Безпека праці технологічних процесів РЕА

Безпека праці технологічних процесів РЕА

2

Охорона праці в галузі автоматизації

Реферат

На тему: «Безпека праці технологічних процесів РЕА»

Зміст

1. Безпека виробництва деталей радіоелектронної апаратури………………..3

Особливості виробництва друкованих плат………………………………….3

Особливості виробництва тонко плівкових мікросхем і мікророзробок…..5

Особливості виробництва товсто плівкових мікросхем і мікророзробок….7

Заходи безпеки……………………………………………………………….….9

2. Безпека праці при паяльних роботах……………………………………...13

2.1. Небезпечні та шкідливі фактори………………………………………....13

2.2.Вимоги до виробничих приміщень, технологічних процесів і обладнання……………………………………………………………………….14

2.3. Вимоги до вентиляції та опалення……………………………………….14

2.4. Вимоги до санітарно-побутових, допоміжних приміщень і засобів індивідуальної профілактики…………………………………………………..15

3. Безпека експлуатації оптичних квантових генераторів…………………..15

Список літератури

1. Безпека виробництва деталей радіоелектронної апаратури

1.1. Особливості виробництва друкованих плат

Підготовка поверхні друкованих плат ведеться на лініях хімічної підготовки поверхні заготовок перед нанесенням фоторезисту або механічним способом на спеціальних зачисних верстатах абразивними кругами. Плати проходять знежирення у розчині, що містить тринатрійфосфат, кальциновану соду, препарат ОС-20 і емульсію КЕ-10-21. Температура розчину 40-60 °С, час операції 2-3 хвилини. Після знежирення та декапування йдуть операції: промивання у гарячій і холодній проточній воді, сушіння і вивантаження з лінії.

При виробництві плат напівадитивним методом після знежирення і промивань плати оброблюють у розчині диметилформаміду у деіонізованій воді для набухання, потім промивають і оброблюють при температурі 50-60°С травильним розчином, який складається з атитридахрому, сірчаної кислоти та дистильованої води. Після промивань плати нейтралізують в соляній кислоті і активують в розчині у складі паладію двохлористого, олова двохлористого, соляної кислоти та калію хлористого.

Рисунок друкованої плати відтворюється на поверхні заготовки двома способами: експонуванням на нанесений спеціальний шар (фоторезист) або сіткографічним.

За першим способом фоторезист наноситься або у рідкому стані, або у вигляді спеціальної плівки сухого фоторезисту СПФ чи ТФПК товщиною від 20 до 60 мкм, яка прикочується на діелектрик. Ця операція проводиться в установках нанесення плівкового фоторезисту при температурі 100-110 °С. Після прикочування плати витримують у витяжній шафі в нормальних умо-вах при неактинічному освітленні не менше 30 хвилин.

Метод нанесення рідкого фоторезисту ФПП полягає у зануренні заготовки у розчин в установці, що складається з блоку нанесення фоторезисту, терморадіаційної сушильної камери і системи нагрівання та подачі повітря. Заготовки занурюють у ванну, витримують у ній заданий час і повільно витягують із заданою швидкістю. Сушать плати терморадіаційним способом при безперервному обдуванні повітрям з температурою від 20 до 100 °С. Рівень фоторезисту у ванні підтримується автоматично. Для цього передбачений постійний контроль в'язкості та температури фоторезисту, його безперервна фільтрація, а також фільтрація повітря, що подається в камеру.

Для нанесення рідкого фоторезисту на основі полівінілового спирту (ПВС) операцію занурення повторюють двічі з термооб-робкою кожного шару в сушильній камері при температурі 40-50 °С протягом 7-10 хвилин.

За другим способом рисунок плати можна отримати методом сіткографічного друку. Трафаретні форми для нанесення рисунків виготовляють впресовуванням плівкового фоторезисту в попередньо натягнуту на раму металеву сітку. Фотошаблон помішують на сітку з впресованим СПФ і експонують, застосовуючи ртутно-кварцові лампи з ультрафіолетовою емісією. Готовий трафарет суміщають на установці суміщення із заготовкою і переносять у напівавтомат, на якому фарбою через трафарет наноситься рисунок друкованої схеми.

