Приложение Е (справочное). Примеры разборки мобильных телефонов методом разъединения

Приложение Е
(справочное)

Примеры
разборки мобильных телефонов методом разъединения

Е.1 Общая информация

Сотовый телефон - это компактное и сложное изделие, состоящее из множества компонентов малого размера. Поэтому процедура отбора образцов такого изделия является хорошим примером того, как могут разрабатываться методологии отбора образцов практически для каждого электротехнического изделия.

В приложении приведены следующие примеры:

- частичная разборка без инструментов - сотовый телефон типа А;

- частичная разборка с применением простого инструмента - сотовый телефон типа В;

- полная разборка - сотовый телефон типа В;

- частичное разделение - сотовый телефон типа В;

- полное разделение - пример разделения мелких электронных компонентов;

- полное разделение компонента выводной рамки ИМС;

- полное разделение шариков припоя корпуса BGA.

Е.2 Частичная разборка без инструментов - сотовый телефон типа А

Рисунок Е.1 - Сотовый телефон с зарядным устройством и крышкой объектива камеры

Данный сотовый телефон (рисунок Е.1) предоставляет ограниченные возможности для анализа в качестве комплектного изделия.

Зарядное устройство содержит не менее шести отдельных зон, которые изготовлены из различных материалов, и может быть подвергнуто скринингу без разборки. Заднюю крышку телефона можно снять и извлечь аккумулятор телефона. Поскольку наружная сторона задней крышки покрыта металлом, ее анализ (скрининг) следует провести на обеих сторонах.

Такая частичная разборка сотового телефона является предельно возможной без использования инструментов, указанных в таблице Е.1 и как показано на рисунке Е.2.

Рисунок Е.2 - Сотовый телефон с аккумулятором и снятой задней крышкой

ГАРАНТ:

Нумерация таблиц приводится в соответствии с источником

Таблица 1 - Возможные регламентированные или контролируемые вещества, содержащиеся в сотовом телефоне

Номер пробы	Компонент/сборочный узел	Материалы	Вероятность присутствия а)	Элементы, относящиеся к регламентированным веществам b)	Выбор для анализа
1	Пластиковая задняя крышка	Полимер	Средняя	Pb, Br	См. 4.3
2	Пластиковый корпус телефона	Полимер	Средняя	Pb, Br	См. 4.3
3	Пластиковая крышка для объектива	Полимер	Средняя	Pb	См. 4.3
4	Металлический зажим для SIM-карты	Полимер	Низкая	Cr, Cd	См. 4.3
5	Крышка СОМ-порта	Полимер	Средняя	Pb, Br	См. 4.3
6	Пластиковая деталь корпуса	Полимер	Средняя	Pb, Br	См. 4.3
7	Аккумулятор	Сложный	Высокая?	(Cd, Pb, Hg)	См. 4.3
Пробы, обозначенные на рисунке Е.2, могут быть подвергнуты скринингу напрямую. В 5.7 приведены указания по дальнейшим действиям.
а) Вероятность присутствия обозначает возможность обнаружения указанных регламентированных веществ. b) Присутствие Br (брома) может указывать на использование регламентированного бромированного ингибитора горения.

Е.3 Частичная разборка с применением простых инструментов - сотовый телефон типа В

Рисунок Е.3 - Частичная разборка сотового телефона (тип В) на его основные компоненты

В данном примере описывается процесс разборки другого сотового телефона с использованием только простых инструментов, таких как отвертки. Следует обратить внимание на то, что после разборки телефона его части можно легко собрать, и телефон будет исправно работать.

Вначале можно отделить основные части и компоненты, как показано на рисунке Е.3. В данном случае такими частями являются TFT-дисплей, клавиатура, нижняя часть корпуса, основная ПП, корпус/рамка согласно таблице Е.2.

Таблица Е.2 - Возможные регламентированные вещества в основных компонентах сотового телефона

Номер пробы	Компонент/ сборочный узел	Материалы	Вероятность присутствия а)	Элементы, относящиеся к регламентированным веществам b)	Выбор для анализа
1	TFT-дисплей	Полимер/ стекло/ металл	Средняя	Pb	После дальнейшей разборки или разделения
2	Клавиатура	Полимер	Высокая	Cd, Hg	Требуется дальнейшая разборка
3	Нижняя часть корпуса	Полимер	Высокая	Cd, Br	Да
4	Остальной корпус/рамка	Полимер	Высокая	Cd, Br	Да
5	Основные ПП	Большое число различных материалов (стекловолокно, медь)	Высокая	Pb, Br, Hg	После дальнейшей разборки или разделения
а) Вероятность присутствия обозначает возможность обнаружения указанных регламентированных веществ (см. таблицу В.1). b) Присутствие Br (брома) может указывать на использование регламентированного бромированного ингибитора горения.

Не все компоненты сотового телефона, полученные в результате такой частичной разборки, пригодны для прямого анализа. TFT-дисплей и ПП представляют собой сложные структуры, содержащие множество различных материалов. Их конструкция и размер затрудняют проведение анализа материалов без дальнейшей разборки/разделения независимо от используемого метода анализа.

Однако если первым этапом анализа является РФ-скрининг, то относящиеся к регламентированным вещества, которые присутствуют в этих сложных сборочных узлах, могут быть обнаружены (см. IEC 62321-3-1).

Затем будет необходимо принять решение о необходимости подтверждающих испытаний. Образцы 3 и 4 являются гомогенными материалами, которые могут быть испытаны непосредственно методом РФ.

Образец 2 - сборочный узел клавиатуры, который может быть подвергнут скринингу на данном этапе, но также может пройти и дальнейшую разборку.

