Bodi za Wiring zilizochapishwa

Vibao vya waya vilivyochapishwa (PWBs) ni kiunganishi cha umeme na muundo wa kimwili ambao hushikilia pamoja vipengele mbalimbali vya kielektroniki vya bodi ya saketi iliyochapishwa. Makundi makuu ya PWB ni ya upande mmoja, ya pande mbili, multilayer na rahisi. Mahitaji ya utata na nafasi ya bodi zinazozidi kuwa mnene na ndogo yamehitaji kwamba pande zote mbili za ubao zifunikwe na saketi za msingi. Bodi za upande mmoja zilikidhi kikokotoo cha mapema na mahitaji rahisi ya vifaa vya kielektroniki vya watumiaji, lakini kompyuta za daftari zinazobebeka, wasaidizi wa kibinafsi wa dijiti na mifumo ya muziki ya kibinafsi imehitaji PWB za pande mbili na za safu nyingi. Uchakataji wa muundo wa PWBs kimsingi ni mchakato wa fotolithografia ambao unahusisha kwa kuchagua na kuondoa tabaka za nyenzo kwenye substrate ya dielectri ambayo hufanya kama "wiring" ya umeme ambayo huwekwa au kuwekwa kwenye ubao wa waya uliochapishwa.

Ubao wa safu nyingi huwa na vipande viwili au zaidi vya nyenzo za dielectri na sakiti ambazo zimepangwa na kuunganishwa pamoja. Uunganisho wa umeme huanzishwa kutoka upande mmoja hadi mwingine, na kwa mzunguko wa safu ya ndani, na mashimo yaliyochimbwa ambayo yamefunikwa na shaba. Sehemu ndogo ya dielectric inayotumiwa zaidi ni karatasi za fiberglass (epoxy/fibreglass laminate). Vifaa vingine ni kioo (pamoja na polyimide, Teflon au resini za triazine) na karatasi iliyofunikwa na resin phenolic. Nchini Marekani, bodi za laminated zimegawanywa kulingana na mali zao za kuzima moto; kuchimba visima, kupiga na kupiga mali; mali ya kunyonya unyevu; upinzani wa kemikali na joto; na nguvu za mitambo (Sober 1995). FR-4 (resin epoxy na substrate ya nguo ya kioo) hutumiwa sana kwa matumizi ya teknolojia ya juu.

Mchakato halisi wa PWB unahusisha hatua nyingi na aina mbalimbali za mawakala wa kemikali. Jedwali la 1 linaonyesha mchakato wa kawaida wa tabaka nyingi na masuala ya EHS yanayohusiana na mchakato huu. Tofauti za msingi kati ya ubao wa upande mmoja na wa pande mbili ni kwamba upande mmoja huanza na malighafi iliyofunikwa tu upande mmoja na shaba, na huacha hatua ya uwekaji wa shaba isiyo na umeme. Bodi ya kawaida ya pande mbili ina mask ya solder juu ya shaba tupu na imefungwa kupitia mashimo; bodi ina mawasiliano ya dhahabu-coated na legend sehemu. Nyingi za PWBs ni mbao za safu nyingi, ambazo zina umbo mbili na tabaka za ndani ambazo zimetengenezwa na kuwekwa ndani ya kifurushi cha laminate na kisha kusindika karibu kufanana kwa ubao wa safu mbili.

Jedwali 1. Mchakato wa PWB: Masuala ya mazingira, afya na usalama

Cl₂ = gesi ya klorini; CO = monoksidi ya kaboni; CuSO₄ = sulfate ya shaba; H₂O₂ = peroksidi hidrojeni;H₂SO₄ = asidi sulfuriki; H₃PO₄ = asidi ya fosforasi; HBR = asidi hidrobromic; HCl = asidi hidrokloriki; HNO₃ = asidi ya nitriki; K₂CO₃ = kabonati ya potasiamu; KMNO₄ = permanganate ya potasiamu; NA₃PO₄ = fosforasi ya sodiamu; NH₄Cl = kloridi ya amonia; NH₄OH = hidroksidi ya amonia; NiSO₄ = nickel sulphate; Pb = risasi; Sn = bati; SnCl₂ = kloridi stannous; UV = ultraviolet; VOCs = misombo ya kikaboni tete.

Mkutano wa Bodi ya Duru iliyochapishwa

Kusanyiko la bodi ya mzunguko iliyochapishwa (PCB) inahusisha ufungamanishaji mgumu wa viambajengo vya kielektroniki kwa PWB kupitia matumizi ya solder ya risasi/bati (kwenye mashine ya kutengenezea wimbi au kupakwa kama kibandiko na kisha kutiririshwa tena kwenye tanuru ya joto la chini) au resini za epoxy ( kuponywa katika tanuru ya joto la chini). PWB ya msingi (upande mmoja, pande mbili, multilayer au flexible) itaamua msongamano wa vipengele vinavyoweza kushikamana. Masuala mengi ya mchakato na kutegemewa yanaunda msingi wa uteuzi wa michakato ya mkusanyiko wa PCB ambayo itatumika. Michakato mikuu ya kiteknolojia ni: teknolojia ya jumla ya kuweka uso (SMT), teknolojia mchanganyiko (inajumuisha zote mbili za SMT na zilizowekwa kupitia shimo (PTH)) na kiambatisho cha chini.

