星期六,四月02 2011:18 44

印刷電路板和計算機組裝

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印刷線路板

印刷線路板 (PWB) 是互連的電氣框架和物理結構,將印刷電路板的各種電子元件固定在一起。 PWB的主要類別有單面、雙面、多層和柔性。 越來越密集和越來越小的電路板的複雜性和間距要求要求電路板的兩面都覆蓋有底層電路。 單面板滿足早期計算器和簡單消費電子設備的要求,但便攜式筆記本電腦、個人數字助理和個人音樂系統需要雙面和多層 PWB。 PWB 圖案化處理本質上是一種光刻工藝,涉及選擇性地沉積和去除介電基板上的材料層,介電基板充當蝕刻或沉積在印刷線路板上的電氣“線路”。

多層板包含兩塊或多塊帶有電路的介電材料,這些材料堆疊在一起並粘合在一起。 通過隨後鍍銅的鑽孔,從一側到另一側以及到內層電路建立電氣連接。 最常用的介電基板是玻璃纖維板(環氧樹脂/玻璃纖維層壓板)。 其他材料是玻璃(含聚酰亞胺、聚四氟乙烯或三嗪樹脂)和覆蓋有酚醛樹脂的紙。 在美國,層壓板根據其滅火性能進行分類; 鑽孔、沖孔和機加工性能; 吸濕性能; 耐化學性和耐熱性; 和機械強度 (Sober 1995)。 FR-4(環氧樹脂和玻璃布基材)廣泛用於高科技應用。

實際的 PWB 工藝涉及許多步驟和各種各樣的化學試劑。 表 1 說明了典型的多層工藝以及與此工藝相關的 EHS 問題。 單面板和雙面板的主要區別在於,單面板從原材料開始,僅在一側鍍銅,並省略了化學鍍銅步驟。 標準雙面板在裸銅上有阻焊層,並通過孔進行電鍍; 該板具有鍍金觸點和組件圖例。 大多數 PWB 是多層板,它們是雙面的,內部層已經製造並夾在層壓板封裝內,然後進行幾乎與雙層板相同的處理。

表 1. PWB 流程:環境、健康和安全問題

主要工藝步驟

健康和安全問題

環境問題

材料準備

購買預切尺寸的特定層壓板、入口材料和墊板
計算機輔助處理佈局

計算機輔助設計——VDU 和人體工程學危害

與機身相同顏色

堆棧和引腳

覆銅板層疊進線材料和墊板; 鑽孔和
銷釘固定。

鑽孔時的噪音; 含有銅、鉛、金和環氧樹脂/玻璃纖維的鑽孔顆粒

廢物微粒(銅、鉛、金和
環氧樹脂/玻璃纖維)—回收或回收

鑽孔

數控 (N/C) 鑽床

鑽孔時的噪音; 含有銅、鉛、金和環氧樹脂/玻璃纖維的鑽孔顆粒

廢物微粒(銅、鉛、金和
環氧樹脂/玻璃纖維)—回收或回收

去毛刺

鑽孔板穿過刷子或砂輪

去毛刺時的噪音; 含有銅、鉛、金和環氧樹脂/玻璃纖維的微粒

廢物微粒(銅、鉛、金和
環氧樹脂/玻璃纖維)—回收或回收

化學鍍銅

在通孔中添加薄銅層
(多步驟過程)

吸入和皮膚接觸清潔劑、調節劑、蝕刻劑、催化劑——H2SO4, H2O2, 乙二醇醚, KMnO4, 氨氮4HF2, 鈀, SnCl2, 硫酸銅4, 甲醛, 氫氧化鈉

廢水——酸、銅、腐蝕劑、
氟化物; 空氣排放物——酸性氣體,
甲醛

Imaging

乾膜抗蝕劑——紫外敏感光敏聚合物
絲網印刷抗蝕劑——感光乳劑
液態抗蝕劑—光敏液態抗蝕劑

吸入和皮膚接觸抗蝕劑; 開發商; 和
剝離劑——含溶劑的橡膠基抗蝕劑; 鈉3PO4 和K.2CO3; 氯化銅 (Cl2 氣體)、單乙醇胺(MEA)

空氣排放物——溶劑 (VOC)、酸性氣體、
多邊環境協定; 廢液

花紋電鍍

清潔
鍍銅
錫或錫/鉛電鍍
機架剝離

清潔造成的吸入和皮膚危害; 鍍銅或錫/錫和鉛電鍍和掛條剝離—H3PO4, H2SO4; H2SO4 和硫酸銅4; 氟硼酸和Sn/Pb; 濃硝酸3

空氣排放——酸性氣體; 水
流出物——酸、氟化物、金屬(銅、
鉛和錫)

