.

Produkcja p³ytek drukowanych

P³ytki drukowane stanowi¹ podstawowy ele-

ment praktycznie wszystkich urz¹dzeñ elek-

tronicznych, zapewniaj¹cy mocowanie i elek-

tryczne po³¹czenia podzespo³ów. Produkcja

p³ytek drukowanych wszystkich typów

(sztywnych, elastycznych, jedno-, dwu- i wie-

lowarstwowych) opiera siê wspó³czeœnie na

technologiach mokrych, wykorzystuj¹cych

du¿e iloœci energii, wody i substancji che-

micznych, stanowi¹cych powa¿ne zagro-

¿enie dla zdrowia i œrodowiska (tablica 3).

Podstawowe operacje chemicznego tra-

wienia miedzi prowadzono dawniej z u¿y-

ciem kwasu chromowego i chlorku ¿elazo-

wego, zaœ obecnie _ g³ównie z u¿yciem

œrodków zasadowych: chlorku amonowego

i siarczanu amonowego oraz kwasowych _

np. chlorku miedziowego. K¹piele trawi¹ce

i p³ucz¹ce wymagaj¹ du¿ych iloœci wody _

szacuje siê, i¿ jej zu¿ycie siêga 400

÷

2000

litrów/warstwê x m

2

. W operacjach metali-

zacji otworów w p³ytkach drukowanych sto-

suje siê ok. 170 substancji chemicznych,

w tym ok. 50 stanowi¹cych du¿e zagro¿e-

nie dla zdrowia z powodu w³aœciwoœci ³atwo-

palnych, wybuchowych, ¿r¹cych i toksycz-

nych. Najpopularniejsza z siedmiu znanych

technologii metalizacji _ miedziowanie bez-

pr¹dowe wykorzystuje rakotwórczy formal-

dehyd. W wyniku procesów powlekania

elektrolitycznego p³ytek wody œciekowe s¹

zanieczyszczone przez toksyczne dla zdro-

wia i œrodowiska substancje _ g³ównie:

kadm, chrom, miedŸ, o³ów, nikiel, cynk, cy-

janek i toksyczne zwi¹zki organiczne. Sto-

sowane w k¹pielach odczynniki chelatuj¹-

ce utrudniaj¹ wytr¹canie metali ze œcieków,

w wyniku czego wykazuj¹ one du¿¹ szko-

dliwoœæ dla œrodowiska.

Coraz czêœciej stosuje siê pow³oki ochron-

ne (conformal coating) zabezpieczaj¹ce

zmontowane p³ytki przed czynnikami ze-

wnêtrznymi. S¹ to zwykle cienkie (25-50

µ

m) plastyczne membrany przylegaj¹ce

œciœle do zabudowanej p³ytki. Wspó³czesne

technologie nak³adania pow³ok ochron-

nych s¹ oparte na rozpuszczalnikach bê-

d¹cych Ÿród³em toksycznych odpadów

p³ynnych i lotnych zagra¿aj¹cych pracow-

nikom oraz okolicznej ludnoœci. Szczegól-

nie groŸna jest grupa lotnych substancji

organicznych VOC (Volatile Organic Com-

pounds) wykazuj¹cych wielostronne dzia-

³anie toksyczne, w tym podejrzewanych

o rakotwórczoœæ (np. trój- i czterochloroe-

tylen, chlorek metylu) i o udowodnionej ra-

kotwórczoœci _ np. benzen. Ma³e dawki

benzenu wywo³uj¹ podra¿nienie oczu i b³on

œluzowych uk³adu oddechowego. Du¿e

dawki powoduj¹ œpi¹czkê i œmieræ w wyni-

ku zatrzymania akcji oddechowej. D³ugo-

trwa³e nara¿enie na ma³e dawki mo¿e spo-

wodowaæ zahamowanie czynnoœci szpiku

i bia³aczkê.

Przemys³ kablowy

Wielka skala i specyfika produkcji przewo-

dów izolowanych i kabli usprawiedliwia

odrêbn¹ analizê jej zagro¿eñ dla zdrowia

i œrodowiska. Jeden z amerykañskich oœrod-

ków uniwersyteckich specjalizuj¹cych siê

w studiach nad ograniczeniem stosowania

toksyn zidentyfikowa³ 28 substancji toksycz-

nych stosowanych w przemyœle kablowym,

m.in. polichlorek winylu (PVC _ polyvinyl

chloride), metale ciê¿kie: o³ów, kadm, bar,

chrom, cynk, zwi¹zki antymonu, chlorowco-

wane œrodki spowalniaj¹ce palenie i ftalany

[14]. S¹ wœród nich substancje rakotwórcze

i podejrzane o rakotwórczoœæ [15].