Kwa kawaida katika vifaa vya kisasa vya kuunganisha kielektroniki/kompyuta, teknolojia iliyochanganywa hutumiwa, huku baadhi ya vipengele vikiwekwa kwenye uso na viunganishi/vijenzi vingine vikiuzwa kwa kutumia teknolojia ya kupitia shimo au kutiririsha tena soda. Mchakato wa "kawaida" wa teknolojia mchanganyiko unajadiliwa hapa chini, ambapo mchakato wa kupachika uso unaohusisha kiambatisho cha wambiso, soldering ya wimbi na soldering ya reflow hutumiwa. Kwa teknolojia mchanganyiko, wakati mwingine inawezekana kutiririsha vipengele vya kupachika uso (SMCs) kwenye upande wa juu wa ubao wa pande mbili na solder ya mawimbi ya SMC upande wa chini. Utaratibu kama huo ni muhimu sana wakati teknolojia ya kupachika uso na shimo lazima ichanganywe kwenye ubao mmoja, ambayo ni kawaida katika utengenezaji wa umeme wa sasa. Hatua ya kwanza ni kuweka SMCs kwenye upande wa juu wa ubao, kwa kutumia mchakato wa utiririshaji wa solder. Ifuatayo, vipengele vya kupitia-shimo vinaingizwa. Kisha ubao hupinduliwa, na sehemu za chini za SMC zimewekwa kwa wambiso kwenye ubao. Kuunganisha kwa mawimbi kwa sehemu zote mbili za shimo na chini ya SMC ni hatua ya mwisho.

Hatua kuu za mchakato wa teknolojia mchanganyiko wa kiufundi ni pamoja na:

• kabla na baada ya kusafisha

• kuweka solder na maombi ya wambiso (uchapishaji wa skrini na uwekaji (SMT na PTH))

• kuingizwa kwa sehemu

• adhesive tiba na solder reflow

• kuteleza (PTH)

• wimbi la soldering (PTH)

• ukaguzi na kugusa

• kupima

• kurekebisha na kurekebisha

• shughuli za usaidizi - kusafisha stencil.

Mjadala mfupi wa athari muhimu za mazingira, afya na usalama kwa kila hatua ya mchakato umetolewa hapa chini.

Kabla na baada ya kusafisha

PWB za kibiashara kwa kawaida hununuliwa kutoka kwa wasambazaji wa PWB na zimesafishwa awali kwa myeyusho wa maji wa de-ionized (DI) ili kuondoa uchafu wote wa uso. Kabla ya wasiwasi kuhusu uharibifu wa tabaka la ozoni la anga, dutu inayoharibu ozoni, kama vile klorofluorocarbon (CFC), ingetumika kama kisafishaji cha mwisho, au hata kusafishwa mapema na mtengenezaji wa kifaa cha kielektroniki. Mwishoni mwa mchakato wa mkusanyiko wa PCB, matumizi ya operesheni ya "mvuke degreasing" ya chlorofluorocarbon ili kuondoa mabaki kutoka kwa operesheni ya soldering ya flux / wimbi ilikuwa ya kawaida. Tena kutokana na wasiwasi kuhusu kupungua kwa ozoni na udhibiti mkali wa udhibiti juu ya uzalishaji wa CFCs, mabadiliko ya mchakato yalifanywa ambayo yaliruhusu makusanyiko kamili ya PWB kupita kusafisha au kutumia tu kusafisha maji ya DI.

Kuweka solder na maombi ya wambiso (uchapishaji wa stencil na uwekaji) na uingizaji wa sehemu

Uwekaji wa bati ya madini ya risasi/bati kwenye uso wa PWB huruhusu sehemu ya kupachika uso kuunganishwa kwenye PWB na ni muhimu kwa mchakato wa SMT. Nyenzo ya solder hufanya kama kiunganishi cha mitambo kwa upitishaji wa umeme na mafuta na kama mipako ya ulinzi wa uso na uwezeshaji ulioimarishwa. Uwekaji wa solder huundwa na takriban 70 hadi 90% ya vitu visivyo na tete (kwa uzito kwa kila uzito au uzito kwa msingi wa ujazo):

• solder ya risasi/bati

• mchanganyiko wa resini zilizobadilishwa (asidi ya rosini au rosini iliyoamilishwa kidogo)

• vianzishaji (katika kesi ya bidhaa "hakuna safi", mchanganyiko wa hydrohalides ya amine na asidi au asidi ya kaboksili tu).

Viyeyusho (vitu tete) hutengeneza salio la bidhaa (kawaida ni mchanganyiko wa alkoholi na etha ya glikoli ambao ni mchanganyiko wa umiliki).