剝離,蝕刻,剝離

抗蝕條
鹼性蝕刻
銅帶

抗蝕劑條的吸入和皮膚危害; 鹼性蝕刻或銅帶—單乙醇胺 (MEA); 氨氮4哦; 氨氮4氯/氨4OH 或 NH4HF2

廢氣排放——MEA、氨、氟化物;
廢水——氨、氟化物、金屬
(銅、鉛和錫)、抗蝕劑化合物

阻焊層

環氧油墨——絲網印刷
乾膜 — 層壓到 PWB
液態感光環氧樹脂油墨

預清潔的吸入和皮膚危害; 環氧油墨和溶劑載體; 開發者——H2SO4; 環氧氯丙烷 + 雙酚 A、乙二醇醚(基於 PGMEA); γ-丁內酯。 

固化過程中的紫外線

廢氣排放——酸性氣體、乙二醇醚
(揮發性有機化合物); 廢物——溶劑、環氧樹脂油墨

焊料塗層

焊料整平

助焊劑、分解產物和鉛/錫焊料殘留物的吸入和皮膚危害——稀釋乙二醇醚 + <1% HCl 和 <1% HBr; 醛類、HCl、CO; 鉛和錫

空氣排放物——乙二醇醚 (VOC)、酸性氣體、醛類、CO; 廢料——鉛/錫焊料、助焊劑

鍍金和鍍鎳

 

酸、金屬和
氰化物—H2SO4,HNO3, 硫酸鎳4, 氰化金鉀

空氣排放——酸性氣體、氰化物; 水
排放物——酸、氰化物、金屬;
廢物——氰化物、金屬

元件圖例

絲網印刷
烤箱固化

環氧樹脂基油墨和溶劑載體的吸入和皮膚危害——乙二醇醚基溶劑、表氯醇 + 雙酚 A

廢氣排放——乙二醇醚 (VOC) 廢物——油墨和溶劑(少量)

Cl2 = 氯氣; CO = 一氧化碳; 硫酸銅4 = 硫酸銅; H2O2 = 過氧化氫;H2SO4 = 硫酸; H3PO4 = 磷酸; HBR = 氫溴酸; HCl = 鹽酸; 硝酸3 = 硝酸; 鉀2CO3 = 碳酸鉀; 國民軍4 = 高錳酸鉀; 北美3PO4 = 磷酸鈉; 氨氮4Cl = 氯化銨; 氨氮4OH = 氫氧化銨; 硫酸鎳4 = 硫酸鎳; Pb = 鉛; Sn=錫; 氯化亞錫2 = 氯化亞錫; UV=紫外線; VOC = 揮發性有機化合物。

 

印刷電路板組裝

印刷電路板 (PCB) 組裝涉及通過使用鉛/錫焊料(在波峰焊機中或作為糊狀物應用,然後在低溫爐中回流)或環氧樹脂(在低溫爐中固化)。 底層 PWB(單面、雙面、多層或柔性)將決定可以連接的組件的密度。 許多工藝和可靠性問題構成了選擇將要使用的 PCB 組裝工藝的基礎。 主要工藝流程有:全表面貼裝技術(SMT)、混合技術(包括SMT和電鍍通孔(PTH))和底面貼裝。

通常在現代電子/計算機裝配設施中,使用混合技術,一些組件是表面安裝的,而其他連接器/組件是使用通孔技術或焊料回流焊接的。 下面討論“典型的”混合技術工藝,其中使用了涉及粘合劑附著、波峰焊和回流焊的表面貼裝工藝。 使用混合技術,有時可以在雙面板的頂面回流表面貼裝元件 (SMC),並在底面波峰焊 SMC。 當表面貼裝和通孔技術必須混合在一塊板上時,這種工藝特別有用,這是當前電子製造的規範。 第一步是使用回流焊工藝將 SMC 安裝到電路板的頂部。 接下來,插入通孔元件。 然後將電路板倒置,將底面的 SMC 粘附到電路板上。 通孔元件和底面 SMC 的波峰焊是最後一步。

主要技術混合技術工藝步驟包括:

  • 清洗前和清洗後
  • 焊膏和粘合劑應用(絲網印刷和貼裝(SMT 和 PTH))
  • 組件插入
  • 粘合劑固化和焊料回流
  • 助焊劑 (PTH)
  • 波峰焊 (PTH)
  • 檢查和補漆
  • 測試
  • 返工和修理
  • 支持操作——模板清潔。

 

下面簡要討論每個工藝步驟對環境、健康和安全的重要影響。

清洗前和清洗後

商業 PWB 通常是從 PWB 供應商處購買的,並且已經用去離子 (DI) 水溶液進行了預清潔以去除所有表面污染物。 在擔心平流層臭氧層耗竭之前,電子設備製造商會使用一種臭氧消耗物質,例如氯氟烴 (CFC) 作為最終清潔,甚至預清潔。 在 PCB 組裝過程結束時,通常使用含氯氟烴“蒸汽脫脂”操作去除助焊劑/波峰焊接操作中的殘留物。 再次由於對臭氧消耗的擔憂和對 CFC 生產的嚴格監管控制,進行了工藝變更,允許完整的 PWB 組件繞過清潔或僅使用去離子水清潔。

焊膏和粘合劑應用(模板印刷和放置)和元件插入

將鉛/錫焊膏應用於 PWB 表面可使表面貼裝元件連接到 PWB,這是 SMT 工藝的關鍵。 焊接材料充當導電和導熱的機械連接,並充當表面保護和增強可焊性的塗層。 焊膏由大約 70% 到 90% 的非揮發性物質組成(按每重量重量或每體積重量計算):

  • 鉛/錫焊料
  • 改性樹脂的混合物(松香酸或溫和活化的松香)
  • 活化劑(在“免清洗”產品的情況下,胺氫鹵化物和酸的混合物或只是羧酸)。

 