Podstawowe grupy materia³ów sk³adowych

przewodów izolowanych i kabli to:

q

miedŸ i aluminium (hipotezy o toksycz-

nym oddzia³ywaniu aluminium na mózg,

powoduj¹cym rozwój choroby Alzheimera,

dotychczas nie zweryfikowano),

q

¿ywice termoplastyczne i termoutwar-

dzalne _ zw³aszcza polietylen i polichlorek

winylu _ PVC (substancja wyjœciowa _

chlorek winylu _ jest rakotwórcza, podobnie,

ZAGRO¯ENIA ZE STRONY

PRZEMYS£U ELEKTRONICZNEGO

(3)

r

RÓ¯NE

26

jak dioksyny wydzielane z PVC w tempera-

turze powy¿ej 250

o

(C),

q

plastyfikatory zapewniaj¹ce giêtkoœæ

oraz wytrzyma³oœæ mechaniczn¹ _ zw³a-

szcza ftalany, g³ównie DEHP (di-2-ethylhe-

xylphthalate) _ rakotwórczy w odniesieniu do

gryzoni i podejrzewany o rakotwórczoœæ

w odniesieniu do ludzi,

q

œrodki stabilizuj¹ce zapewniaj¹ce od-

pornoœæ na nara¿enia termiczne oraz na

wilgotnoœæ i promieniowanie œwietlne (wi-

dzialne i UV) _ g³ównie toksyczne zwi¹zki

o³owiu i sole metali,

q

œrodki chemicznie spowalniaj¹ce palenie

_ zwi¹zki nieorganiczne, w tym trójtlenek an-

tymonu, uszkadzaj¹cy w¹trobê i miêsieñ

sercowy, podejrzewany o rakotwórczoœæ,

oraz wodorotlenek glinu (ATH _ alumina tri-

hydrate), chlorowane i bromowane zwi¹zki

organiczne a tak¿e zwi¹zki fosforu,

q

wype³niacze (drobno sproszkowane ma-

teria³y zapewniaj¹ce odpowiednie w³aœciwo-

œci elektryczne i mechaniczne) _ takie jak

wêglan wapniowy, talk, krzemionka (SO

2

,

w postaci krystalicznej py³ rakotwórczy),

kaolin,

q

œrodki smaruj¹ce przyspieszaj¹ce pro-

dukcjê d³ugich odcinków kabli _ zw³aszcza

kwas stearynowy,

q

barwniki i pigmenty oparte g³ównie na to-

ksycznych zwi¹zkach metali cie¿kich.

Z badañ dotycz¹cych amerykañskiego prze-

mys³u kablowego [14] wynika, i¿ w latach

1990-1999 osi¹gniêto pocz¹tkowo pewien

postêp, a w ostatnich latach stabilizacjê

w zakresie stosowania niektórych substan-

cji toksycznych w przeliczeniu na jednostkê

produkcji. Niemniej jednak zarówno bez-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 6/2003

E

EL

LE

EK

KT

TR

RO

ON

NIIK

KA

A

a

a

Œ

ŒR

RO

OD

DO

OW

WIIS

SK

KO

O

Operacja technologiczna

Odpady

Iloœæ odpadów

/1

przeliczona na 100 m

2

p³ytek 4-warstwowych

Trawienie

Œrodki trawi¹ce

570,4 l

Wywo³ywanie fotorezystu

Œrodki wywo³uj¹ce

814,9 l

Usuwanie fotorezystu

Rozpuszczalniki

24,4 l

Usuwanie warstwy

cynowo-o³owiowej

Œrodki trawi¹ce

69,2 l

Wywo³ywanie maski

przeciwlutowej

Wywo³ywacz

244,5 l

Mikrotrawienie

Œrodki trawi¹ce

65,2 l

Trawienie kwasem siarkowym

Roztwór kwasu

siarkowego

48,9 l

Miedziowanie bezpr¹dowe

Zu¿yta k¹piel

105,9 l

Ciêcie p³ytek

Œcinki p³ytek

17,4 m

2

, 22,3 kg Cu

/1

Przy typowych za³o¿eniach odnoœnie parametrów procesu [13].

T a b l i c a 3. Odpady powstaj¹ce przy produkcji p³ytek drukowanych [13]

wzglêdna iloœæ substancji toksycznych u¿ywanych do produkcji, jak

i zanieczyszczeñ uwalnianych do œrodowiska w tym okresie

wzros³a.

Prace monta¿owe

Podobnie, jak w przypadku produkcji podzespo³ów, wielkie zró¿ni-

cowanie skali i typów prac monta¿owych sprawia, i¿ ocena ich od-

dzia³ywañ zdrowotnych i œrodowiskowych wykracza poza ramy syn-

tetycznego przegl¹du. Oprócz zagro¿eñ typowych dla przemys³u che-

micznego i maszynowego wystêpuj¹ w ró¿nym stopniu nara¿enia na

silne promieniowanie œwietlne (UV, widzialne i IR), pola elektryczne

i magnetyczne, promieniowanie jonizuj¹ce, pora¿enia elektryczne.