Kuweka solder huchapishwa kwa njia ya stencil, ambayo ni muundo halisi wa muundo wa uso ambao unapaswa kuongezwa kwenye uso wa PWB. Uwekaji wa solder unasukumwa kupitia tundu kwenye stencil kwenye tovuti za pedi kwenye PWB kwa njia ya kubana ambayo hupitia stencil polepole. Kisha stencil huinuliwa mbali, na kuacha amana za kuweka kwenye pedi zinazofaa kwenye ubao. Kisha vipengele vinaingizwa kwenye PWB. Hatari za msingi za EHS zinahusiana na utunzaji wa nyumba na usafi wa kibinafsi wa waendeshaji wanaoweka panya ya solder kwenye uso wa stencil, kusafisha squeegee na kusafisha stencil. Mkusanyiko wa madini ya risasi katika solder na tabia ya kuweka solder iliyokaushwa kuambatana na ngozi na sehemu za kufanyia kazi za vifaa/kituo huhitaji matumizi ya glavu za kinga, usafishaji mzuri wa sehemu za kazi, utupaji salama wa vifaa vya kusafisha vilivyochafuliwa ( na utunzaji wa mazingira) na usafi wa kibinafsi kwa waendeshaji (kwa mfano, kunawa mikono kwa sabuni kabla ya kula, kunywa au kupaka vipodozi). Viwango vya kukaribia aliyeambukizwa kwa hewa kwa kawaida huwa chini ya kikomo cha ugunduzi wa risasi, na ikiwa utunzaji mzuri wa nyumbani/usafi wa kibinafsi unatumiwa, usomaji wa risasi ya damu huwa chini chini.

Utumizi wa wambiso unahusisha utoaji otomatiki wa kiasi kidogo cha resin ya epoxy (kawaida mchanganyiko wa bisphenol A-epichlorhydrin) kwenye uso wa PWB na kisha "kuchukua na kuweka" sehemu na kuiingiza kupitia resin ya epoxy kwenye PWB. Hatari za EHS kimsingi zinahusiana na hatari za usalama za kiufundi za vitengo vya "chaguo na mahali", kwa sababu ya mikusanyiko yao ya kiotomatiki ya mitambo, mihangaiko ya sehemu ya nyuma ya vitengo na uwezekano wa majeraha makubwa ikiwa ulinzi unafaa, mapazia nyepesi na viunganishi vya vifaa havipo. sasa.

Adhesive tiba na solder reflow

Vipengee ambavyo viliambatishwa na uchapishaji wa stencil au uombaji wa kunandisha basi hubebwa kwenye kipitishio cha kiteknolojia cha urefu usiobadilika hadi kwenye tanuru ya utiririshaji wa ndani ya mstari ambayo "huzimisha" solder kwa kutiririsha tena solder kwa takriban 200 hadi 400°C. Vipengee ambavyo viliambatishwa na wambiso wa epoxy pia hupitishwa kupitia tanuru ambayo iko chini ya utiririshaji wa solder na kawaida huendeshwa kwa 130 hadi 160.^oC. Vipengele vya kutengenezea vya paste ya solder na resin ya epoxy hufukuzwa wakati wa mchakato wa tanuru, lakini sehemu ya risasi / bati haijabadilika. Mabaki ya aina ya mtandao wa buibui yatajilimbikiza kwenye bomba la moshi wa tanuru ya kutiririsha maji, na kichujio cha wavu wa chuma kinaweza kutumika kuzuia hili. PWBs mara kwa mara zinaweza kunaswa katika mfumo wa conveyor na zitapasha joto kupita kiasi kwenye tanuru, na kusababisha harufu mbaya.

Fluxing

Ili kuunda kiungo cha kuaminika cha solder kwenye uso wa PWB na risasi ya sehemu, zote mbili lazima zisiwe na oxidation na lazima zibaki hivyo hata kwa joto la juu linalotumiwa katika soldering. Pia, aloi ya kuyeyuka ya solder lazima iloweshe nyuso za metali zinazounganishwa. Hii ina maana kwamba mtiririko wa solder lazima uathirike na kuondoa oksidi za chuma kutoka kwenye nyuso zitakazounganishwa na kuzuia uoksidishaji upya wa nyuso zilizosafishwa. Inahitaji pia kwamba mabaki yasiwe ya kutu au yanayoweza kutolewa kwa urahisi. Fluxes za kutengenezea vifaa vya kielektroniki huangukia katika kategoria tatu pana, zinazojulikana kama fluxes zenye msingi wa rosini, fluxes ya kikaboni au mumunyifu wa maji na fluxes ya synthetic inayoweza kutolewa. Mpya zaidi, chini-imara "hakuna safi" au zisizo tete kiwanja kikaboni (NVOC) fluxes kuanguka katika jamii ya kati.

Fluji zenye msingi wa rosin

Fluji zenye msingi wa rosini ndizo zinazotumika sana katika tasnia ya umeme, ama kama dawa flux or mtiririko wa povu. Fluxer inaweza kuwa ndani ya kifaa cha kutengenezea wimbi au kama kitengo cha kusimama pekee kilichowekwa kwenye uingizaji wa kitengo. Kama msingi, vimiminiko vinavyotokana na rosini vina rosini asilia, au kolofoni, rosini inayong'aa, yenye rangi ya kaharabu iliyopatikana baada ya tapentaini kuchujwa kutoka kwa oleoresin na utomvu wa mfereji wa misonobari. Resin hukusanywa, moto na distilled, ambayo huondoa chembe yoyote imara, na kusababisha fomu iliyosafishwa ya bidhaa za asili. Ni nyenzo ya homogeneous yenye kiwango kimoja cha kuyeyuka.

