Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Мероприятия по охране труда при изготовлении печатной платы преобразователя видео сигнала.






 

Темой данного дипломного проекта является разработка преобразователя видео сигнала. Устройство конструктивно выполнено на печатной плате. Рассмотрим вопросы, связанные с мероприятиями по охране труда при изготовлении печатной платы устройства.

Операции по сборке и монтажу радиоаппаратуры, в которой электрические соединения выполнены монтажными проводами, очень трудоемки. Для снижения трудоемкости работ применяют групповые методы монтажа, одним из которых является печатный монтаж. Печатным монтажом называется система печатных проводников, обеспечивающих электрическое соединение элементов схемы, экранирование, заземление. Получают печатный электрический монтаж, нанося тем или иным способом на изоляционное основание (плату) токопроводящие покрытия (проводники).

Проводники представляют собой узкие и тонкие полоски металла, выполняющие функции монтажных проводов. Печатные проводники могут быть нанесены на обе стороны изоляционного основания. Техника печатания предусматривает возможность нанесения не только соединительных проводников. Этим способом могут быть изготовлены также элементы схем (резисторы, емкости, индуктивности), однако получить с заданными параметрами их технологически сложно, поэтому этот способ применяют только для печатания проводников. Конденсаторы, резисторы, полупроводниковые элементы и другие детали, и элементы схем закрепляют в определенных точках печатных проводников, а затем припаивают к ним. Применительно к технике печатного монтажа такие детали и элементы получили название навесных.

Печатная плата представляет собой изоляционное основание с печатным монтажом или печатной схемой. Рассмотрим печатную плату применительно к этому дипломному проекту.

Конструктивно разработанное устройство выполнено на отдельной печатной плате из фольгированного текстолита или гетенакса, с применением односторонней печати. Печатная плата изготовлена сеточно-химическим способом. Данный метод обладает максимальной производительностью по сравнению с остальными методами, применяется при крупносерийном производстве при малой номенклатуре односторонних несложных печатных плат. При этом производится печатание кислостойкой краской позитивного изображения печатного монтажа через сетчатый трафарет на фольгированный диэлектрик. Пайка выводов деталей может, производится радиомонтажником.

Применение печатных схем не только снижает трудоемкость монтажно-сборочных и регулировочных работ, но и позволяет сократить габаритные размеры и массу радиоаппаратуры, уменьшить количество ошибок при монтаже и число контрольных испытаний, которые необходимы при обычных методах изготовления аппаратуры. Технология печатного монтажа обеспечивает возможность автоматизации и механизации процессов производства. Радиоаппаратура с монтажом, выполненным печатным способом, отличается стабильностью электрических и радиотехнических параметров, а также высокой механической прочностью, поскольку все детали прочно связаны с основанием - изоляционной платой.

Изоляционные основания печатных плат изготавливают из электротехнического или фольгированного гетинакса, фольгированного стеклотекстолита или других изоляционных материалов. Для предохранения плат печатного монтажа от воздействия влаги, а также повышения электроизоляционных свойств схемы, платы покрывают различными лаками и компаундами.

Разновидности схем

Пленочные интегральные схемы. Пленочными интегральными схемами называют микросхемы, элементы которых выполнены в виде тонких пленок. Параметры и функции микросхем определяются материалом, а также размером и формой пленок, наносимых на основание (подложку). При изготовлении микросхем в качестве подложки используют специальные марки стекла (С-41-1, С-48-3), а также ситалл (СТ-1, СТ-50-1).

Функциональные узлы электронных схем получают нанесением на подложки тонких пленок проводниковых диэлектрических, магнитных, магнитодиэлектрических и других материалов. Хотя экспериментально получены активные элементы (полупроводниковые приборы) методом тонкопленочной технологии, изготовление их с заданными параметрами связано с большими трудностями. Поэтому в качестве этих элементов используют объемные.

Размещение, форма, геометрические размеры пленочных элементов и методы их соединения, а также последовательность нанесения слоев схемы на подложку называют топологией пленочных микросхем. В зависимости от топологии схемы используют трафареты (маски), накладываемые на подложку и закрывающие ее части, не предназначенные для напыления. Маски изготавливают из медной фольги, бериллиевой бронзы, стали и других материалов толщиной 0, 07 - 0, 15 мм.

Твердые схемы. Твердой схемой называется устройство, состоящее из одного кристалла полупроводника, в котором сформировано несколько активных и пассивных элементов схемы без внешних соединений.

