Особенности обеспечения производственной и экологической безопасности при производстве изделий электронной техники.

 

Технологические процессы изготовления электронных изделий характеризуются большим разнообразием применяемых химических веществ. Это спирты (этиловый, бутиловый, амиловый и др.), кислоты (плавиковая, соляная, серная и др.), растворители (ацетон, ксилол, толуол и др.), щелочи (едкий натр, едкий калий и др.), компоненты фоторезисторов, пыль (стеклянная, полупроводниковая, керамическая и др.).

Газообразные отходы производства можно разделить на неорганические, органические, специальные нагретые и смешанные. При их обезвреживании применяются фильтрация, абсорбция, адсорбция, прямое сжигание, каталитическое окисление и ряд других методов.

В случае органических газовых выбросов применяют адсорбционные методы очистки. В качестве адсорбентов используют активированные угли, силикагель, алюмогель, активированную отбельную глину, молекулярные сита и т.п. Принцип действия адсорбентов заключается в том, что молекулы адсорбируемого газа осаждаются в порах адсорбента – вещества, имеющего весьма большую, развитую площадь поверхности на единицу массы.

При использовании в технических процессах специальных газов, которые могут быть токсичными, горючими, взрывоопасным, и для предотвращения нежелательных химических реакций необходимо осуществлять их подачу и удаление через индивидуальные трубопроводы.

Для очистки газов от неорганических примесей используют абсорбционные методы. В качестве абсорбирующих жидкостей используются вода или водные растворы веществ, представленных в табл.1.

 

Табл.1. Неорганические газы и применяемые абсорбенты

 

Г а з	Абсорбирующая жидкость
Аммиак (NH3)	H2SO4
Хлористый водород (НСl)	NaOH, Ca(OH)2
Хлор (Сl2)	NaOH, Ca(OH)2
Сероводород (H2S)	То же
Фтористый водород (H2F)	То же
Сернистый газ (SO2)	Na2CO3
Цианистый водород (HCN)	Вода
Оксид азота (NO)	KMnO4, NaOH, Ca(OH)2
Хромовая кислота (CrO3)	Вода
Фенол (C6H6O)
Формальдегид (HCHO)

 

 

В случае применения специальных газов, которые могут быть токсичными, горючими и взрывоопасными, для предотвращения опасных химических реакций осуществлять их подачу и удаление через индивидуальные трубопроводы. Для обезвреживания обезвреживания этих газов используют метод абсорбции (табл.2).

Существует три структурные системы обработки газовых выбросов.

1.Схема обработки в локальных устройствах предполагает наличие очистного оборудования непосредственно у установок. Системы надежны, безопасны, но для их реализации необходимо большое количество оборудования.

2.При централизованной обработке выбросов все очистное оборудование устанавливается на крыше или под полом. Сложность в этом случае в регулировке воздушных потоков в каждом техпроцессе.

3.При обработке в блоках каждое помещение оснащается своей обезвреживающей установкой. Эта система экономична и имеет возможность резервирования, однако требует дополнительных площадей и значительного количества арматуры и трубопроводов.

В практике централизованные системы используют для обработки органических и неорганических выбросов, а локальные устройства – для специальных газов.

 

 

Табл.2. Технологический процесс, применяемые

специальные газы и их абсорбенты

 

 

Процесс	Материал	Применяемые специальные газы	Система обработки удаленных газов	Абсорбент
Напыление	Нитрит кремния	Аммиак NH3 Арсин AsH3 Дихлорсилан SiH2Cl2 Фосфин PH3 Моносилан SiH4	Распыление + газоочистительВентури + газоочиститель с наполнением	KOH и NaJCl
Оксид кремния	Арсин AsH3 Диборан B2H2 Фосфин PH3 Моносилан SiH4	Тоже	Тоже
Поликремний	Дихлорсилан SiH2Cl2 Моносилан SiH4	То же или многоступенчатое распыление + газоочиститель Вентури	КОН
Травление	Поликремний	Четыреххлористый углерод CCl4 Четырехфтористый углерод CF4 Дихлордифторметан CCl2F2 Гексафторэтан C2F6	Газоочиститель Вентури + газоочиститель с наполнением
Оксид кремния	Трифторметан CH2F2 Четырехфтористый углерод CCl4 Гексафторэтан C2F6 Восьмифтористый пропан C3F8	Распыление + газоочиститель Вентури + газоочиститель с наполнением
Алюмимний	Треххлористый бор BCl3	Многоступенчатое распыление + газоочиститель Вентури
Оксид алюминия (Al2O3)	То же	То же	КОН
Оксид олова (Sn2O3)	Четыреххлористый углерод CCl4	Газоочиститель Вентури + газоочиститель с наполнителем	Н2О
Арсенид галлия (GaAs)	Четыреххлористый углерод CCl4 Хлор Cl Дихлордифторметан CCl2F2	То же	КОН
Эпитаксиаль-ное наращивание	-	Арсин AsH3 Дихлорсилан SiH2Cl2 Фосфин PH3 Моносилан SiH4	Распыление + газоочиститель Вентури + газоочиститель с наполнителем	KOH и NaOCl