Colofonia ni mchanganyiko wa takriban 90% ya asidi ya resini, ambayo zaidi ni asidi ya abietic (asidi ya kikaboni isiyo na maji) na 10% ya vifaa vya neutral kama vile derivatives ya stilbene na hidrokaboni mbalimbali. Mchoro wa 1 unatoa miundo ya kemikali kwa asidi ya abietic na pimaric.

Kielelezo 1. Asidi za Abietic & pimaric

Kiambatanisho kinachofanya kazi ni asidi ya abietic, ambayo kwa joto la soldering inafanya kazi kwa kemikali na hushambulia oksidi ya shaba kwenye uso wa PWB, na kutengeneza abiet ya shaba. Fluji zinazotokana na rosini zina vipengele vitatu: kutengenezea au gari, rosini na activator. Kimumunyisho hufanya kazi tu kama chombo cha mtiririko. Ili kuwa na ufanisi rosini lazima itumike kwenye ubao katika hali ya kioevu. Hii inakamilishwa kwa kuyeyusha rosini na kiamsha katika mfumo wa kutengenezea, kwa kawaida pombe ya isopropyl (IPA) au mchanganyiko wa vipengele vingi vya alkoholi (IPA, methanoli au ethanoli). Kisha mtiririko huo hutiwa povu kwenye uso wa chini wa PCB kwa njia ya kuongeza hewa au nitrojeni, au kunyunyiziwa katika mchanganyiko wa "ugumu wa chini" ambao una maudhui ya juu ya kutengenezea. Vipengele hivi vya kutengenezea vina viwango tofauti vya uvukizi, na nyembamba lazima iongezwe kwenye mchanganyiko wa flux ili kudumisha muundo wa flux. Kategoria za msingi za mtiririko wa msingi wa rosini ni: rosini amilifu kwa upole (RMA), ambayo ni fluxes ya kawaida katika matumizi, ambayo activator kali huongezwa; na rosini hai (RA), ambayo kiamsha kichochezi zaidi kimeongezwa.

Hatari kuu ya EHS ya fluxes zote zenye msingi wa rosini ni msingi wa kutengenezea pombe. Hatari za kiusalama zinahusiana na kuwaka katika uhifadhi na utumiaji, uainishaji na utunzaji kama taka hatari, utoaji wa hewa na mifumo ya matibabu inayohitajika ili kuondoa VOCs na maswala ya usafi wa viwanda yanayohusiana na kuvuta pumzi na mfiduo wa ngozi (ngozi). Kila moja ya vipengele hivi inahitaji mkakati tofauti wa udhibiti, elimu na mafunzo ya mfanyakazi na vibali/uzingatiaji wa udhibiti (Association of the Electronics, Telecommunications and Business Equipment Industries 1991).

Wakati wa mchakato wa soldering wimbi, flux ni joto hadi 183 hadi 399 ° C; bidhaa za anga zinazozalishwa ni pamoja na aldehydes aliphatic, kama vile formaldehyde. Fluji nyingi pia zina kianzishaji cha hidrokloridi ya amini, ambayo husaidia kusafisha eneo linalouzwa na kutoa asidi hidrokloriki inapokanzwa. Vipengele vingine vya gesi ni pamoja na benzini, toluini, styrene, phenoli, klorofenoli na pombe ya isopropyl. Mbali na vipengele vya gesi vya mtiririko wa joto, kiasi kikubwa cha chembe huundwa, kuanzia ukubwa wa micron 0.01 hadi 1.0 micron, inayojulikana kama mafusho ya kolofoni. Nyenzo hizi za chembechembe zimepatikana kuwa viwasho vya upumuaji na pia vihisishi vya upumuaji kwa watu nyeti (Hausen, Krohn na Budianto 1990). Nchini Uingereza, viwango vya kuambukizwa kwa hewa vinahitaji kwamba viwango vya moshi wa kolofoni vidhibitiwe hadi viwango vya chini kabisa vinavyoweza kufikiwa (Tume ya Afya na Usalama 1992). Zaidi ya hayo, Mkutano wa Marekani wa Wataalamu wa Usafi wa Viwanda wa Kiserikali (ACGIH) umeweka kikomo cha thamani tofauti kwa bidhaa za pyrolysis za solder ya rosini ya 0.1 mg/m³, iliyopimwa kama formaldehyde (ACGIH 1994). The Lead Industries Association, Inc. hutambua asetoni, pombe ya methyl, aldehidi ya aliphatic (inayopimwa kama formaldehyde), dioksidi kaboni, monoksidi kaboni, methane, ethane, asidi ya abietic na asidi ya diterpene zinazohusiana kama bidhaa za kawaida za mtengano wa soldering ya msingi ya rosini (Lead Industries Association 1990 )

Fluji za kikaboni

Mitiririko ya kikaboni, ambayo wakati mwingine huitwa mtiririko wa kati au miyeyusho ya maji, ni mchanganyiko unaofanya kazi zaidi kuliko ule unaotokana na rosini na hauna ulikaji kidogo kuliko mmiminiko wa asidi unaotumika katika tasnia zinazofanya kazi za chuma. Misombo ya jumla ya kazi ya darasa hili la fluxes iko katika vikundi vitatu:

• asidi (kwa mfano, stearic, glutamic, lactic, citric)

• halojeni (kwa mfano, hidrokloridi, bromidi, hidrazini)

• amidi na amini (kwa mfano, urea, triethanolamine).