Твердые схемы делятся на две группы:

интегральные, где отдельные участки выполняют функции обычных электро- и радиоэлементов;

функциональные, в которых трудно или вообще невозможно выделить отдельные участки схем, равноценные обычным элементам.

Интегральные полупроводниковые схемы изготавливают с помощью 15 -20 технологических операций. На первой стадии технологического цикла ведется обработка материала (резка, шлифовка, и т.д.). На последующих операциях получают переходы и создают контакты, применяя избирательную диффузию и напыление металла, затем следует расчленение на отдельные элементы, присоединение выводов и заключение в оболочку.

Функциональные полупроводниковые схемы подобно интегральным получают, создавая внутри кристалла местные неоднородности, позволяющие управлять потоком объемных зарядов с помощью электрических и магнитных полей. Технология изготовления функциональных схем имеет много общего с технологией изготовления интегральных схем.

Гибридные интегральные схемы представляют собой функциональные узлы, состоящие из интегральных схем и отдельных микроэлементов, или узлы из нескольких интегральных схем.

Многослойные печатные платы. Создание твердых и гибридно-пленочных схем, имеющих высокую степень интеграции, т.е. насчитывающих в единице объема сотни элементов и десятки выводов, привело к необходимости коренного пересмотра технологии соединения деталей и узлов аппаратуры. Наиболее широко используемым способом размещения в малом объеме большого числа проводников, соединяющих отдельные схемы, является применение многослойных печатных плат.

Многослойная печатная плата состоит из ряда наложенных друг на друга слоев тонкопленочных схем с печатным монтажом. Часто в структуру многослойной печатной платы включают для охлаждения теплоотводящие полоски. О преимуществах многослойных печатных плат перед другими типами схемных соединений можно судить на основании следующего примера:

на плате площадью до 900 см. кв. и объемом в несколько десятков кубических сантиметров можно разместить сотни интегральных схем.

Многослойные печатные платы изготавливают разнообразными методами: металлизацией сквозных отверстий, по парным прессованием, послойным наращиванием, установкой пистонов, штырей, а также методом открытых контактных площадок и др. Некоторые из этих методов внедрены в производство и применяются для серийного выпуска радиоаппаратуры, другие разработаны в лабораторных условиях или находятся в стадии разработки.

Далее рассмотрим методы изготовления печатных плат, потенциальные опасности технологических операций для человека и способы защиты от них.

Мероприятия по охране труда при изготовлении печатных плат

Получившие наибольшее применение в промышленности методы изготовления печатных плат могут быть объединены по технологическим признакам в три основные группы.

1 группа - получение печатных проводников путем осаждения электролитической меди на изоляционное основание. Для этого используют следующие методы:

фотоэлектрохимический;

офсетноэлектрохимический;

сеточноэлектрохимический;

2 группа - получение печатных проводников путем травления фольгированного изоляционного материала. Для этого используют следующие методы:

фотохимический;

офсетнохимический;

сеточнохимический;

3 группа - получение печатных проводников путем переноса их со
стальной матрицы на изоляционное основание. Для этого используют следующие методы:

фотоперенос;

офсетоперенос;

сеточный перенос.

Каждый из способов приведенных выше имеет свои вредные для человека особенности.

Химическое осаждение меди для образования рисунка схемы делают при помощи трафарета, который получают путем нанесения нитрокраски на металлизируемую поверхность основания. Помимо вредностей, характерных для процесса химического осаждения металлов, на работающих оказывают действие растворители, используемые для удаления красок.

При нанесении рисунка токопроводящими красками с дальнейшим гальваническим наращиванием металла большую вредность для организма работающих представляют различные связующие вещества, растворители, восстановители, наполнители, входящие в состав токопроводящих красок. Наиболее вредное действие из этих веществ оказывают хлорорганические растворители (дихлорэтан, хлороформ и др.), ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол и др.), фенолоальдегидные и другие смолы, формальдегид и прочие вещества. При построении технологического процесса нанесения схем токопроводящими красками следует исключать возможность непосредственного контакта с ними работающих; большую роль при этом играет механизация технологических процессов. На рабочих местах должна быть установлена вентиляция, а работающие обязаны соблюдать меры производственной и личной гигиены.

При электролитическом методе наращивания металла необходимо соблюдать санитарные требования и правила по технике безопасности, принятые для гальванических цехов.

При пайке печатных схем методом погружения в расплавленный припой ПОС-61 пары свинца могут загрязнять воздух. Кроме того, возможны и ожоги работающих каплями расплавленного припоя (при ручном способе погружения платы). Поэтому ванны с расплавленным припоем должны иметь крышки и устройства для отсоса воздуха из ванн, а процесс погружения плат при пайке должен быть механизирован.

