемљење. Контактни дерматитис 17(2):89–93.

Хамонд СК, ЦЈ Хинес МФ Халлоцк, СР Воские, С Абдоллахзадех, ЦР Иден, Е Ансон, Ф Рамсеи и МБ Сцхенкер. 1995. Стратегија процене степена изложености у здравственој студији полупроводника. Ам Ј Индуст Мед 28(6):661–680.

Харисон, РЈ. 1986. Галијум арсенид. Ин Стате оф тхе Арт Ревиевс—Медицина рада: Индустрија микроелектронике, уредник Ј ЛаДоу Пхиладелпхиа, ПА: Ханлеи & Белфус, Инц.

Хатавеј, ГЛ, НХ Проктор, ЈП Хјуз и МЛ Фишман. 1991. Хемијске опасности на радном месту, 3. изд. Њујорк: Ван Ностранд Рајнхолд.

Хаусен, БМ, К Крохн и Е Будианто. 1990. Контактна алергија због колофоније (ВИИ). Студије сензибилизације са производима оксидације абијетинске киселине и сродних киселина. Контакт Дермат 23(5):352–358.

Комисија за здравље и безбедност. 1992. Одобрени кодекс праксе—контрола респираторних сензибилизатора. Лондон: Хеалтх анд Сафети Екецутиве.

Хелб, ГК, РЕ Цаффреи, ЕТ Ецкротх, КТ Јарретт, ЦЛ Фрауст и ЈА Фултон. 1983. Обрада плазмом: нека разматрања о безбедности, здрављу и инжењерству. Технологија чврстог стања 24(8):185–194.

Хинес, ЦЈ, С Селвин, СЈ Самуелс, СК Хаммонд, СР Воские, МФ Халлоцк и МБ Сцхенкер. 1995. Хијерархијска кластер анализа за процену изложености радника у студији здравља полупроводника. Ам Ј Индуст Мед 28(6):713–722.

Хоровитз, МР. 1992. Проблеми са нејонизујућим зрачењем у објекту за истраживање и развој полупроводника. Представљен на Америчкој конференцији о индустријској хигијени у јуну 1992. у Бостону—папер 122 (необјављен).

Јонес, ЈХ. 1988. Процена изложености и контроле производње полупроводника. АИП Цонф. Проц. (Пхотоволтаиц Сафети) 166:44–53.

ЛаДоу, Ј (ур.). 1986. Рецензије о стању технике—Медицина рада: Индустрија микроелектронике. Филаделфија, Пенсилванија: Ханли и Белфус, Инц.

Ласитер, ДВ. 1996. Надзор повреда на раду и болести на међународној основи. Процеедингс оф тхе Тхирд Интернатионал ЕСХ Цонференце, Монтереи, ЦА.

Леацх-Марсхалл, ЈМ. 1991. Анализа зрачења детектованог од изложених елемената процеса из система за испитивање финог цурења криптон-85. ССА Јоурнал 5(2):48–60.

Удружење водећих индустрија. 1990. Безбедност при лемљењу, Здравствене смернице за лемнике и лемљење. Њујорк: Удружење Леад Индустриес, Инц.

Ленихан, КЛ, ЈК Схеехи и ЈХ Јонес. 1989. Процена изложености у обради галијум арсенида: студија случаја. У Технологија процене и контроле опасности у производњи полупроводника, коју је уредила Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара. Цхелсеа, МИ: Левис Публисхерс.

Малетскос, ЦЈ и ПР Ханлеи. 1983. Разматрања заштите од зрачења система јонске имплантације. ИЕЕЕ Транс он Нуцлеар Сциенце НС-30:1592–1596.

МцЦартхи, ЦМ. 1985. Изложеност радника током одржавања јонских имплантата у индустрији полупроводника. Магистарска теза, Универзитет Јута, Солт Лејк Сити, УТ, 1984. Сажето у проширеним сажетцима, Елецтроцхем Соц 85(2):448.

МцЦурди СА, Ц Поцекаи, КС Хаммонд, СР Воские, СЈ Самуелс и МБ Сцхенкер. 1995. Преглед попречног пресека респираторних и општих здравствених исхода међу радницима у индустрији полупроводника. Ам Ј Индуст Мед 28(6):847–860.

МцИнтире, АЈ и БЈ Схерин. 1989. Галијум арсенид: опасности, процена и контрола. Технологија чврстог стања 32(9):119–126.

Мицроелецтроницс анд Цомпутер Тецхнологи Цорпоратион (МЦЦ). 1994. Мапа пута за животну средину електронске индустрије. Остин, Тексас: МЦЦ.

—. 1996. Мапа пута за животну средину електронске индустрије. Остин, Тексас: МЦЦ.

Мосовски, ЈА, Д Раинер, Т Мосес и ВЕ Куинн. 1992. Генерисање прелазног хидрида током обраде ИИИ-полупроводника. Аппл Оццуп Енвирон Хиг 7(6):375–384.

Муеллер, МР и РФ Кунесх. 1989. Безбедносне и здравствене импликације сувих хемијских бакра. У Технологија процене и контроле опасности у производњи полупроводника, коју је уредила Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара. Цхелсеа, МИ: Левис Публисхерс.