Експонування друкованих плат здійснюється у відповідних установках із застосуванням двобічного опромінення двома парортутними лампами. Проявлення рисунка друкованої плати із сухим плівковим фоторезистом проводиться хлорованим розчинником - метилхлороформом - струменевим методом обробки заготовок, що переміщуються конвеєром. Розчинник подає-ться з блока насосами через розбризкуючі форсунки. У першій та другій камерах установки відбувається проявлення, у третій - струменеве промивання водогінною водою, у четвертій - сушін-ня повітрям, що нагнітається повітродувною установкою.

Травлення застосовується для видалення незахищеного фоторезистом або фарбою шару фольги після отримання рисунка при виготовленні друкованих плат хімічним методом. Для травлення міді застосовують розчинники, що є токсичними речовинами.

При виготовленні плат напівадитивним методом травлення міді проводять після нанесення захисного покриття зі сплаву олово-свинець та видалення фоторезисту. Електролітичне міднення і нанесення захисного покриття зі сплаву олово-свинець на провідники та отвори виконують на автоматичних лініях ти-пу "АГ-38". Лінія являє собою ряд ванн модульної конструкції, які сполучені загальною системою вентиляції (бортові відсмоки), з підведенням проточної холодної та гарячої води і електроенергії для забезпечення процесів. Передача оброблюваних плат проводиться автоматичним маніпулятором з програмним керуванням з пульта оператора, який можливо розмістити в окремому приміщенні. Рівень розчинів у ваннах та їх температура підтримуються також автоматично.

Лужне витравлення міді з прогалинних місць рисунка друкованих плат здійснюється в такій послідовності: завантаження плат, травлення міді, промивання водноаміачним розчином, візуальний вибірковий контроль, промивання біжучою водою, сушіння плат гарячим повітрям, вивантаження плат.

Оплавлення сплаву олово-свинець як фінішна операція хіміко-гальванічної обробки друкованої плати здійснюється нагріванням інфрачервоними променями в конвеєрних установках з двома зонами нагрівання: попередньою і робочою. Температура у зоні попереднього нагрівання 270-300 °С, в робочій зоні -23.0-240 °С.

Після оплавлення плати, закріплені на конвеєрі, проходять послідовно наступні операції: промивання в душовій камері проточною водою, промивання деіонізованою водою у ванні ультразвукового двобічного промивання, промивання під душем деіонізованою водою, сушіння в терморадіаційній камері з обдуванням зустрічним повітряним потоком.

Потім друковані плати проходять обробку поверхні на верстатах гідроабразивної та абразивної обробки, обробку контура плат на пресах, фрезерних верстатах, після чого пробивають базові отвори, свердлять або пробивають монтажні отвори.

Різання заготовок звичайно проводиться на роликових багатоножових ножицях, випробування заготовок - на стандартних механічних кривошипних та ексцентрикових пресах, свердлення - на спеціальних високообертових верстатах. При позитивному комбінованому та напівадитивному методах, де свердлення отворів проводиться не за рисунком плати, а за координатною сіткою, широко застосовують спеціальні багатошпиндельні свердлильні верстати з числовим програмним управлінням. Під час механічної обробки повітря на робочих місцях забруднюєть-ся скловолокнистим пилом.

Багатошарова друкована плата (БДП) складається із спресованих декількох шарів тонких фольгованих діелектриків. Тому такі операції як різання заготовок, підготовка поверхні шарів, отримання рисунка схеми, травлення міді, видалення фоторезисту з внутрішніх шарів і зі зовнішнього шару, хімічна та попередня електролітична металізація, електролітичне міднення й нанесення захисного покриття із сплаву олово-свинець, оплавлення цього сплаву здійснюються в тих же режимах і на тих же установках, що й однобічні та двобічні плати.