Вообще при изготовлении печатных плат большое значение с экологической точки зрения имеют те или иные примеси, содержащиеся в воздухе. В процессе ее производства в воздух выделяются вредные вещества:

1.пары при травлении листа стеклотекстолита (материал для изготовления печатных плат) раствором хлорного железа (по фотошаблону);

2. аэрозоли при пайке элементов радиоэлектроники припоем на основе олова (Sn) и свинца (РЬ) с применением паяльных флюсов (например, канифоль). Эти вредные примеси из воздуха через дыхательные пути, и пищевой тракт попадают в организм человека и способны привести к неблагоприятным по­следствиям

Согласно ГОСТ 12.1.007-76 " Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности" к вредным относят вещества, которые при воздействии на организм человека могут привести к профессиональным заболеваниям или нежелательным отклонениям состояния здоровья человека. По степени воздействия на организм ГОСТ 12.1.007-76 делит вредные вещества на четыре класса опасности:

1)чрезвычайно опасные;

2)высокоопасные;

3)умеренно опасные;

4) малоопасные.

Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен быть непрерывным для веществ 1-ого класса опасности и периодическим для веществ остальных классов.

Предельно допустимой концентрацией (ПДК) вредных веществ в воздухе называется такая концентрация, при которой ежедневное нахождение работника в течение 8-ми часового рабочего дня (кроме выходных) или при иной продолжительности, но не свыше 41 часа в неделю (около 6 часов в каждый день недели) в течение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений состояния здоровья. Это есть своеобразный порог (предел) на содержание вредных веществ в воздухе.

Нормирование показателей для классов опасности. Таблица 7.1.

Наименование Норма для класса опасности
    1-ого 2-ого 3-его 4-ого
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3 Менее 0, 1 0, 1-1, 0 1, 1-10, 0 Более 10
Средняя смертельная концентрация в воздухе рабочей зоны, мг/м3 Менее 500 - 5000 5000- 50000 Более 50000

 

При одновременном воздействии на человека нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений их фактических концентраций в воздухе помещения к их ПДК не должна быть выше единицы. К веществам однонаправленного действия относятся такие вещества, которые близки по своему химическому строению и характеру воздействия на организм человека, например, различные спирты, кислоты и щелочи.

При содержании в воздухе рабочей зоны нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием (как в рассматриваемом случае), ПДК остаются такими же, как и при их изолированном воздействии.

При пайке элементов радиоэлектроники в зону дыхания работающих поступают аэрозоли, токсичность которых зависит от состава применяемых флюсов и припоев. Среди этих аэрозолей в воздух рабочей зоны могут выделяться неорганические примеси свинца (РЬ). Согласно стандарту, свинец (РЪ) - это тяжелый металл, но в газообразном состоянии (аэрозоль) он имеет 1-ый класс опасности и ПДКс = 0, 01 (мг/м3). Наиболее интенсивно при типичном варианте электромонтажа в воздушную среду выделяются аэрозоли канифоли (флюс). Итак, при выборе припоев и флюсов необходимо учитывать их класс опасности и ПДК, а при выполнении такого рода работ руководствоваться требованиями санитарно-гигиеничесих правил. ПДК должны распространяться на все рабочие места производственного помещения.

Заданные параметры микроклимата в помещениях по производству печатных плат обеспечиваются проведением мероприятий, направленных на удаление источников выделения вредных веществ и разработку новых технологий, при которых уменьшается их выделение.

Однако даже при совершенной технологии и современном оборудовании не удается полностью исключить попадание в воздух производственного помещения вредных веществ. В этих случаях для защиты людей используется вентиляция.

Вентиляция производственного помещения - организованный и регулярный воздухообмен в производственном помещении, обеспечивающий создание благоприятных метеорологических условий и отвечающий требованиям технологического процесса. Вентиляционные системы обеспечивают необходимые параметры микроклимата, а также заданный состав воздушной среды в производственных помещениях.

В зависимости от сил, вызывающих перемещение воздуха, различают естественную и искусственную (механическую) вентиляцию.

При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется при помощи вентиляторов через систему воздуховодов. Именно этот вид вентиляции и выбирается для производственного помещения по изготовлению печатных плат.