溶劑(揮發性物質)構成了產品的其餘部分(通常是專有混合物的酒精和乙二醇醚混合物)。

焊膏通過模板印刷,這是要添加到 PWB 表面的表面設計的精確圖案。 借助於緩慢穿過模板的刮板,將焊膏通過模板中的孔推到 PWB 上的焊盤位置。 然後將模板取下,將焊膏留在電路板上適當的焊盤上。 然後將組件插入 PWB 上。 主要的 EHS 危害與將焊膏塗到模板表面、清潔刮板和清潔模板的操作員的內務管理和個人衛生有關。 焊料中鉛的濃度和乾燥的焊膏粘附在皮膚和設備/設施工作表面的趨勢需要使用防護手套,良好的工作表面清潔,安全處置受污染的清潔材料(和環境處理)和操作員嚴格的個人衛生(例如,在進食、飲水或使用化妝品之前用肥皂洗手)。 空氣暴露水平通常低於鉛的檢測限,如果保持良好的內務管理/個人衛生,血鉛讀數處於背景水平。

粘合劑應用涉及將少量環氧樹脂(通常是雙酚 A-環氧氯丙烷混合物)自動點膠到 PWB 表面,然後“拾取和放置”元件並通過環氧樹脂將其插入到 PWB 上。 EHS 危害主要與“拾取和放置”裝置的機械安全危害有關,這是由於其自動化機械組裝、裝置後部的組件穿梭以及如果沒有適當的防護、光幕和硬件聯鎖裝置則可能造成嚴重傷害當前的。

粘合劑固化和焊料回流

然後,通過模板印刷或粘合劑應用連接的元件被固定高度的機械傳送帶運送到在線回流爐,該爐通過在大約 200 至 400°C 下回流焊膏來“點燃”焊料。 由環氧樹脂粘合劑連接的元件也通過焊料回流下游的爐子運行,通常在 130 至 160 溫度下運行oC. 焊膏和環氧樹脂的溶劑成分在過爐過程中被驅除,但鉛/錫成分沒有揮發。 蜘蛛網狀殘留物會在回流焊爐的排氣管中堆積,可以使用金屬網過濾器來防止這種情況發生。 PWB 偶爾會卡在傳送系統中,並會在爐中過熱,產生難聞的氣味。

助焊劑

要在 PWB 表面和元件引線上形成可靠的焊點,兩者都必須沒有氧化,並且即使在焊接使用的高溫下也必須保持這種狀態。 此外,熔化的焊料合金必須潤濕待連接的金屬表面。 這意味著助焊劑必須與要連接的表面發生反應並從中去除金屬氧化物,並防止清潔後的表面再次氧化。 它還要求殘留物是非腐蝕性的或易於去除的。 用於焊接電子設備的助焊劑分為三大類,通常稱為松香基助焊劑、有機或水溶性助焊劑和溶劑可去除合成助焊劑。 較新的低固含量“免清洗”或非揮發性有機化合物 (NVOC) 助焊劑屬於中間類別。

松香基助焊劑

松香基助焊劑是電子行業中最常用的助焊劑,無論是作為 噴助焊劑 or 泡沫助焊劑. 助焊劑可以包含在波峰焊設備內部,也可以作為獨立單元放置在單元的進料處。 作為基礎,松香基助焊劑具有天然松香或鬆香,松節油從松樹的油樹脂和管樹脂中蒸餾後獲得的半透明琥珀色松香。 樹脂被收集、加熱和蒸餾,去除任何固體顆粒,從而產生純化形式的天然產品。 它是一種具有單一熔點的均質材料。

松香是大約 90% 樹脂酸的混合物,樹脂酸主要是松香酸(一種非水溶性有機酸)和 10% 中性物質,如茋衍生物和各種碳氫化合物。 圖 1 提供了松香酸和海松酸的化學結構。

圖 1. 樅酸和海松酸

麥克風050F4

活性成分是松香酸,在焊接溫度下具有化學活性,會攻擊 PWB 表面的氧化銅,形成鬆香銅。 松香基助焊劑具有三種成分:溶劑或載體、松香和活化劑。 溶劑只是充當助焊劑的載體。 為了有效,松香必須以液態塗在板上。 這是通過將鬆香和活化劑溶解在溶劑系統中來實現的,溶劑系統通常是異丙醇 (IPA) 或醇的多組分混合物(IPA、甲醇或乙醇)。 然後通過添加空氣或氮氣將助焊劑發泡到 PCB 的底面上,或者噴灑在溶劑含量較高的“低固體”混合物中。 這些溶劑成分具有不同的蒸發速率,必須將稀釋劑添加到助焊劑混合物中以保持構成助焊劑的成分。 松香基助焊劑的主要類別是: 輕度活性松香 (RMA),這是使用中的典型助焊劑,其中添加了溫和的活化劑; 和松香活性 (RA),其中添加了更具侵略性的激活劑。

所有鬆香基助焊劑的主要 EHS 危害是酒精溶劑基。 安全隱患涉及儲存和使用時的易燃性、作為危險廢物的分類和處理、空氣排放和去除 VOC 所需的處理系統以及與吸入和皮膚(真皮)接觸相關的工業衛生問題。 這些項目中的每一個都需要不同的控制策略、員工教育和培訓以及許可/法規遵從(電子、電信和商業設備工業協會 1991)。

