3.2 Расчеты выбросов при производстве печатных плат

При расчётах выбросов вредных веществ используются нормативные показатели, которые для электронного оборудования разработаны применительно к условной печатной плате (УПП) [39]. Использование таких показателей является частным случаем широко применяемого в промышленности метода «изделия-представителя», когда для какого-то типового изделия детально разрабатываются различные численные показатели, по выбросам, как в данном случае, по затратам материалов, энергии, стоимости и т. п., а для конкретного изделия показатели рассчитываются, исходя из отличий данного изделия от изделия-представителя (обычно пользуются пропорциональной зависимостью между параметрами «изделия-представителя» и проектируемого изделия).

За условную печатную плату (изделие-представитель) принята однослойная плата размером 210×210 мм, площадью 0,0441 м² (заготовка 250×250 мм.), имеющая 2 фиксирующих и 2 технологических отверстия диаметром 5−6 мм и 100 монтажных отверстий диаметром 0,4 мм.

Для оценки выбросов при подготовке печатных плат, нанесении и снятии фоторезистов, химико-гальванической обработке следует использовать данные табл. П3.1−3.7 прил. 3, в которых приведено количество основных вредных веществ в граммах, выбрасываемое при производстве одной печатной платы:

m , г/УПП.

Расчет для каждого вещества и для каждой операции производится по формуле:

M = m ∙ k ∙ N , г/ч, (3.1)

где m – количество i-го вредного вещества, выделившегося при выполнении данной операции, г/ч;

– коэффициент пересчета с УПП на данную реальную плату для j-й операции;

– количество печатных плат данного типа, обрабатываемых при j-й операции в час.

Допускается принимать производительность на всех операциях одинаковой: = const (но она может быть назначена разной для различных типоразмеров производимых печатных плат).

При использовании данных табл. П3.1 − П3.7 прил. 3 необходимо иметь в виду следующее обстоятельство: для ряда подготовительных операций ( строка 1 табл. П3.1) выбросы сразу в г/ч и их необходимо лишь пересчитать на реальную плату по соотношению между реальным периметром Р и периметром :

.

Этот же коэффициент применяется и при пересчёте операций получения заготовки и фрезеровании ПП по контуру (строки 2, 5, 6 табл.П3.1). При обработке поверхности должен применяться коэффициент, равный отношению площадей заготовки и УПП. Для этих операций обязательно уточнение по величине (см. формулу 3.1).

Для сверления фиксирующих и технологических отверстий (строка 3 табл. П3.1)

.

Для сверления монтажных отверстий диаметром (строка 4 табл. 3.1)

.

Если требуются другие диаметры отверстий, этот коэффициент уточняется умножением на отношение .

Для процессов получения рисунка схемы (табл. П3.2) величина выбросов уточняется по коэффициенту, пропорциональному площади ПП F, м ²;

.

Для многослойных печатных плат вводится поправка на число слоев (строка 5 табл. П3.2).

Имеются некоторые особенности расчётов для операций на химико-гальваническом участке. Все эти операции (табл. П3.3) отнесены к производительности – одна УПП в час. Поэтому и здесь для расчётов по формуле используется производительность и коэффициент . Но поскольку целый ряд операций производится в гальванических ваннах и выделение вредных веществ во многом определяется площадью поверхности ванны, то следует иметь в виду, что данные табл. П3.3 для этих операций приведены при площади поверхности ванны S = 1 м².

Если ванны имеют другую площадь зеркала , необходимо умножать выделение по данному компоненту на коэффициент

.

Это касается операций, указанных в строках 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 табл. П3.3. Такой же пересчёт необходим и для операций, перечисленных в строках 11, 13, 14 табл. П3.3, в тех случаях, когда эти операции предусмотрены технологией. Для операции обезжиривания едким натром (строка 8, табл. П3.3), кроме коэффициента для , следует ввести поправку на интенсивность испарения едкого натра. Она учитывает тот факт, что испарение этого вещества падает слабее, чем уменьшается площадь зеркала:

= .

Эта поправка вводится сомножителем в формулу 3.1.

Расчёты по формуле 3.1 с использованием удельных параметров табл. П3.3 приложения привязаны к печатным платам безотносительно к применяемому технологическому оборудованию. При детальных расчётах они могут быть уточнены по табл. 57, 58 справочного пособия [39].

Результаты расчетов по данному разделу суммируются по каждому веществу, т. е. составляется сводная таблица выбросов вредных веществ за час, в сутки, за квартал (при известных нормальных для данного производства продолжительности рабочего дня и рабочей недели) и за год. Эти данные, просуммированные с результатами расчетов при монтаже электронной аппаратуры, являются итоговыми для анализа и исходными для расчёта величины оплаты за выбросы в атмосферу.

В тех случаях, когда необходимо оценить выделение вредных веществ в технологических процессах непрерывного микроэлектронного производства, важно иметь в виду, что оно содержит множество серьёзных особенностей по сравнению с описанным выше производством печатных плат. Выбросы в процессе такого производства определяются не только типом применяемого оборудования, но и характером микросхем. Количество выбросов и их состав резко различаются для полупроводниковых микросхем, тонких и толстых плёнок, акустоэлектроники [40]. Например, только для операций монтажа микросборок выбросы ацетона для тонких пленок и акустоэлектроники могут различаться в 1,5 – 2,0 раза. Поэтому ниже приводятся лишь самые общие рекомендации для расчётов выбросов при изготовлении полупроводниковых микросхем – табл. П3.4, П3.5, П3.6 прил.3. Для остальных вариантов необходимо руководствоваться табл. 59−63 работы [39].

Расчёты по данным табл. П3.4, П3.5, П3.6 проводятся по всему спектру выделяемых веществ: за час, – за сутки, месяц и год по всем операциям. Следует лишь иметь в виду, что перечень выделяемых вредностей зависит от конструкции микросборки и состава элементов в ней (особенно для операций, указанных в строках 14, 15, 16 табл. П3.4 и строке 4 табл. П3.6).

При расчётах применительно к элементам оптоэлектроники, а также изделиям полупроводниковых систем частного применения необходимо использовать данные табл. 67 работы [39].