 

 

Для оценки условий труда определяют, соответствуют ли они санитарно-гигиеническим нормам по следующим показателям:

- содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

- значение параметров микроклимата;

- уровни шума, инфра- и ультразвука, вибрации;

- наличие электромагнитных и ионизирующих излучений;

- параметры световой среды производственного помещения.

Классы условий труда определяют по Р 2.2.755-99 Гигиенические оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса.

Вредные производственные факторы, воздействующие на человека в процессе производства электронных приборов, вызваны высокой мобилизацией ключевых психофизиологических функций (точности, возбудимости, лабильности), зрительных и нервно-мышечных анализаторов, значительной длительностью сосредоточенного внимания (более 70% рабочего времени), эмоциональным напряжением, монотонностью, неординарной спецодеждой, ультрафиолетовой недостаточностью, присутствием вредных примесей в воздухе рабочей зоны и наличием различных производственных излучений.

По этим причинам условия работы при производстве электроники относят к вредным, вызывающим неблагоприятные воздействия на организм работающего (класс 3).

Основная часть работ относится к первой степени класса 3 (3.1), т.е. вызывает обратимые изменения в организме, риск развития заболеваний.

Особые, значительно более тяжелые условия труда существуют при работе в чистых производственных помещениях. Их относят ко второй степени класса 3 (3.2) – стойкие функциональные нарушения, временная утрата трудоспособности, начальные признаки профессиональной патологии.

Одна из особенностей чистых производственных помещений состоит в противоречии между санитарно-гигиеническими нормами и технологическим нормированием параметров микроклимата.

Технологические требования – температура воздуха 22 – 24⁰С, относительная влажность – 15%, подвижность воздуха – 0,45 м/с – укладываются в диапазон допустимых санитарно-гигиенических норм. Но работающие в чистых производственных помещениях одеты в пленочную спецодежду, что существенно изменяет заложенные в санитарно-гигиенические нормы механизмы тепломассообмена человека с окружающей средой. Такие механизмы, как конвективный теплообмен, теплообмен теплопередачей и лучеиспусканием при работе в спецодежде существенно затруднены, что приводит к тепловому дискомфорту.

Экспериментальными исследованиями установлено, что при этом все физиологические показатели ухудшаются с повышением температуры воздуха и уменьшением относительной влажности ниже 30%. Одной из причин дискомфорта является уменьшение содержания в кондиционированном воздухе легких отрицательных аэроионов, наиболее благотворных для человека. При установке ионизаторов в приточных воздуховодах систем вентиляции концентрация ионов резко снижается на расстоянии менее метра от источника. Лампы Чижевского – ионизаторы воздуха в помещении, не дают эффекта при скорости воздуха в помещении более 0,1 м/с.

Фактором, ухудшающим состояние среды в помещении, может быть и статическое электричество. Искровой разряд ощущается человеком как укол или судороги, которые, как правило, не опасны для жизни из-за кратковременности. Однако при этом возможны рефлекторные движения, приводящие к падению, попаданию в опасную зону машин и т.д. Кроме того, энергия разряда с человека может достигать 45 мДж, которой достаточно для воспламенения парогазовоздушных смесей, потенциально возможных в чистых помещениях.

Необходимы мероприятия по предотвращению как накопления статического электричества (заземление), так и образования взрывоопасных смесей путем интенсификации вентиляции.