在波峰焊過程中,助焊劑被加熱到183至399°C; 產生的空中產物包括 脂肪醛,比如甲醛。 許多助焊劑還含有 有機胺鹽酸鹽活化劑, 這有助於清潔焊接區域並在加熱時釋放鹽酸。 其他氣態成分包括苯、甲苯、苯乙烯、苯酚、氯苯酚和異丙醇。 除了加熱助焊劑的氣態成分外,還會產生大量顆粒,尺寸從 0.01 微米到 1.0 微米不等,稱為 樹脂煙霧. 已發現這些顆粒物質是呼吸道刺激物,也是敏感個體的呼吸道致敏物(Hausen、Krohn 和 Budianto,1990 年)。 在英國,空氣暴露標準要求將樹脂煙霧水平控制在可達到的最低水平(健康與安全委員會 1992)。 此外,美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 已為松香芯焊料的熱解產物單獨設定了 0.1 mg/m 的閾值限值3, 以甲醛測量 (ACGIH 1994)。 Lead Industries Association, Inc. 將丙酮、甲醇、脂肪醛(以甲醛測量)、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烷、松香酸和相關的二萜酸確定為松香芯焊接的典型分解產物(Lead Industries Association 1990 ).

有機助焊劑

有機助焊劑,有時稱為中間助焊劑或水溶性助焊劑,是一種複合材料,比金屬加工行業中使用的松香助焊劑活性更高,腐蝕性比酸性助焊劑低。 此類助焊劑的一般活性化合物分為三組:

  • 酸(例如,硬脂酸、谷氨酸、乳酸、檸檬酸)
  • 鹵素(如鹽酸鹽、溴化物、肼)
  • 酰胺和胺(如尿素、三乙醇胺)。

 

這些材料和配方的其他部分,例如有助於降低焊料表面張力的表面活性劑,溶解在聚乙二醇、有機溶劑、水或通常是其中幾種的混合物中。 有機助焊劑必須被認為具有腐蝕性,但可以很容易地清洗掉,只需要熱水。

合成活化 (AS) 助焊劑

松香基助焊劑是溶解在溶劑中的固體材料,而 AS 助焊劑通常完全是液體配方(溶劑 + 助焊劑)。 溶劑載體在波峰焊的預熱階段被去除,在 PWB 表面留下潮濕和油膩的殘留物,必須在焊接後立即清除。 AS 助焊劑的主要屬性是它們能夠通過使用合適的溶劑(通常是碳氟化合物溶劑)去除。 隨著碳氟化合物(Freon TF、Freon TMS 等)等破壞臭氧層物質的使用限制,這些清潔材料的使用要求嚴重限制了此類助焊劑的使用。

低固體“免清洗”或無 VOC 助焊劑

消除使用碳氟化合物溶劑對腐蝕性或粘性助焊劑殘留物進行焊接後清潔的需要導致了新型助焊劑的廣泛使用。 這些助焊劑的活性與 RMA 助焊劑相似,固體含量約為 15%。 固體含量是粘度的量度並且等於助熔劑與溶劑的比率。 固體含量越低,溶劑的百分比越高。 固體含量越高,助焊劑越活躍,就越有可能需要進行焊接後清潔步驟。 低固體助焊劑 (LSF) 通常用於電子行業,通常不需要後清洗步驟。 從環境空氣排放的角度來看,LSF 消除了對波峰焊板進行氟碳蒸汽脫脂的需要,但由於溶劑含量較高,它們增加了酒精類溶劑的蒸發量,從而導致更高的 VOC 水平。 VOC 空氣排放水平在美國和全球許多地方都受到嚴格控制。 這種情況是通過引入“免清洗”助焊劑來解決的,這些助焊劑是水基的(而不是溶劑基的),但含有類似的活化劑和助熔松香。 主要活性成分是基於二羧酸(2 至 3%), 通常是戊二酸、琥珀酸和己二酸。 表面活性劑 緩蝕劑 (約 1%)也包括在內,導致 pH(酸度)為 3.0 至 3.5。 這些助焊劑幾乎消除了與使用溶劑型助焊劑相關的 VOC 空氣排放和其他 EHS 危害。 松香基助焊劑中的分解產物仍然適用,溫和的 pH 值確實要求助焊劑處理設備耐酸。 一些軼事證據表明,乾燥的弱酸性二羧酸和腐蝕抑製劑可能會導致潛在的皮膚或呼吸問題,這些物質可能會殘留在使用這些化合物的載具、手推車和波峰焊設備的內表面上。 此外,這些助焊劑中的水成分在接觸到熔化的焊料罐之前可能無法充分蒸發,這可能導致熱焊料飛濺。

波峰焊

可以通過位於波峰焊接單元內部的助焊劑或波峰焊接單元入口處的獨立單元來完成向 PWB 底面添加助焊劑。 圖 2 提供了標準波峰焊裝置的示意圖,助焊劑位於內部。 兩種配置都用於將助焊劑發泡或噴塗到 PWB 上。

圖 2. 波峰焊裝置示意圖

米科50F5

預熱

助焊劑載體必須在焊接前蒸發。 這是通過使用高溫預熱器去除液體成分來實現的。 使用的預熱器有兩種基本類型:輻射式(熱棒)和容積式(熱空氣)。 輻射加熱器在美國很常見,如果在預熱器下固定不動,則可能會點燃過量的助焊劑或溶劑或 PWB 分解。 在波峰焊裝置的助焊劑/預熱器側提供局部排氣通風,以捕獲和排出在這些操作期間蒸發的溶劑/助焊劑材料。