Nyenzo hizi na sehemu nyingine za uundaji, kama vile viambata vya kusaidia kupunguza mvutano wa uso wa solder, huyeyushwa katika poliethilini glikoli, vimumunyisho vya kikaboni, maji au kwa kawaida mchanganyiko wa kadhaa kati ya hizi. Fluji za kikaboni lazima zichukuliwe kuwa za kutu, lakini zinaweza kusafishwa kwa urahisi, bila maji zaidi ya moto.

Vimiminiko vilivyoamilishwa vya syntetisk (AS).

Ambapo vimiminiko vinavyotokana na rosini ni nyenzo dhabiti zilizoyeyushwa katika kiyeyusho, mtiririko wa AS kwa kawaida huwa ni fomula za kioevu kabisa (kiyeyusho + flux). Mtoa huduma wa kutengenezea hufukuzwa wakati wa awamu ya joto ya awali ya soldering ya wimbi, na kuacha mabaki ya mvua na mafuta kwenye uso wa PWB, ambayo lazima isafishwe mara moja baada ya soldering. Sifa ya msingi ya mtiririko wa AS ni uwezo wao wa kuondolewa kwa kutumia kiyeyushi kinachofaa, kwa kawaida msingi wa fluorocarbon. Pamoja na vikwazo juu ya matumizi ya vitu vya kuharibu ozoni kama vile fluorocarbons (Freon TF, Freon TMS na kadhalika), matumizi yanayotakiwa ya vifaa hivi vya kusafisha yamezuia sana matumizi ya darasa hili la fluxes.

Vigumu vya chini "hakuna safi" au fluxes zisizo za VOC

Haja ya kuondolewa kwa kusafisha baada ya kuuzwa kwa mabaki ya babuzi au tacky flux na viyeyusho vya fluorocarbon imesababisha utumizi mkubwa wa aina mpya ya fluxes. Fluji hizi ni sawa katika shughuli na za RMA na zina maudhui yabisi ya takriban 15%. Maudhui yabisi ni kipimo cha mnato na ni sawa na uwiano wa flux na kutengenezea. Kadiri yaliyomo ya yabisi yanavyopungua, ndivyo asilimia ya kiyeyusho inavyoongezeka. Kadiri yaliyomo ya yabisi yanavyoongezeka, ndivyo mtiririko unavyofanya kazi zaidi, na uwezekano mkubwa wa kuhitaji hatua ya kusafisha baada ya kuuza. Fluji ya chini ya solids (LSF) hutumiwa kwa kawaida katika tasnia ya elektroniki na kwa kawaida haihitaji hatua ya baada ya kusafisha. Kwa mtazamo wa mazingira ya utoaji wa hewa chafu, LSF iliondoa hitaji la uondoaji wa mvuke wa fluorocarbon ya bodi zilizouzwa kwa wimbi, lakini kwa maudhui yao ya juu ya kutengenezea, iliongeza kiasi cha vimumunyisho vinavyotokana na pombe vilivyovukiza, na kusababisha viwango vya juu vya VOC. Viwango vya utoaji hewa wa VOC vinadhibitiwa vilivyo nchini Marekani, na katika maeneo mengi duniani kote. Hali hii ilishughulikiwa na kuanzishwa kwa "hakuna safi" fluxes, ambayo ni msingi wa maji (badala ya kutengenezea msingi) lakini ina vianzishaji sawa na rosini zinazobadilika. Viambatanisho vya msingi vya kazi ni asidi ya dicarboxylic msingi (2 hadi 3%), kawaida glutaric, succinic na adipic asidi. Watumiaji na vizuizi vya kutu (takriban 1%) pia hujumuishwa, na kusababisha pH (asidi) ya 3.0 hadi 3.5. Mtiririko huu kwa hakika huondoa utoaji wa hewa ya VOC na hatari nyinginezo za EHS zinazohusiana na kutumia viyeyusho vinavyotokana na viyeyusho. Bidhaa za mtengano zilizobainishwa katika mtiririko wa msingi wa rosini bado zinatumika, na pH kidogo huhitaji vifaa vya kushughulikia mseto vistahimili asidi. Baadhi ya ushahidi wa kiakili unaonyesha matatizo yanayoweza kutokea ya ngozi au ya kupumua kutokana na asidi ya dikarboxylic iliyokaushwa, yenye asidi kidogo na vizuizi vya kutu ambayo inaweza kuwa mabaki kwenye vibeba bodi, mikokoteni na nyuso za ndani za vifaa vya kutengenezea mawimbi vinavyotumia misombo hii. Pia, sehemu ya maji ya mtiririko huu inaweza kukosa kuyeyuka vya kutosha kabla ya kugonga sufuria ya kuyeyuka ya solder, ambayo inaweza kusababisha kunyunyiza kwa solder ya moto.