О'Мара, ВЦ. 1993. Дисплеји са равним екраном од течних кристала. Њујорк: Ван Ностранд Рајнхолд.

ПАЦЕ Инц. 1994. Приручник за екстракцију дима. Лаурел, МД: ПАЦЕ Инц.

Пастидес, Х, ЕЈ Цалабресе, ДВ Хосмер, Јр, и ДР Харрис. 1988. Спонтани абортус и симптоми опште болести међу произвођачима полупроводника. Ј Оццуп Мед 30:543–551.

Поцекаи Д, СА МцЦурди, СЈ Самуелс и МБ Сцхенкер. 1995. Студија пресека мускулоскелетних симптома и фактора ризика код радника у полупроводницима. Ам Ј Индуст Мед 28(6):861–871.

Раинер, Д, ВЕ Куинн, ЈА Мосовски, анд МТ Асом. 1993. ИИИ-В прелазна генерација хидрида, Солид Стате Тецхнологи 36(6):35–40.

Рхоадес, БЈ, ДГ Сандс и ВД Маттера. 1989. Системи контроле безбедности и животне средине који се користе у реакторима хемијског таложења из паре (ЦВД) у АТ&Т-Мицроелецтроницс-Реадинг. Аппл Инд Хиг 4(5):105–109.

Роџерс, ЈВ. 1994. Безбедност зрачења у полупроводницима. Представљен на Конференцији удружења за безбедност полупроводника у априлу 1994, Скотсдејл, АЗ (необјављено).

Роонеи, ФП и Ј Леавеи. 1989. Безбедносна и здравствена разматрања извора рендгенске литографије. У Технологија процене и контроле опасности у производњи полупроводника, коју је уредила Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара. Цхелсеа, МИ: Левис Публисхерс.

Росентхал, ФС и С Абдоллахзадех. 1991. Процена електричних и магнетних поља екстремно ниске фреквенције (ЕЛФ) у просторијама за производњу микроелектронике. Аппл Оццуп Енвирон Хиг 6(9):777–784.

Роицховдхури, М. 1991. Безбедност, индустријска хигијена и разматрања животне средине за МОЦВД реакторске системе. Технологија чврстог стања 34(1):36–38.

Сцарпаце, Л, М Виллиамс, Д Балдвин, Ј Стеварт и Д Ласситер. 1989. Резултати узорковања индустријске хигијене у производним операцијама полупроводника. У Технологија процене и контроле опасности у производњи полупроводника, коју је уредила Америчка конференција владиних индустријских хигијеничара. Цхелсеа, МИ: Левис Публисхерс.

Сцхенкер МБ, ЕБ Голд, ЈЈ Беаумонт, Б Ескенази, СК Хаммонд, БЛ Ласлеи, СА МцЦурди, СЈ Самуелс, ЦЛ Саики и СХ Сван. 1995. Повезаност спонтаног побачаја и других репродуктивних ефеката са радом у индустрији полупроводника. Ам Ј Индуст Мед 28(6):639–659.

Сцхенкер, М, Ј Беаумонт, Б Ескенази, Е Голд, К Хаммонд, Б Ласлеи, С МцЦурди, С Самуелс и С Сван. 1992. Финал Репорт то тхе Семицондуцтор Индустри Ассоциатион—Епидемиолошка студија репродуктивних и других здравствених ефеката међу радницима запосленима у производњи полупроводника. Давис, Калифорнија: Универзитет Калифорније.

Сцхмидт, Р, Х Сцхеуфлер, С Бауер, Л Волфф, М Пелзинг и Р Херзсцхух. 1995. Токсиколошка истраживања у индустрији полупроводника: ИИИ: Студије пренаталне токсичности изазване отпадним производима из процеса јеткања алуминијумском плазмом. Токицол Инд Хеалтх 11(1):49–61.

СЕМАТЕЦХ. 1995. Силане Сафети Трансфер Доцумент, 96013067 А-ЕНГ. Остин, Тексас: СЕМАТЕЦХ.

—. 1996. Интерпретивни водич за СЕМИ С2-93 и СЕМИ С8-95. Остин, Тексас: СЕМАТЕЦХ.

Удружење полупроводничке индустрије (СИА). 1995. Подаци о прогнози продаје светских полупроводника. Сан Хозе, Калифорнија: СИА.

Схеехи, ЈВ и ЈХ Јонес. 1993. Процена изложености арсену и контрола у производњи галијум арсенида. Ам Инд Хиг Ассоц Ј 54(2):61–69.

Трезан, ДЈ. 1995. Одабир ламината помоћу критеријума „прикладности за употребу“, технологија површинске монтаже (СМТ). Либертивилле, ИЛ: ИХС Публисхинг Гроуп.

Ваде, Р, М Виллиамс, Т Митцхелл, Ј Вонг и Б Тусе. 1981. Студија индустрије полупроводника. Сан Франциско, Калифорнија: Калифорнијско одељење за индустријске односе, Одсек за безбедност и здравље на раду.