焊接

焊料合金(通常為 63% 的錫和 37% 的鉛)包含在一個稱為 焊錫鍋, 並被電加熱以保持焊料處於熔融狀態。 加熱器包括一個強大的大容量加熱器來進行初始熔化和一個較小的調節熱源來恆溫控制溫度。

成功的板級焊接要求焊錫鍋和再循環泵系統的設計持續提供一致的新鮮焊料“波浪”。 焊接時,純焊料會被氧化的鉛/錫化合物、金屬雜質和助焊劑分解產物污染。 這個 浮渣 在熔融焊料的表面形成,並且形成的熔渣越多,越有可能額外形成熔渣。 熔渣對焊接工藝和波峰焊有害。 如果鍋中形成足夠多的顆粒,它可能會被拉入再循環泵並導致葉輪磨損。 要求波峰焊操作員去熔渣 常規的波浪。 該過程涉及操作員從熔融焊料中濾出凝固的銲渣並收集殘留物以進行回收/再循環。 除渣過程涉及操作員物理打開靠近焊料鍋的後檢修門(通常是灣翼配置)並手動挖出熱渣。 在此過程中,罐中會釋放出可見的排放物,這些排放物對操作員的眼睛、鼻子和喉嚨具有高度刺激性。 操作人員需要佩戴隔熱手套、圍裙、安全眼鏡和麵罩以及呼吸保護裝置(針對鉛/錫微粒、腐蝕性氣體(HCl)和脂肪醛(甲醛))。 波峰焊裝置內部提供局部排氣通風,但焊錫鍋是從主機櫃中機械抽出的,以便操作員可以直接接觸到熱鍋的兩側。 一旦撤回,安裝在機櫃中的局部排氣管就無法有效去除釋放的材料。 主要的健康和安全危害是:熱焊料造成的熱灼傷、呼吸接觸上述材料、處理沉重的焊料錠和浮渣桶造成的背部受傷以及在維護活動期間接觸鉛/錫焊料殘留物/細顆粒物。

在實際的焊接過程中,由於在波峰的助焊劑和焊錫鍋側提供局部排氣通風,通道門關閉並且波峰焊接單元的內部處於負壓下。 這種通風和焊錫鍋的工作溫度(通常為 302 至 316°C,剛好高於焊錫的熔點)導致鉛煙霧的形成最少。 鉛/錫顆粒的主要暴露發生在除渣和設備維護活動期間,從攪拌鍋中的渣滓,轉移到回收容器和清理焊料殘留物。 在除渣操作過程中會形成細小的鉛/錫顆粒,這些顆粒可能會釋放到波峰焊操作員的工作室和呼吸區。 已經設計了各種工程控制策略來最大限度地減少這些潛在的鉛顆粒暴露,包括將局部排氣通風納入回收容器(見圖 3),使用 HEPA 真空吸塵器清除殘留物,以及帶有鉸接臂的柔性排氣管以定位除渣時在火鍋處通風。 禁止使用掃帚或刷子清掃焊料殘留物。 還必須要求嚴格的內務管理和個人衛生習慣。 在波峰焊設備維護操作期間(每週、每月、每季度和每年進行一次),熱鍋的各種組件要么在設備內清潔,要么在局部排氣罩中拆除和清潔。 這些清潔操作可能涉及物理刮擦或機械清潔(使用電鑽和鋼絲刷附件)焊料泵和擋板。 機械清潔過程中會產生大量鉛顆粒,該過程應在局部排氣的封閉空間內進行。

圖 3. 帶真空蓋的浮渣車

麥克風050F6

檢查、修補和測試

視覺檢查和修補功能是在波峰焊後進行的,涉及使用放大鏡/工作燈對缺陷進行精細檢查和修補。 潤色功能可能涉及使用 焊條 手持烙鐵和松香芯焊料或刷上少量液體助焊劑和鉛/錫線焊料。 棒焊產生的可見煙霧涉及助焊劑的分解產物。 少量未粘附在焊點上的鉛/錫焊珠可能會帶來清潔和個人衛生問題。 應提供靠近工作站的風扇,用於遠離操作員呼吸區的一般稀釋通風,或者應提供更複雜的排煙系統,以捕獲烙鐵尖端或操作附近的分解產物。 然後將煙氣輸送到空氣洗滌器排氣系統,該系統結合了用於微粒的 HEPA 過濾和用於脂族醛和鹽酸氣體的活性炭氣體吸附。 這些焊接排氣系統的有效性在很大程度上取決於捕獲速度、與煙霧產生點的接近程度以及工作表面是否有交叉氣流。 完成的 PCB 的電氣測試需要專門的測試設備和軟件。

返工和維修

根據電路板測試的結果,評估有缺陷的電路板是否存在特定組件故障並進行更換。 電路板的這種返工可能涉及棒焊。 如果 PCB 上的主要組件(如微處理器)需要更換, 返修錫鍋 用於將裝有缺陷元件或接頭的電路板部分浸入小焊錫鍋中,取出元件,然後將新的功能元件重新插入電路板。 如果組件更小或更容易移除,則 真空吸塵器 採用熱空氣加熱焊點和真空去除焊料的系統。 返工焊錫鍋安裝在一個局部排氣的外殼內,該外殼提供足夠的排氣速度以捕獲液體焊料刷在電路板上並形成焊料接觸時形成的助焊劑分解產物。 該鍋還會形成浮渣,需要去浮渣設備和程序(規模要小得多)。 空氣真空系統不需要安裝在外殼內,但去除的鉛/錫焊料必須作為危險廢物處理並回收/循環利用。