Пресування багатошарових плат здійснюється в такій послідовності. На нижній платі попередньо очищеної прес-форми збирається пакет: лист триацетатної плівки, 12-14 аркушів кабельного паперу, знову лист триацетатної плівки, лист нержавіючої сталі, триацетатна плівка БДП з проміжками зі склотканини, потім той же набір технологічних прокладок між нашарованою БДП та верхньою плитою прес-форми. Вмикається обігрів прес-форми , і при температурі від 160 до 170 °С здійснюється пресування у два етапи.

Всі друковані плати проходять ретельний операційний та кінцевий контроль із застосуванням вимірювальних засобів: від лупи і оптичних монтажних пристроїв для візуального контролю до автоматичних установок, що краще, позаяк візуальний контроль впливає на зір працюючих і потребує постійного медичного нагляду.

Одним з різновидів БДП є багатошарові керамічні плати, в яких рисунок схеми отримується методом впалювання в керамічну підкладку нанесених через трафарет спеціальних паст.

1.2. Особливості виробництва тонкоплівкових мікросхем і мікрозборок

Інтенсивний розвиток радіоелектроніки призвів до появи мікроелектроніки. Основним елементом мікроелектронної апаратури є інтегральна мікросхема - єдиний цілісний мікроелектронний виріб, що виконує визначену функцію перетворення й опрацювання сигналу і має високу щільність розміщення елементів, компонентів, кристалів. Мікроелектронний виріб, що виконує визначену функцію і складається з різноманітних елементів, компонентів, інтегральних мікросхем і інших радіоелементів, одержало назву мікрозборки.

В основі виготовлення тонкоплівкових мікросхем лежить процес одержання тонких плівок (не більш як 1 мкм) методами термічного осадження (випари з наступним осадженням) у високому вакуумі або катодного розпилення іонним бомбардуванням у середовищі розрідженого інертного газу. Рисунок тонко-плівкової інтегральної мікросхеми одержують нанесенням плівки на певні ділянки підкладки за допомогою маски або видаленням за допомогою фотолітографії плівки, що покриває всю поверхню підкладки, яка являє собою платівку зі скла, ситалу, поликору та іншого діелектричного матеріалу, виготовленого з високим класом чистоти робочої поверхні.

Якщо ж пасивні елементи схеми (конденсатори, резистори), контактні площадки і міжз'єднання виготовляють послідовним нанесенням на поверхню діелектрика різних паст методом трафаретного друку з наступним їх впалюванням, то така інтегральна мікросхема називається товстоплівковою.

Розглянемо основні операції технології виготовлення тонко-плівкових мікросхем і застосовувані при цьому хімічні речовини.

Очищення підкладок перед напилюванням виконують для видалення механічних і жирових забруднень. Очищення проводять на двох взаємопов'язаних напівавтоматах вібраційного хімічного очищення, камери яких заповнюють розчином перекису водню. Підкладки помішують у касету і завантажують у центрифугу, де вони очищуються від механічних домішок. Потім підкладки перекладають в робочу камеру напівавтомата для промивання. На другому напівавтоматі відбувається очищення підкладок у перекисно-аміачному розчині та їх промивання після очищення.

Напилювання резистивного шару виконують іоноплазмовим методом, який має такі переваги у порівнянні з методом термічного випаровування у вакуумі: можливість автоматизації процесу напилювання; відсутність наважок; тривалий термін служби мішені; високе відтворення тонкоплівкових резисторів, а також високі електрофізичні властивості напилених шарів; підвищена адгезія напиленого шару з підкладкою.

Сутність процесу напилювання електропровідних шарів (ванадій-мідь і ванадій-алюміній) полягає в осадженні на підкладку атомів вихідного матеріалу, що випаровуються в результаті впливу високої температури й електричного поля. Напилювання ведеться на установці "УВН-2-М2" у два етапи: на першому етапі проводиться напилювання шару з ванадію; на другому - напилювання провідного шару з міді чи алюмінію.