По принципу действия механическая вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. В системе вентиляции воздух, подаваемый в рабочее помещение, может осушаться, увлажняться, подогреваться или охлаждаться, т.е. его параметры при механической вентиляции могут целенаправленно изменяться. Перспективным с точки зрения создания нормальных микроклиматических условий в рабочей зоне является использование кондиционирующих установок.

Расчет системы местной вентиляции производственного помещения

Для улавливания и удаления вредных веществ непосредственно с мест их образование используется местная вытяжная вентиляция. В связи с этим, рабочие места при пайке электропаяльником и травлении печатных плат должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией. При этом, по санитарным нормам на каждого работающего человека должно быть подано свежего воздуха не менее 20 (м3/ч) и не менее 30 (м3/ч), если объем помещения на одного работающего менее 20 (м3). Скорость движения воздуха непосредственно на рабочем месте должна быть не менее 0, 6 (м/с). Вентиляционные установки должны включаться до начала работ и выключаться только после их завершения.

Удаление воздуха, загрязненного вредными выделениями при пайке и травлении, осуществляется специальными устройствами местной вытяжной вентиляции в виде колпаков (зонтов), установленных непосредственно над поверхностью рабочего стола или вытяжных шкафов, соединенных с трубопроводом вытяжной вентиляции. Для рабочих мест в рассматриваемом про­изводственном помещении будем использовать зонты.

Количество воздуха, удаляемого в течение часа зонтом, рассчитывается по следующей формуле;

L = 3600-V.F, где

V (м/с) - средняя скорость всасывания воздуха в открытый проем зонта,

F ()- площадь открытого проема зонта.

Определим площадь открытого проема зонта как основного, в данном случае, параметра системы местной вентиляции.

При учете, что пайка производится с применением припоев, содержащих свинец, V выбирается равным 0, 8 (м/с). При травлении эта скорость может быть меньше. Такая скорость всасывания должна обеспечить отсутствие в воздушной среде производственного помещения по изготовлению печатных плат вредных веществ или их концентрацию, не превышающую ПДК. Для обеспечения V = 0, 8 (м/с) зонт должен быть открыт с двух сторон.

Для вычисления количества загрязненного воздуха при электромонтаже, удаляемого в течение часа из рабочей зоны, необходимо определить часовое количество выделяющихся при пайке паров свинца. Это можно найти по такой формуле:

K =p*r*R*N

где р - относительное количество содержания свинца в припое, %;

r - относительное количество свинца, испаряющегося в воздух рабочей зоны при одной пайке, %; R (r) - расход припоя на одну пайку; N - количество паек в час.

Наиболее распространенными являются свинцово-оловянные припои. ПОС-61 (припой оловянно-свинцовый марки №61) самый ходовой среди них. Он и используются при пайке деталей радиоэлектроники на печатную плату. У припоя ПОС-61 показатель р = 0, 39.

При расчете системы местной вентиляции данного производственного помещения будем исходить из условия, что в воздух рабочей зоны при одной пайке испаряется 3, 5% свинца, т.е. r = 3, 5% /100% = 0, 035. Количество припоя, уходящего на одну пайку, и количество паек в час задаются в технологических картах, разрабатываемых для того или иного вида монтируемой аппаратуры. В первом приближении считаем, что при электромонтаже разрабатываемого изделия, на одну пайку расходуется в среднем 0, 1 (г) припоя ПОС-61 (пайка объемных элементов). Число паек в час принимаем 60 (с учетом времени на отбор и установку необходимого элемента).

Тогда:

Кс = 0, 39- 0, 035 • 0, 1-60 = 0, 082 г = 82мг

Тогда, количество воздуха, которое необходимо удалить из рабочей зоны за 1 (час):

где ПДКс = 0, 01 (мг/м^3) - ПДК паров свинца.

Откуда получаем:

В итоге можем рассчитать площадь сечения приемного отверстия зонта:

,

где А и В - линейные размеры приемного отверстия зонта. Исходя из последнего

условия, берем площадь сечения приемного отверстия зонта F = 2, 9 м кв, т.е. его линейные размеры могут быть выбраны в соответствии с габаритами столов, над которыми установлен зонт А= 2, 4 (м) - длинная сторона и В = 1, 21 (м) - короткая сторона.

Выводы:

Печатный монтаж снижает трудоемкость монтажно-сборочных и регулировочных работ. Позволяет сократить габаритные размеры и массурадио аппаратуры, уменьшить количество ошибок при монтаже. Технология печатного монтажа обеспечивает возможность автоматизации и механизации процессов производства

При изготовлении печатных плат в обязательном порядке должны проводиться мероприятия по охране труда, включающие в себя как применение средств индивидуальной защиты персонала (использование защитных костюмов и средств личной гигиены), так и общие мероприятия, такие как установка вентиляции на рабочих местах и механизация технологических процессов. Большое значение для безопасности работающих также имеет строгое соблюдение ими санитарных требований и правил по технике безопасности принятых на их конкретных предприятиях и цехах.