Wimbi soldering

Ongezeko la flux kwenye uso wa chini wa PWB inaweza kukamilika ama kwa fluxer iko ndani ya kitengo cha soldering ya wimbi au kitengo cha kusimama pekee kwenye kuingia kwa kitengo cha soldering ya wimbi. Mchoro wa 2 hutoa uwakilishi wa schematic wa kitengo cha kawaida cha soldering ya wimbi na fluxer iko ndani. Usanidi wowote unatumika kutoa povu au kunyunyizia mtiririko kwenye PWB.

Kielelezo 2. Mchoro wa kitengo cha solder ya wimbi

Inapasha moto

Vichukuzi vya flux lazima vivukizwe kabla ya soldering. Hii inakamilishwa kwa kutumia hita za joto la juu ili kuondoa vifaa vya kioevu. Aina mbili za msingi za preheaters zinatumika: radiant (fimbo ya moto) na volumetric (hewa ya moto). Hita zinazong'aa ni za kawaida nchini Marekani na zinaonyesha uwezekano wa kuwashwa kwa flux ya ziada au kutengenezea au mtengano wa PWB iwapo itazimwa chini ya hita. Uingizaji hewa wa moshi wa ndani hutolewa kwa upande wa fluxer/preheater ya kitengo cha kutengenezea mawimbi ili kunasa na kutolea nje nyenzo za kutengenezea/miminiko zilizovukizwa wakati wa shughuli hizi.

Kuuza

Aloi ya solder (kawaida 63% ya bati hadi 37% ya risasi) iko kwenye hifadhi kubwa inayoitwa sufuria ya solder, na huwashwa kwa umeme ili kudumisha solder katika hali ya kuyeyuka. Hita hizo ni pamoja na hita yenye nguvu nyingi ili kuyeyusha awali na usambazaji mdogo wa joto uliodhibitiwa ili kudhibiti halijoto kwa njia ya joto.

Kuuza kwa kiwango cha ubao kunahitaji muundo wa chungu cha solder na mifumo ya pampu ya kuzungusha tena kila mara kutoa "wimbi" thabiti la solder safi. Kwa soldering, solder safi huchafuliwa na misombo ya oksidi ya risasi/bati, uchafu wa metali na bidhaa za mtengano wa flux. Hii taka fomu juu ya uso wa solder kuyeyuka, na takataka zaidi sumu, zaidi ya tabia ya malezi ya ziada. Taka ni hatari kwa mchakato wa soldering na wimbi la solder. Ikiwa fomu ya kutosha kwenye sufuria, inaweza kuvutwa kwenye pampu ya mzunguko na kusababisha abrasion ya impela. Waendeshaji wa solder wa wimbi wanahitajika ili kuondoa taka wimbi kwa misingi ya kawaida. Mchakato huu unahusisha opereta kuchuja takataka iliyoimarishwa kutoka kwa soda iliyoyeyushwa na kukusanya mabaki kwa ajili ya kudai upya/kuchakatwa tena. Mchakato wa kuondoa drossing huhusisha opereta kufungua mlango wa nyuma wa kuingilia (kwa kawaida usanidi wa mrengo wa ghuba) karibu na sufuria ya solder na kuchota takataka moto mwenyewe. Wakati wa mchakato huu, uzalishaji unaoonekana hutolewa kutoka kwenye sufuria ambayo inakera sana macho, pua na koo la operator. Opereta anatakiwa kuvaa glavu za joto, aproni, miwani ya usalama na ngao ya uso na ulinzi wa kupumua (kwa chembechembe za risasi/bati, gesi babuzi (HCl) na aldehyde aliphatic (formaldehyde)). Uingizaji hewa wa kutolea nje wa ndani hutolewa kutoka kwa mambo ya ndani ya kitengo cha soldering ya wimbi, lakini sufuria ya solder hutolewa kwa mitambo kutoka kwa baraza kuu la mawaziri ili kuruhusu operator kupata moja kwa moja kwa pande zote mbili za sufuria ya moto. Mara baada ya kuondolewa, bomba la kutolea nje la ndani ambalo limewekwa kwenye baraza la mawaziri halifanyi kazi kwa kuondoa nyenzo zilizoachiliwa. Hatari za kimsingi za kiafya na kiusalama ni: kuungua kwa mafuta kutoka kwa solder moto, mfiduo wa kupumua kwa nyenzo zilizoainishwa hapo juu, majeraha ya mgongo kutokana na kushughulikia ingo za solder na mapipa ya uchafu na kufichuliwa na mabaki ya risasi/bati/chembe laini wakati wa shughuli za matengenezo.