Виготовлення й очищення наважок, застосовуваних для напилювання провідних шарів, проводиться на спеціально обладнаному робочому місці. Розчини для очищення наважок (для ванадія, міді і алюмінію, обробленого в лузі, - розчин азотної кислоти в деіонізованій воді, для алюмінію - розчин гідрату окису калію в деіонізованій воді) готують оператори. Саме очищення ведеться у витяжній шафі занурюванням у ванну з фторопласта, армованого титановою сіткою.

Нанесення фоторезисту виконується на напівавтоматах методом центрифугування, де під дією відцентрових сил фоторезист розтікається по всій поверхні підкладки суцільним рівномірним шаром. Операція повинна проводитись при дотриманні підвищених вимог до очищення і пилезахищеності. Самі підкладки перед нанесенням фоторезисту знепилюють азотом, робочі поверхні камери напівавтомата і столу, зовнішні частини сопел автомата протирають бязевою серветкою, змоченою в ацетоні.

Після нанесення фоторезисту він задублюється впливом інфрачервоних променів на установці "ПТФ-1М" для одержання фоторезистивного шару, стійкого до впливу активних травників.

Процес експонування полягає в опроміненні незахищених фотошаблоном ділянок фотополімерного шару ультрафіолетовими променями з метою руйнації позитивного фоторезисту або полімеризації негативного фоторезисту і наступного видалення зруйнованих ділянок шару або ділянок, що не піддались полімеризації. Експонування проводиться на установці напівавтоматичного суміщення й експонування "УПСЭ-2",що працює в напівавтоматичному режимі.

Після експонування підкладки інтегральних мікросхем піддаються опрацюванню розчином тризаміщеного фосфорнокислого натрію в деіонізованій воді для видалення плівки фоторезисту, підданої впливу ультрафіолетових променів. В результаті опрацювання на поверхні підкладки залишається шар фоторезисту, рельєф якого відтворює необхідний рисунок.

Для видалення ділянок, не захищених фоторезистом, після полімеризації; експонованого шару фоторезисту застосовують хімічну обробку підкладок у травильних розчинах.

Після одержання на підкладці рисунка резистивного шару вдруге наносять, шар фоторезисту з наступним експонуванням, полімеризацією і проявленням для отримання рисунка струмопровідного шару. Травлення проводять в розчинах і на устаткуванні, які застосовуються при операціях травлення резистивного шару. Після видалення шару фоторезисту струмопровідні елементи, розташовані на підкладках, піддаються лудінню. Процес лудіння полягає у; нанесенні розплавленого припою на їх поверхню методом занурення з попереднім флюсуванням поверхні струмопровідних елементів.

Після перевірки, виміру, термотренування і підготовки резисторів на кожному модулі ситалові підкладки поділяють на плати з елементами мікросхем. Для цього вони піддаються скрайбуванню, тобто нанесенню на підкладки алмазним різцем рисок у двох взаємно перпендикулярних напрямках між модулями. В результаті в ситалі в місці нанесення рисок концентруються механічні напруги, що послаблюють матеріал підкладки і полегшують поділ підкладок на плати.

Монтаж активних елементів із жорсткими виводами виконується паянням, при цьому виводи елементів сполучають з контактними площадками плат відповідно до креслення, розплавлюють припій цих площадок і припій жорстких виводів.

Перевірена плата мікросхеми з активними елементами збирається в корпусі, при цьому вона клеїться до основи корпуса клейовою плівкою МПФ-1.

Загерметизовані мікросхеми проходять контроль.

1.3. Особливості виробництва товстоплівкових мікросхем і мікрозборок

Завдяки простоті, гнучкості і постійному удосконаленню технологія товстоплівкових мікросхем усе ширше застосовується у виробництві. Із застосуванням електронно-обчислювальних машин і створенням гнучких автоматизованих систем виробництва, переходом до безлюдного виробництва досягається вивільнення значної кількості робочих місць, поліпшення умов праці і підвищення культури виробництва.