支持操作——模板清潔

PCB 組裝過程的第一步涉及使用模板為鉛/錫焊膏提供粘合位置圖案,以便將其擠出。 通常,模板的開口開始堵塞,鉛/錫焊膏殘留物必須按班次清除。 通常在絲網印刷機上進行預清潔,通過用稀釋的酒精混合物和一次性抹布擦拭電路板表面來捕獲電路板上的嚴重污染物。 要完全去除剩餘的殘留物,需要進行濕法清潔。 在類似於大型洗碗機的系統中,使用熱水 (57°C) 和稀釋脂肪胺(單乙醇胺)的化學溶液以化學方式從模板上去除焊膏。 大量的鉛/錫焊料從電路板上洗掉,並沉積在清洗室中或溶解在廢水中。 這種流出物需要過濾或化學去除鉛,並針對腐蝕性脂肪胺(使用鹽酸)調整 pH 值。 較新的封閉系統鋼網清洗機使用相同的清洗液直到用完。 將溶液轉移至蒸餾裝置,蒸出揮發物直至形成半液體殘留物。 然後將此殘留物作為鉛/錫污染的危險廢物處理。

電腦組裝過程

一旦最終的 PCB 組裝完成,它就會被轉移到系統組裝操作中,以整合到最終的計算機產品中。 這種操作通常是非常勞動密集型的,要組裝的零部件沿著機械化裝配線供應到分段推車上的各個工作站。 主要的健康和安全隱患與材料移動和分級(叉車、手動提升)、裝配過程的人體工程學影響(運動範圍、“設置”組件所需的插入力、螺釘和連接器的安裝)和最終包裝有關,收縮包裝和運輸。 典型的計算機組裝過程包括:

  • 底盤/外殼準備
  • PCB(母子板)插入
  • 主要部件(軟驅、硬盤、電源、光驅)插入
  • 顯示組件(僅限便攜式)
  • 鼠標和鍵盤插入(僅限便攜式設備)
  • 佈線、連接器和揚聲器
  • 頂蓋組件
  • 軟件下載
  • test
  • 重工
  • 電池充電(僅限便攜式)和包裝
  • 收縮包裝和運輸。

 

組裝過程中可能使用的唯一化學品涉及計算機機箱或顯示器的最終清潔。 通常,使用異丙醇和水的稀釋溶液或清潔劑的市售混合物(例如,Simple Green——一種稀釋的丁基溶纖劑和水溶液)。

 

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微電子和半導體參考資料

美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH)。 1989. 半導體製造中的危害評估與控制技術。 密歇根州切爾西:劉易斯出版社。

—. 1993. 半導體製造中的危害評估與控制技術 II. 俄亥俄州辛辛那提:ACGIH。

—. 1994. 閾限值文檔,松香芯焊料熱分解產物,作為樹脂酸-樹脂。 俄亥俄州辛辛那提:ACGIH。

美國國家標準協會 (ANSI)。 1986. 工業機器人和工業機器人系統安全標準。 ANSI/RIA R15.06-1986。 紐約:ANSI。

問問。 1990. 計算機行業:1990 年代的關鍵趨勢。 加利福尼亞州薩拉託加:電子趨勢出版物。

Asom、MT、J Mosovsky、RE Leibenguth、JL Zilko 和 G Cadet。 1991. 固體源 MBE 室打開期間瞬態胂的產生。 J 晶體生長 112(2-3):597–599。

電子、電信和商業設備行業協會 (EEA)。 1991. 電子行業樹脂(松香)助焊劑使用指南。 倫敦:歐洲經濟區萊切斯特大廈。

鮑德溫,DG。 1985. 四氯化碳等離子鋁蝕刻劑的化學暴露。 擴展文摘,Electrochem Soc 85(2):449–450。

鮑德溫、DG 和 JH 斯圖爾特。 1989. 半導體製造中的化學和輻射危害。 固態技術 32(8):131–135。

Baldwin、DG 和 ME Williams。 1996. 工業衛生。 在半導體安全手冊中,由 JD Bolmen 編輯。 新澤西州帕克里奇:諾伊斯。

Baldwin、DG、BW King 和 LP Scarpace。 1988. 離子注入機:化學和輻射安全。 固態技術 31(1):99–105。

Baldwin、DG、JR Rubin 和 MR Horowitz。 1993. 半導體製造中的工業衛生暴露。 SSA 雜誌 7(1):19–21。

Bauer、S、I Wolff、N Werner 和 P Hoffman。 1992a. 半導體行業的健康危害,綜述。 Pol J Occup Med 5(4):299–314。

Bauer、S、N Werner、I Wolff、B Damme、B Oemus 和 P Hoffman。 1992b。 半導體行業的毒理學調查:II。 鋁等離子蝕刻過程中產生的氣態廢物的亞急性吸入毒性和遺傳毒性研究。 Toxicol Ind Health 8(6):431–444。

布利斯工業。 1996. 銲渣顆粒捕獲系統文獻。 加利福尼亞州弗里蒙特市:Bliss Industries。

勞工統計局 (BLS)。 1993. 職業傷害和疾病年度調查。 華盛頓特區:BLS,美國勞工部。

—. 1995 年。就業和工資年平均數,1994 年。公報。 2467. 華盛頓特區:BLS,美國勞工部。

克拉克,RH。 1985. 印刷電路製造手冊。 紐約:Van Nostrand Reinhold 公司。

Cohen, R. 1986。微電子工業中的射頻和微波輻射。 在 State of the Art Reviews—Occupational Medicine:The Microelectronics Industry,J LaDou 主編。 賓夕法尼亞州費城:Hanley & Belfus, Inc.