Prace monta¿owe w zakresie mikroelektroniki oraz zespo³ów

i urz¹dzeñ elektronicznych czêsto sprowadzaj¹ siê do powtarzaj¹-

cych siê cyklicznie podobnych czynnoœci _ ruchów lub wysi³ku

miêœni. S¹ one przyczyn¹ wielu dolegliwoœci systemu miêœniowo-

szkieletowego, zw³aszcza koñczyn górnych. Typow¹ dolegliwo-

œci¹ pracowników oddzia³ów monta¿owych przemys³u elektronicz-

nego jest tzw. zespó³ cieœni nadgarstka (Carpal Tunnel Syndrome)

_ wynik d³ugotrwa³ych powtarzaj¹cych siê obci¹¿eñ miêœni pal-

ców i d³oni, niewygodnej pozycji rêki lub drgañ _ prowadz¹cy do

uszkodzenia nerwu poœrodkowego. Towarzysz¹ mu niezgrabne

ruchy rêki oraz uczucie zdrêtwienia, mrowienia i bólu. Przyk³adowo,

w jednej z kanadyjskich wytwórni elektronicznych zatrudniaj¹cej 700

osób z ¿¹daniem odszkodowania z powodu zespo³u cieœni nadgar-

stka wystapi³y na przestrzeni 5 lat 52 osoby [16].

Typowe dla monta¿u elektronicznego prace lutownicze stanowi¹ za-

gro¿enie zdrowotne ze wzglêdu na obecnoœæ w stopach lutowniczych

o³owiu oraz popularnego topnika _ kalafonii. Opary kalafonii s¹

czynnikiem uczulaj¹cym i podra¿niaj¹cym górne drogi oddechowe,

oczy i skórê. D³ugotrwa³e nara¿enie na opary kalafonii mo¿e wywo-

³aæ chroniczn¹ astmê, jedn¹ z najczêstszych chorób zawodowych.

W ostatnich latach zidentyfikowano dwa zespo³y chorobowe o z³o-

¿onym pochodzeniu wystêpuj¹ce g³ównie w warunkach przemys³o-

wych: zespó³ ”chorego budynku” _ SBS (Sick Building Syndrome)

oraz zespó³ wra¿liwoœci na chemikalia _ MCS (Multiple Chemical

Sensitivities) [6]. SBS okreœla odczuwany przez pracownika dyskom-

fort oraz objawy chorobowe, na które sk³adaj¹ siê osobiste czynni-

ki psychologiczne, czynniki zwi¹zane z wykonywan¹ prac¹ oraz

czynniki zwi¹zane z konstrukcj¹ i wyposa¿eniem pomieszczeñ

(budynków) oraz panuj¹cymi w nich warunkami œrodowiskowymi.

Czynniki konstrukcyjne, np. systemy wentylacyjne, obecnoϾ czyn-

ników alergizuj¹cych i podra¿niaj¹cych, zanieczyszczeñ typu mikro-

biologicznego (np. bioaerozoli), mechanicznego (np. z mebli, dywa-

nów) oraz chemicznego (np. kleje, farby, tonery, substancje z ma-

teria³ów budowlanych), wywo³uj¹ ró¿norodne uporczywe dolegliwo-

œci. Niedostatecznie dotychczas przebadany zespó³ MCS polega na

tym, i¿ organizm w wyniku okreœlonego nara¿enia na czynnik szko-

dliwy zostaje uczulony na ma³e dawki ró¿nych œrodków chemicznych

powoduj¹cych silne dolegliwoœci ze strony ró¿nych organów.

n

Tomasz Buczkowski

L I T E R A T U R A

[13] EPA (Environmental Protection Agency): Printed Wiring Board, Pollution Prevention

and Control Technology: Analysis of Updated Survey Results: www.epa.gov/

[14] TURA Data Review, Cable & Wire Industry Sector: Methods and Policy Report No.