У вітчизняній практиці використовуються автоматизовані комплекси, побудовані на агрегатно-модульному принципі. Кожний автоматизований модуль оснащений завантажувально-розвантажувальними пристроями. Устаткування, об'єднане в комплекс, дозволяє виготовляти 600 мікрозборок за 1 годину. Технологічне устаткування, що легко вбудовується в автомати-чні лінії: автомати трафаретного друку, лазерної підгонки і контролю, роботизовані робочі місця для укладання електрорадіоелементів на підкладки, автоматичні завантажувально-розвантажувальні пристрої, успішно застосовується при виготовленні гібридних інтегральних мікросхем невеликими партіями, а за необхідності його легко перебудувати на випуск нових виробів. Тому технологію товстоплівкових мікросхем і мікрозборок застосовують для дрібносерійних і дослідних партій.

Технологічний процес включає такі основні етапи: підготування підкладок, виготовлення трафаретів, нанесення паст на підкладки та їх обробка, контроль параметрів плат, різання і ламання підкладок, монтаж конденсаторів, транзисторів, мікросхем, встановлення і закріплення виводів, очищення плат, функціональну підгонку, герметизацію і маркування. Технологічний процес складається з двох частин: виготовлення плівкової частини і мікрозборки.

Найважливішим матеріалом, що застосовується у товстоплівковій технології, є паста, а головною операцією - її нанесення на підкладку. Органічна сполучна (найбільш поширений склад із ланоліну, вазелінового мила, циклогексанола і з етилцелюлози-інтерпіонеола) складає до однієї третини усієї маси пасти і забезпечує збереження придатності пасти для трафаретного друку. Порошкову частину пасти із скла або кераміки виготовляють у кульових, планетарних, вихрових і вібраційних млинах. Порошок змішують з органічною сполучною у спеціальних пастотертках або змішувачах. Приготовлену пасту зберігають у скляній тарі з притертою кришкою.

Важливим компонентом товстоплівкової мікрозборки є також підкладка, яка проходить ретельну обробку перед нанесенням пасти. її обпікають при температурі 600 °С. Підкладку можна очистити кип'ятінням у водяному розчині перекису водню і аміаку з наступним кип'ятінням у дистильованій воді. Потім її промивають у спирті.

Для забезпечення відтворюваних властивостей плівкових елементів важливе значення має трафарет. Сітчасті трафарети виготовляють із нержавіючої сталі або нейлону. Сітку перед нанесенням на неї фоточутливої емульсії очищують органічними розчинниками, промивають в ультразвуковій ванні спочатку з миючим засобом, а потім у деіонізованій воді.

Трафарет не підлягає тривалому зберіганню, тому час до експонування необхідно скоротити до мінімуму. В установках експонування ділянки, що підлягли засвічуванню, задублюються, емульсія на них стає нерозчинною. Незасвічені ділянки вимиваються теплою водою або органічними розчинниками, внаслідок чого утворюється рисунок, що складається з відкритих вічок сітки.

Операції сушіння і впалювання паст, нанесених у вигляді рисунка, що виконує функції провідників, резисторів, діелектриків, служать для забезпечення адгезії рисунка до підкладки. Сушіння проводять у камерах з інфрачервоними випромінювачами.

Фізико-хімічні процеси, що відбуваються в матеріалах, з яких виготовляють товстоплівкові мікрозборки, важкокеровані, тому одержання заданих властивостей плівок досягається підгонкою.

Існує декілька видів підгонки плівкових резисторів при виробництві товстоплівкових мікрозборок. Найбільше застосування знайшли повітряно-абразивна і лазерна підгонки.