庫姆斯,CF。 1988. 印刷電路手冊,第 3 版。 紐約:麥格勞-希爾圖書公司。

內容,RM。 1989. III-V族材料氣相外延中金屬和準金屬的控制方法。 在半導體製造中的危害評估和控制技術中,由美國政府工業衛生學家會議編輯。 密歇根州切爾西:劉易斯出版社。

Correa A、RH Gray、R Cohen、N Rothman、F Shah、H Seacat 和 M Corn。 1996. 乙二醇醚和自然流產和生育能力低下的風險。 美國流行病學雜誌 143(7):707–717。

Crawford、WW、D Green、WR Knolle、HM Marcos、JA Mosovsky、RC Petersen、PA Testagrossa 和 GH Zeman。 1993. 半導體潔淨室中的磁場暴露。 在半導體製造中的危害評估和控制技術 II。 俄亥俄州辛辛那提:ACGIH。

Escher、G、J Weathers 和 B Labonville。 1993. 深紫外準分子激光光刻的安全設計考慮。 在半導體製造中的危害評估和控制技術 II。 俄亥俄州辛辛那提:美國政府工業衛生學家會議。

Eskenazi B、EB Gold、B Lasley、SJ Samuels、SK Hammond、S Wright、MO Razor、CJ Hines 和 MB Schenker。 1995. 對女性半導體工人早期流產和臨床自然流產的前瞻性監測。 Am J Indust Med 28(6):833–846。

Flipp、N、H Hunsaker 和 P Herring。 1992. 離子注入設備維護過程中氫化物排放的調查。 在 1992 年 379 月的美國工業衛生會議上發表,波士頓 — 論文 XNUMX(未發表)。

Goh、CL 和 SK Ng。 1987. 空氣接觸性皮炎與助焊劑中的松香有關。 接觸性皮炎 17(2):89–93。

Hammond SK、CJ Hines MF Hallock、SR Woskie、S Abdollahzadeh、CR Iden、E Anson、F Ramsey 和 MB Schenker。 1995. 半導體健康研究中的分層暴露評估策略。 Am J Indust Med 28(6):661–680。

哈里森,RJ。 1986. 砷化鎵。 在最先進的評論——職業醫學:微電子行業,由 J LaDou 編輯,賓夕法尼亞州費城:Hanley & Belfus, Inc.

海瑟薇、GL、NH Proctor、JP Hughes 和 ML Fischman。 1991. 工作場所的化學危害,第 3 版。 紐約:Van Nostrand Reinhold。

豪森、BM、K Krohn 和 E Budianto。 1990. 松香引起的接觸過敏 (VII)。 用松香酸和相關酸的氧化產物進行敏化研究。 聯繫 Dermat 23(5):352–358。

健康與安全委員會。 1992 年批准的操作規範——呼吸致敏物的控制。 倫敦:健康與安全執行官。

Helb、GK、RE Caffrey、ET Eckroth、QT Jarrett、CL Fraust 和 JA Fulton。 1983. 等離子處理:一些安全、健康和工程方面的考慮。 固態技術 24(8):185–194。

Hines、CJ、S Selvin、SJ Samuels、SK Hammond、SR Woskie、MF Hallock 和 MB Schenker。 1995. 半導體健康研究中工人接觸評估的層次聚類分析。 Am J Indust Med 28(6):713–722。

霍洛維茨先生1992. 半導體研發設施中的非電離輻射問題。 發表於 1992 年 122 月美國工業衛生會議,波士頓 — 論文 XNUMX(未發表)。

瓊斯,JH。 1988. 半導體製造的暴露和控制評估。 AIP 會議過程。 (光伏安全)166:44-53。

LaDou, J(編)。 1986. 最新技術評論——職業醫學:微電子行業。 賓夕法尼亞州費城:Hanley and Belfus, Inc.

拉西特,DV。 1996. 國際工傷和疾病監測。 第三屆國際 ESH 會議論文集,加利福尼亞州蒙特雷。

里奇-馬歇爾,JM。 1991. 分析從 krypton-85 精細洩漏測試系統的暴露過程元素中檢測到的輻射。 SSA 雜誌 5(2):48–60。

鉛工業協會。 1990. 焊接安全,焊工健康指南和焊接。 紐約:Lead Industries Association, Inc.