22, Toxics Use Reduction Institute, University of Massachusetts Lowell, April 2002.
[15] Environmental, Health and Safety Issues in the Coated Wire and Cable Industry:

Technical Report No. 51, Toxics Use Reduction Institute, University of Massachusetts

Lowell, April 2002.
[16] Carpal Tunnel Syndrome, Canadian Centre for Occupational Health & Safety,

www.ccohs.ca/

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 6/2003

27

r

OD i DO CZY

TELNIKÓW

ICAP/4-WINDOWS-DEMO

P

rogram ICAP/4-Windows-demo ”odkryliœmy” dziêki artyku³o-

wi w ReAV nr 12/196. Pobraliœmy go ze strony www Intuso-

ftu - w wersji 8.3.9-b.1726. Jest to pokaŸna aplikacja,

która, naszym zdaniem, powinna byæ zainstalowana na kom-

puterze ka¿dego elektronika. Mimo, ¿e wersja demo ma istotne ogra-

niczenia (maks. 20 elementów _ lecz czêsto pracuje przy wiêkszej licz-

bie elementów, brak niektórych funkcji - np. wykresów Smitha, itd.), to

jest znakomitym narzêdziem dla elektroników. Mnogoœæ opcji pro-

gramu wykorzystywanych do przeprowadzania symulacji i dobrej wi-

zualizacji uzyskiwanych wyników powoduje, ¿e z programem nale¿y

siê doœæ d³ugo ”oswajaæ”, tym bardziej, ¿e aplikacja jest po angielsku.

Poza tym, czêœæ zastosowanej terminologii matematyczno-statystycz-

nej oraz informatycznej, wymaga od u¿ytkownika niema³ej wiedzy z te-

go zakresu. Dlatego, aby w pe³ni wykorzystaæ to narzêdzie, nale¿y byæ

odpowiednio przygotowanym do korzystania z niego.

Podstawowym przeznaczeniem aplikacji jest przeprowadzanie sy-

mulacji uk³adów elektronicznych. Zatem kluczow¹ rolê odgrywa

znajduj¹ca siê w programie biblioteka modeli elementów i podzespo-

³ów. W wersji 1726 by³a ona bardzo ma³a _ tylko 150 elementów. Na-

tomiast w wersji 8.3.10-b o numerze 1965 -_ to siê radykalnie zmie-

ni³o i biblioteka elementów zawiera ich ju¿ ponad 1200. Jest to bar-

dzo dobra wiadomoœæ, tym bardziej, ¿e spoœród np. elementów

analogowych, w bibliotece s¹ takie, które masowo s¹ stosowane w

Europie. Daje to mo¿liwoœæ polepszenia ”jakoœci symulacji”, gdy¿ mo¿-

na symulowaæ tym programem uk³ady w oparciu o modele bardziej

zbli¿one do praktycznie stosowanych w uk³adach elektronicznych.

Nawiasem mówi¹c, zdobycie modelu elementu zgodnego z tym pro-

gramem i odpowiadaj¹ce elementowi, który chcemy zastosowaæ w

uk³adzie praktycznym, nie jest czêsto zadaniem ³atwym.

Korzystanie z takiego programu, przy za³o¿eniu trafnego doboru mo-

deli elementów, pozwala na znaczne uproszczenie projektowania

i analizy uk³adów elektronicznych, a nawet sprawia, ¿e staje siê ono

bardziej komfortowe, dok³adne i wszechstronne, jednym s³owem _

nowoczesne. Ponadto umo¿liwia szybkie wygenerowanie (i dostêp)

obszernej dokumentacji _ analizy wyników symulowanego uk³adu.

Zmniejsza istotnie czas zu¿ywany na dobór elementów w projekto-

wanym uk³adzie, poniewa¿ skutki zmian elementów (tzn. zmiany pa-

rametrów uk³adu) mo¿na szybko przeœledziæ w samym programie_

bez czasoch³onnych wymian elementów i czêstych, ¿mudnych po-

miarów, w kolejnych uk³adach próbno-prototypowych.

Uwa¿amy, ¿e w „Radioelektroniku” nie powinno brakowaæ informa-

cji, a nawet ca³ych artyku³ów, na temat tak uniwersalnych aplikacji

dla elektroników, jak np. ICAP/4. Nam wystarczy³ doœæ krótki artyku³

nt. tego programu, aby siê nim dok³adniej zainteresowaæ. Szersza

jego prezentacja na ³amach ReAV (z praktycznymi przyk³adami), sta-

nowi³aby z pewnoœci¹ _ tak uwa¿amy _ b. ciekaw¹ propozycjê dla

elektroników i to bardzo edukuj¹c¹. Warto dodaæ, ¿e ta wersja

ICAP/4 jest bezp³atna, co ma swoje znaczenie, przede wszystkim dla

m³odszego pokolenia elektroników.

n

Stali Czytelnicy

Od redakcji: W odpowiedzi na sugestiê Czytelników wkrótce zamie-

œcimy szersze omówienie pakietu programowego ICAP/4.

Sprostowanie

Do artyku³u ”Telefoniczna stacja pomiarowa” w poprzednim numerze ReAV

zakrad³ siê b³¹d w adresie strony www Autora. Wydrukowano

www.if.pw.edu.pl/~Kupczak a powinno byæ www.if.pw.edu.pl/~kupczak.

Przepraszamy Autora i Czytelników.