Сутність повітряно-абразивної підгонки полягає в оброблюванні рисунка резистивного шару струменем повітря зі зваженим у ньому порошком оксиду алюмінію. Установка для підгонки має робочу камеру з автоматичним переміщенням робочої голівки. Контроль процесу здійснюється за досягненням заданого опору резистора, який підганяється. Вимикання подачі повітря відбувається автоматично. Проте, незважаючи на ряд переваг (низьку вартість устаткування, простоту обслуговування і високу продуктивність), інерційність процесу, трудність підгонки резисторів малої ширини, забруднення підкладки і всієї схеми та низка інших недоліків обмежують застосування цього методу. Тому найбільшого розповсюдження набула лазерна підгонка. Вона здійснюється на установках, асортимент яких у нашій країні великий. Режими роботи на цих установках - автоматич-ний, автономний і ручний. Закріплення плати з резисторами, що підганяються, в контактуюче пристосування, виставлення резисторів у вихідне положення перед підгонкою під промінь лазера і зняття плати після підгонки провадяться оператором вручну, самі ж підгонки - автоматично.

Сутність процесу лазерної підгонки полягає у випалюванні частини, що підлягає видаленню, променем лазера. Цей метод має незаперечні переваги: відсутність механічного контакту з оброблюваним виробом, нечутливість до стану навколишнього середовища, швидке вимикання, можливість автоматизації, оплавлення скла в місці обробки, висока продуктивність і можливість підгонки при функціонуючій схемі тощо.

Сучасне складально-монтажне виробництво мікрозборок - це комплекс автоматизованих і роботизованих пристроїв. Укладання елементів на плати мікрозборок виконується роботами, що керуються вмонтованими мікропроцесорами. Паяння провадиться в установках групового паяння.

Гібридні підкладки із встановленими елементами завантажуються на стрічку, що рухається. Тепло в зоні нагрівання передається через основні стрічки, пари флюсу постійно відводяться із зони нагрівання і робочої зони вентиляційною системою.

Очищення підкладок від залишків флюсів після паяння електрорадіоелементів проводиться в спиртобензиновій (1:1) і спиртофреоновій (1:19) сумішах. Найбільш ефективним є очищення у киплячому розчиннику в установці типу "УПИ", яка забезпечує постійну дистиляцію спиртофреонової суміші. Застосовується й ультразвукове очищення при використанні водорозчинних флюсів.

Існують різні засоби герметизації: склом, паянням твердим або м'яким припоєм, органічними матеріалами, а також пластмасою.

1.4. Заходи безпеки

Заходи безпеки при застосуванні сильнодіючих отруйних речовин.

Під час виробництва друкованих плат, мікросхем і мікрозборок застосовується велика кількість різноманітних хімікатів та сильнодіючих отруйних речовин (СДОР). Розглянемо їх особливості та заходи захисту при їх застосуванні. Всі СДОР поділяються на дві категорії: до категорії І відносяться ті СДОР, що контролюються органами міліції (див. додаток 1); до категорії II відносяться СДОР, що не контролюються органами міліції (див. додаток 2).

За своїми характеристиками всі СДОР розподіляються на п'ять груп:

група 1 - сипучі і тверді, нелетючі за температури зберігання до 40 °С;

група 2 - сипкі і тверді, летючі за температури до 40 °С;

група 3 - (підгрупи А і Б) - рідкі, летючі, що зберігаються у ємкостях під тиском (затиснуті та скраплені гази);

група 4 - (підгрупи А і Б) - рідкі, летючі, що зберігаються у ємкостях під тиском;

група 5 - кислоти, що димляться.

До роботи зі СДОР не допускаються вагітні жінки і матері, що годують грудьми, а також підлітки до 18 років. Перевезення СДОР будь-яким видом транспорту здійснюється відповідно до правил їх транспортування. На перевезення СДОР ручним вантажем необхідно отримати дозвіл міліції, а перевезення в громадському транспорті (метро, трамвай, тролейбус, автобус) заборонено.

Розфасування сухих СДОР повинно здійснюватись у витяжних шафах, обладнаних вагами, до того ж верх тари, що на вагах, повинен бути вище верху тари, в яку насипаються СДОР. Для розфасування слід застосовувати ложки чи совки із нержавіючої сталі різних розмірів та з різними держаками за довжиною. Довжина держака повинна бути такою, щоб при набиранні отруйної речовини держак виходив із неї на 150-200 мм. Робітники повинні працювати у протигазах.

Страницы: 1, 2