Lenihan、KL、JK Sheehy 和 JH Jones。 1989. 砷化鎵加工中的暴露評估:案例研究。 在半導體製造中的危害評估和控制技術中,由美國政府工業衛生學家會議編輯。 密歇根州切爾西:劉易斯出版社。

Maletskos、CJ 和 PR Hanley。 1983. 離子注入系統的輻射防護考慮。 IEEE Trans on Nuclear Science NS-30:1592–1596。

麥卡錫,厘米。 1985. 半導體行業離子注入機維護期間的工人暴露。 碩士論文,猶他大學,猶他州鹽湖城,1984 年。在擴展摘要中總結,Electrochem Soc 85(2):448。

McCurdy SA、C Pocekay、KS Hammond、SR Woskie、SJ Samuels 和 MB Schenker。 1995. 半導體行業工人呼吸和一般健康結果的橫斷面調查。 Am J Indust Med 28(6):847–860。

麥金泰爾、AJ 和 BJ Sherin。 1989. 砷化鎵:危害、評估和控制。 固態技術 32(9):119–126。

微電子和計算機技術公司 (MCC)。 1994. 電子工業環境路線圖。 德克薩斯州奧斯汀:MCC。

—. 1996. 電子工業環境路線圖。 德克薩斯州奧斯汀:MCC。

Mosovsky、JA、D Rainer、T Moses 和 WE Quinn。 1992. III 半導體加工過程中的瞬態氫化物生成。 Appl Occup Environ Hyg 7(6):375–384。

Mueller、MR 和 RF Kunesh。 1989. 乾化學蝕刻劑對安全和健康的影響。 在半導體製造中的危害評估和控制技術中,由美國政府工業衛生學家會議編輯。 密歇根州切爾西:劉易斯出版社。

奧馬拉,WC。 1993. 液晶平板顯示器。 紐約:Van Nostrand Reinhold。

PACE Inc. 1994。排煙手冊。 馬里蘭州勞雷爾:PACE Inc.

Pastides、H、EJ Calabrese、DW Hosmer、Jr 和 DR Harris。 1988. 半導體製造商的自然流產和一般疾病症狀。 佔領醫學雜誌 30:543–551。

Pocekay D、SA McCurdy、SJ Samuels 和 MB Schenker。 1995. 半導體工人肌肉骨骼症狀和危險因素的橫斷面研究。 Am J Indust Med 28(6):861–871。

Rainer, D、WE Quinn、JA Mosovsky 和 ​​MT Asom。 1993. III-V 瞬態氫化物生成,固態技術 36(6):35–40。

Rhoades、BJ、DG Sands 和 VD Mattera。 1989. AT&T-Microelectronics-Reading 的化學氣相沉積 (CVD) 反應器中使用的安全和環境控制系統。 Appl Ind Hyg 4(5):105–109。

羅傑斯,JW。 1994. 半導體輻射安全。 1994 年 XNUMX 月在亞利桑那州斯科茨代爾舉行的半導體安全協會會議上發表(未發表)。

魯尼、FP 和 J Leavey。 1989. X 射線光刻源的安全和健康考慮。 在半導體製造中的危害評估和控制技術中,由美國政府工業衛生學家會議編輯。 密歇根州切爾西:劉易斯出版社。

羅森塔爾,FS 和 S Abdollahzadeh。 1991. 微電子製造室中極低頻 (ELF) 電場和磁場的評估。 Appl Occup Environ Hyg 6(9):777–784。

Roychowdhury, M. 1991。MOCVD 反應器系統的安全、工業衛生和環境考慮因素。 固態技術 34(1):36–38。

Scarpace、L、M Williams、D Baldwin、J Stewart 和 D Lassiter。 1989. 半導體製造業務的工業衛生抽樣結果。 在半導體製造中的危害評估和控制技術中,由美國政府工業衛生學家會議編輯。 密歇根州切爾西:劉易斯出版社。

Schenker MB、EB Gold、JJ Beaumont、B Eskenazi、SK Hammond、BL Lasley、SA McCurdy、SJ Samuels、CL Saiki 和 SH Swan。 1995 年自然流產和其他生殖影響協會在半導體行業工作。 Am J Indust Med 28(6):639–659。

Schenker、M、J Beaumont、B Eskenazi、E Gold、K Hammond、B Lasley、S McCurdy、S Samuels 和 S Swan。 1992. 提交給半導體行業協會的最終報告——半導體製造工人對生殖和其他健康影響的流行病學研究。 加利福尼亞州戴維斯:加利福尼亞大學。

施密特、R、H Scheufler、S Bauer、L Wolff、M Pelzing 和 R Herzschuh。 1995. 半導體行業的毒理學調查:III:鋁等離子蝕刻工藝廢品引起的產前毒性研究。 Toxicol Ind Health 11(1):49–61。

塞梅泰克。 1995. 矽烷安全轉移文件,96013067 A-ENG。 德克薩斯州奧斯汀:SEMATECH。

—. 1996. SEMI S2-93 和 SEMI S8-95 解釋指南。 德克薩斯州奧斯汀:SEMATECH。

半導體行業協會 (SIA)。 1995. 世界半導體銷售預測數據。 加利福尼亞州聖何塞:SIA。

希伊、JW 和 JH 瓊斯。 1993. 砷化鎵生產中砷暴露和控制的評估。 Am Ind Hyg Assoc J 54(2):61–69。

清醒,DJ。 1995. 使用“適用性”標準選擇層壓板,表面貼裝技術 (SMT)。 伊利諾伊州利伯蒂維爾:IHS 出版集團。

Wade、R、M Williams、T Mitchell、J Wong 和 B Tusé。 1981. 半導體產業研究。 加利福尼亞州舊金山:加州勞資關係部職業安全與健康司。