Wakati wa mchakato wa soldering halisi, milango ya upatikanaji imefungwa na mambo ya ndani ya kitengo cha soldering ya wimbi ni chini ya shinikizo hasi kutokana na uingizaji hewa wa kutolea nje wa ndani unaotolewa kwenye pande za flux na solder sufuria ya wimbi. Uingizaji hewa huu na halijoto ya uendeshaji wa chungu cha solder (kawaida 302 hadi 316°C, ambacho kiko juu kidogo ya kiwango cha kuyeyuka cha solder), husababisha uundaji mdogo wa mafusho ya risasi. Mfiduo wa kimsingi wa chembechembe za risasi/bati huja wakati wa shughuli za uondoaji na urekebishaji wa vifaa, kutoka kwa msukosuko wa taka kwenye chungu, kuhamisha kwenye chombo cha kurejesha na kusafisha mabaki ya solder. Chembechembe laini ya risasi/bati hutengenezwa wakati wa operesheni ya kuondoa drossing na inaweza kutolewa kwenye chumba cha kazi na eneo la kupumua la opereta wa solder ya wimbi. Mikakati mbalimbali ya udhibiti wa kihandisi imebuniwa ili kupunguza uwezekano huu wa kufichua chembechembe za risasi, ikiwa ni pamoja na kuingizwa kwa uingizaji hewa wa moshi wa ndani kwenye chombo cha kurejesha tena (ona mchoro 3), matumizi ya ombwe za HEPA kwa kusafisha mabaki na mifereji ya kutolea moshi inayoweza kunyumbulika kwa mikono inayoweka sawa. uingizaji hewa kwenye sufuria ya moto wakati wa kufuta. Matumizi ya mifagio au brashi kwa kufagia mabaki ya solder lazima yapigwe marufuku. Utunzaji mkali wa nyumba na mazoea ya usafi wa kibinafsi lazima pia kuhitajika. Wakati wa shughuli za matengenezo ya vifaa vya solder (ambazo hufanyika kila wiki, kila mwezi, robo mwaka na kila mwaka), vipengele mbalimbali vya sufuria ya moto husafishwa ndani ya vifaa au kuondolewa na kusafishwa katika hood iliyochoka ndani ya nchi. Shughuli hizi za kusafisha zinaweza kuhusisha kukwarua kimwili au kusafisha kimitambo (kwa kutumia drill ya umeme na kiambatisho cha brashi ya waya) pampu ya solder na baffles. Viwango vya juu vya chembechembe za risasi huzalishwa wakati wa mchakato wa kusafisha mitambo, na mchakato unapaswa kufanywa katika eneo la ndani ambalo limechoka.

Kielelezo 3. Mkokoteni wa taka na kifuniko cha utupu

Ukaguzi, kugusa-up na kupima

Ukaguzi wa kuona na vipengele vya kugusa hufanywa baada ya kuzungusha mawimbi na kuhusisha matumizi ya lenzi za kukuza/taa za kazi kwa ukaguzi mzuri na mguso wa kutokamilika. Kitendaji cha kugusa kinaweza kuhusisha matumizi ya a fimbo-solder chuma cha kutengenezea kinachoshikiliwa kwa mkono na solder ya msingi ya rosini au kupiga mswaki kwenye kiasi kidogo cha mtiririko wa kioevu na solder ya waya ya risasi/bati. Moshi unaoonekana kutoka kwa kutengenezea vijiti huhusisha bidhaa za uharibifu kutoka kwa mtiririko. Kiasi kidogo cha ushanga wa madini ya risasi/bati ambacho hakikushikamana na kiungio cha solder kinaweza kutoa suala la utunzaji wa nyumba na usafi wa kibinafsi. Inapaswa kutoa feni iliyo karibu na kituo cha kufanyia kazi kwa ajili ya uingizaji hewa wa jumla wa dilution mbali na eneo la kupumulia la mhudumu au mfumo wa kisasa zaidi wa kutolea moshi unaonasa bidhaa za kuharibika kwenye ncha ya chuma cha kutengenezea au karibu na operesheni inapaswa kutolewa. Moshi huo kisha huelekezwa kwenye mfumo wa moshi wa kisusuaji hewa unaojumuisha uchujaji wa HEPA kwa chembechembe na ufyonzaji wa gesi ya kaboni kwa aldehidi aliphatiki na gesi za asidi hidrokloriki. Ufanisi wa mifumo hii ya kutolea nje ya soldering inategemea sana kasi ya kukamata, ukaribu na hatua ya uzalishaji wa mafusho na ukosefu wa rasimu za msalaba kwenye uso wa kazi. Upimaji wa umeme wa PCB iliyokamilishwa unahitaji vifaa maalum vya majaribio na programu.