Для обеспечения нормальных рабочих условий в монтажном цеху на рабочем месте при пайке и травлении, необходимо применять устройства местной вытяжной вентиляции в виде колпаков (зонтов), установленных непосредственно над поверхностью рабочего стола.

В данной главе произведен расчет, который показывает, что при пайке с применением припоев содержащих свинец, для полного удаления вредных веществ из рабочей зоны нужно использовать зонт. Для используемого припоя ПОС – 61 получены следующие результаты:

количество воздуха, которое необходимо удалить из рабочей зоны за 1 час: 8200 м.куб.

площадь сечения приемного отверстия зонта: 2, 85 м. кв.

Заключение

 

Задачей данного дипломного проекта являлось ознакомление с принципами построения ПТС и разработка декодера, входящего в видеотракт передвижной телевизионной станции.

В ходе проектирования была разработана структурная схема декодера, состоящая из следующих блоков: входного согласующего устройства, усилителя-распределителя цифрового сигнала, демультиплексора, цифро-аналоговых преобразователей, фильтров нижних частот, усилителей аналоговых сигналов, выходных каскадов, дополнительного кодера сигнала PAL.

В соответствии с параметрами сигналов описана работа входного согласующего устройства, демультиплексора, цифро-аналоговых преобразователей. Разработаны и рассчитаны каскады фильтров нижних частот, усилителей и выходные каскады. В соответствии с техническим заданием разработана топология печатной платы рассчитанных каскадов.

Проработаны вопросы по экологии и безопасности жизнедеятельности, в частности необходимые мероприятия по охране труда при изготовлении печатных плат и расчет системы местной вентиляции производственного помещения.

Рассмотрены технико-экономические характеристики спроектированного устройства, включающие в себя: расчет капитальных затрат, себестоимости каскадов фильтров нижних частот, усилителей и выходных каскадов, их оптовой цены и надежности работы, определен годовой экономический эффект применения ЦАП.

Таким образом, дипломный проект полностью удовлетворяет всем установленным требованиям и соответствует техническому заданию в полном объеме.

 

9.Список литературы.

 

1. Локшин Б. А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. - М.: Сайрус системс, 2001.

2. Ричард Брайс Справочник по цифровому телевидению. – М: Эра, 2001.

3. Безруков В.Н. Цифровая обработка телевизионных сигналов. Учебное пособие, часть1. М. 1998.

4. Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения. Учебное пособие. – М. 2001.

5. Лузин В.И., Никитин Н.П., Шестаков А.А. Основы телевизионной техники. –М: Солон-Пресс, 2003.

6. Под редакцией проф. Кривошеева М.И. Цифровое телевидение. – М: Связь, 1980

7. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для высших учебных заведений. – М: Радио и связь, 1986.

8. Александрова Т.А. Проектирование усилителей телевизионных сигналов. – М: Связь, 1971.

9. Цыкина А.В. Электронные усилители. – М: Радио и связь, 1982.

10. Ханзел Г. Справочник по расчету фильтров. – М: Советское радио, 1974.

11. Под редакцией Чистякова Н.И. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. – М: Радио и связь, 1990.

12. Кпуфман М., Сидман А. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. – М: Энергоатомиздат, 1993.

13. Новаченко И.В., Телец В.А. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник.– М: Радио и связь, 1991.

14. ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений.

15. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД. Справочник. – М: Издательство стандартов, 1989.

16. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. Под ред. С. В. Якубовского. - М.: Радио и связь, 1989.

17. Операционные усилители: Справочник. Под редакцией Дворянской С.И. –М: Патриот, 1996.

18. Конденсаторы: Справочник. Под редакцией Четветкова И.И., Дьяконова М.Н. – М: Радио и связь, 1993.

19. Резисторы: справочник. Под редакцией Четветкова И.И., Терехова В.М. –М: Радио и связь, 1991.

20. Баклашов Н.И. и др. Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды: Учебник для вузов.-М.: Радио и связь, 1989.

21. Резникова Н.П., Демина Е.В. Методические указания по технико- экономическому обоснованию дипломных проектов. - М.: МТУСИ, 2000.

 

 

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.