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制造印刷电路板
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芯片或集成电路(IC)会安装到一块较大的基板上,这种基板叫做印刷 电路板(PrCB)。印刷电路板和许多其他元件(包括集成 电路、电连接器和晶体管等)一起构成了电子产 品。制造印刷电路板的许多工序和制造芯片一 样,因此二者有许多相同危害(例如光掩模、蚀 刻和添加薄膜时的危害),但前者的生产规模更 大。
化学品和金属的用量越大,或具有潜在危险的工序越多,工人就越有可能 受到伤害,产生的废物和污染也会越多。
制板
印刷电路板是环氧玻璃纤维制 成的塑料薄板(玻璃纤维可以增强塑 料强度),两面都有薄薄的一层铜。也 有些印刷电路板会用铝、镍和其他金属。
从板上剥去多余的铜之后,剩下的金属就是联 通不同元件的电路。电路板有不同的种类:单面板, 双面板和多层板(电路在板内部,元件在板外部)。
印刷电路板光掩膜的危害
印刷电路板的光掩膜工序,是先用光刻胶覆盖设计中需要保留铜的区域, 然后用紫外线照射使光刻胶变硬。不需要保留的材料则相对柔软,容易去除。
- 在使用光掩膜机以及从机器中取出印刷电路板时,需要良好的通风来 保护工人,免受化学品侵害。
- 工人需要包括防化服和防紫外线眼镜在内的防护装备。参阅第18章:个 人防护装备。
- 站在可以吸收压力的垫子上并有足够的休息时间,可以防止肌肉疼痛、 劳损和过劳伤害(参阅第7章:人体工效学)。
DES(显影,蚀刻,剥膜)工序的危害
DES车间通常很大,印刷电路板需要由传送带移动通过多台机器。许多化 学品会添加到电路板上,相关工序完成后再从板上移除——这些工序会给车间 里所有工人带来问题。
首先要用碳酸钾或一水碳酸钠去除光刻胶, 然后用氯化铜或氯化铵除去 铜,接下来是几个清洁步骤,最后一步是除去覆盖在要保留的铜上的硬化光掩 膜。以上这些化学品,吸入或沾到皮肤上都是有害的。
“电镀”工序会添加更多层的铜。固定在架子上的电路板先浸入化学清洗 水浴中,再浸入电镀水浴中添加铜,或浸入非电镀水浴中添加镍。最后还要浸 入镀锡或镀锡铅合金的水浴之中。
有些金属比其他金属危害更大。许多国家禁止使用铅。铅可能致癌,因此 不应使用。许多人对镍过敏,镍也可能致癌。吸入金属和酸产生的烟雾都是有 害的。有关金属的更多信息,参阅附录B。
保护DES和电镀车间的工人
- 局部通风必须强力,重点是将化学水浴和每台机器产生的烟雾抽走。
- 工人可能需要配戴呼吸器,以防吸入通风设施不能吸走的烟雾。
- 工人需要穿戴耐酸的衣服、靴子、 手套(需要每天更换)、护目 镜和其他装备,以防酸、 溶剂和其他化学品造 成 的飞溅、烧伤、滑倒和其 他伤害。
为电路板安装元件做好准备
电路板送去组装厂之前,可能还需经过一系列其他工序。为了保护工人, 雇主必须采取一些与DES车间类似的预防措施。这些工序包括:
- 防焊:给电路板涂上化学品形成防焊膜,以保护非金属区域免受焊接工 序的影响。
- 图标:通过墨水或激光打印,在板上标出安装元件的位置,这对日后维 修也有帮助。
- 去除锡/铅:用硝酸和三价铁离子的混合溶液把锡或锡铅合金剥离,让铜 暴露出来。
- 最终表面处理:抛光焊点,以便安装元件;把电路板浸入含镍和金的溶 液,增强导电性。