Kufanya kazi tena na kutengeneza

Kulingana na matokeo ya upimaji wa bodi, bodi zenye kasoro zinatathminiwa kwa kushindwa kwa sehemu maalum na kubadilishwa. Urekebishaji huu wa bodi unaweza kuhusisha soldering ya vijiti. Ikiwa vipengele vya msingi kwenye PCB kama vile microprocessor vinahitaji uingizwaji, a rework solder sufuria hutumika kuzamisha sehemu hiyo ya ubao inayoweka sehemu yenye kasoro au kiungo kwenye chungu kidogo cha solder, kuondoa kijenzi hicho na kisha kuingiza kijenzi kipya kwenye ubao. Ikiwa sehemu ni ndogo au imeondolewa kwa urahisi zaidi, a vac ya hewa mfumo unaotumia hewa ya moto kwa ajili ya kupokanzwa kiungo cha solder na utupu wa kuondoa solder hutumika. Chungu cha kutengenezea upya huwekwa ndani ya uzio uliochoka ndani ya nchi ambao hutoa kasi ya kutosha ya kutolea moshi ili kunasa bidhaa za mtengano wa flux zinazoundwa wakati solder ya kioevu inapopigwa kwenye ubao na kuwasiliana na solder kufanywa. Sufuria hii pia hutengeneza takataka na inahitaji vifaa na taratibu za kuondoa takataka (kwa kiwango kidogo zaidi). Mfumo wa vac ya hewa hauhitaji kuwekwa ndani ya boma, lakini solder ya risasi/bati iliyoondolewa lazima ishughulikiwe kama taka hatari na irudishwe/kutumika tena.

Shughuli za usaidizi - kusafisha stencil

Hatua ya kwanza katika mchakato wa mkusanyiko wa PCB ilihusisha matumizi ya stencil kwa kutoa muundo wa maeneo ya kuunganisha kwa kuweka solder ya risasi/bati ili kubana. Kwa kawaida, nafasi za stencil huanza kuziba na mabaki ya bati ya risasi/bati lazima yaondolewe kwa kila zamu. Usafishaji wa awali kwa kawaida hufanywa kwenye kichapishi cha skrini ili kunasa uchafuzi mwingi kwenye ubao, kwa kuifuta uso wa ubao kwa mchanganyiko wa pombe ulioyeyushwa na wipes zinazoweza kutumika. Ili kuondoa kabisa mabaki iliyobaki mchakato wa kusafisha mvua unahitajika. Katika mfumo unaofanana na dishwasher kubwa, maji ya moto (57 ° C) na ufumbuzi wa kemikali wa amini ya aliphatic ya kuondokana (monoethanol amine) hutumiwa kuondoa kemikali ya kuweka solder kutoka kwa stencil. Kiasi kikubwa cha solder ya risasi/bati huoshwa kutoka kwenye ubao na kuwekwa kwenye chemba ya kunawa au kwenye myeyusho kwenye kimiminiko cha maji. Maji taka haya yanahitaji mchujo au uondoaji wa kemikali wa risasi na urekebishaji wa pH kwa amini za aliphatic babuzi (kwa kutumia asidi hidrokloriki). Visafishaji vipya zaidi vya stencil za mfumo funge hutumia suluji sawa ya safisha hadi itumike. Suluhisho huhamishiwa kwenye kitengo cha kunereka, na tete hupunguzwa hadi mabaki ya nusu ya kioevu yatengenezwe. Mabaki haya basi hushughulikiwa kama taka hatari ya risasi/bati iliyochafuliwa.

Mchakato wa Mkutano wa Kompyuta

Mara tu PCB ya mwisho inapokusanywa, inahamishiwa kwa uendeshaji wa mkusanyiko wa mifumo ili kujumuishwa kwenye bidhaa ya mwisho ya kompyuta. Operesheni hii kwa kawaida ni ya nguvu kazi kubwa, huku sehemu za vijenzi zitakazokusanywa zikitolewa kwa vituo vya kazi vya mtu binafsi kwenye mikokoteni ya steji kando ya mstari wa kuunganisha ulioboreshwa. Hatari kuu za kiafya na usalama zinahusiana na harakati za nyenzo na uwekaji (vinyanyua uma, kuinua kwa mikono), athari za ergonomic za mchakato wa kusanyiko (anuwai ya mwendo, nguvu ya kuingiza inayohitajika ili "kuweka" vifaa, usakinishaji wa skrubu na viunganishi) na ufungaji wa mwisho. , punguza ufungashaji na usafirishaji. Mchakato wa kawaida wa mkusanyiko wa kompyuta ni pamoja na:

• chassis / maandalizi ya kesi

• Uingizaji wa PCB (ubao wa mama na binti).

• sehemu ya msingi (floppy drive, gari ngumu, ugavi wa umeme, CD-ROM drive) kuingizwa

• kusanyiko la onyesho (vifaa vya kubebeka pekee)

• uwekaji wa kipanya na kibodi (vibebeji pekee)

• kebo, viunganishi na spika

• mkusanyiko wa kifuniko cha juu

• upakuaji wa programu

• mtihani

• rework

• chaji ya betri (portables pekee) na ufungaji

• shrink wrapping na meli.

Kemikali pekee ambazo zinaweza kutumika katika mchakato wa mkusanyiko zinahusisha kusafisha mwisho wa kesi ya kompyuta au kufuatilia. Kwa kawaida, suluhisho la dilute la pombe ya isopropili na maji au mchanganyiko wa kibiashara wa visafishaji (kwa mfano, Simple Green - cellosolve ya butyl ya dilute na suluhisho la maji) hutumiwa.

Back