Е.4 Полная разборка - сотовый телефон типа В

Как показано в пунктах Е.2 и Е.3, немногие части сотового телефона имеют достаточно простую конструкцию и состав для прямого, значимого анализа. Почти все части требуют дальнейшей разборки, которая может привести к потере их функциональности.

В пункте Е.6 приведено описание полной разборки сотового телефона типа В. На рисунках Е.4-Е.6 показан процесс разборки клавиатуры (рисунок Е.4), нижней части корпуса (рисунок Е.5) и материалов остального корпуса/рамки (рисунок Е.6). Эти части телефона могут быть легко разобраны при помощи обычных инструментов (см. приложение D) для получения практически однокомпонентных материалов, таких как пластик или металл. Как и ранее выбор образцов может осуществляться на основании руководства по присутствию регламентированных веществ в соответствии с таблицей В.1.

Рисунок Е.4 - Полная разборка клавиатуры

Рисунок Е.5 - Полная разборка нижней части корпуса

Рисунок Е.6 - Полная разборка остального корпуса/рамки

Е.5 Частичное разделение - сотовый телефон типа В

На рисунке Е.7 показано частичное разделение сборочного узла TFT сотового телефона типа В (разборка которого рассмотрена в Е.3 и Е.4). Отделение некоторых компонентов дисплея, например корпуса, изоляции и фильтра, может быть выполнено только разрушающим способом (разделением).

Подобным образом частичное разделение основной ПП данного сотового телефона на компоненты показано на рисунке Е.8. Инструменты, необходимые для такого разделения, включают в себя отвертки, паяльник и небольшой нож (другие инструменты указаны в приложении D).

Рисунок Е.7 - Компоненты TFT-дисплея сотового телефона после частичного разделения

Рисунок Е.8 - Компоненты основной ПП сотового телефона после частичного разделения

Е.6 Полное разделение - Примеры разделения мелких электронных компонентов

В таблице Е.3 показаны примеры структуры и материалов типичных компонентов, используемых в электротехнической продукции. Эти компоненты могут быть получены от поставщика либо после их демонтажа с ПП. Аналитическая образца конкретного материала может быть отобрана из компонента с использованием соответствующих инструментов (см. приложение D). В то же время необходимо сосредоточиться на материалах, которые с наибольшей вероятностью содержат регламентированные вещества (см. таблица В.1).

Примеры в таблице Е.3 отражают современные и традиционно используемые компоненты (например, интегральные микросхемы с шариковыми выводами (BGA) не применялись некоторое время назад). Очевидно, что даже кажущиеся простыми компоненты, например резисторы с проволочными выводами, содержат много различных материалов. Это подчеркивает необходимость тщательного планирования и разработки индивидуальной методологии отбора образцов для каждого компонента.

Таблица Е.3 - Примеры разделения для типовых малых электронных компонентов

Сборочные узлы и компоненты		Структура	Место отбора проб	Возможные опасные материалы	Исключение	Процедура отбора проб для анализа методом IEC 62321	Условия или ограничения отбора проб
Резистор	Тип IMD		Вывод	Pb		Резка выводов	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Покрытие	Pb, Cr6+		Соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Цветовой код (чернила)	Pb, Cr6+		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Резистор	Pb	Резистор: Pb (стекло)	Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
	Тип SMD		Электрод	Pb		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Защитная пленка	Pb	Защитная пленка: Pb (стекло)	Практический метод механического разделения отсутствует	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
Конденсатор	Электролитический		Вывод	Pb		Резка выводов	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Гильза (ПВХ)	Pb		Соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Чернила	Pb, Cr6+		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
	Чип-конденсатор		Припой	Pb		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Чернила	Pb, Cr6+		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
Чипы ИМС	Выводная рамка		Выводная рамка	Pb		Резка выводов	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Чернила	Pb, Cr6+		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
	Тип BGA		Шарик припоя	Pb	Припой: Pb (тип с высокой температурой плавления)	Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
Формованные коннекторы			Корпус	ПББ/ПБДЭ		Резка или соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Фиксирующий язычок	Pb		Практический метод механического разделения отсутствует	Перекрестное загрязнение. Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Контакт	Pb		Резка или соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
Катушка			Электрод	Pb	Магнитное тело: Pb (керамика)	Резка или соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Покрытие	Pb, Cr6+, Cd		Соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
Гибкая плата			Защитный слой	Pb		Соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
Реле			Крышка корпуса	Pb, Cr6+, Cd		Резка	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Якорь	Pb		Соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Неподвижный контакт	Pb		Резка или соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Клемма	Pb		Резка или соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
			Корпус	Pb, Cr6+, Cd		Соскабливание	Число проб для получения достаточной массы пробы; время приготовления проб
					Неподвижный контакт: Cd
					Неподвижный контакт: Cd

Е.7 Полное разделение корпуса ИМС с выводной рамкой

В данном подразделе приведен пример разделения корпуса ИМС с выводной рамкой, где вероятно присутствие Pb в покрытой оловом (Sn) концевой заделке.

Шаг 1 - Удаление металлических выводов из корпуса ИМС

Выводы были удалены из корпуса (рисунок Е.9а) путем среза металлических частей, выступавших за пределы корпуса. Процедура удаления выводов заняла приблизительно 2 ч для 36 отдельных ИМС, в результате чего был получен металлический образец массой 1,2 г.

Если отрезка выводов производится осторожно и образец не отбираются слишком близко к корпусу ИМС, то собранный образец выводов не должен быть загрязнен другими материалами. Время подготовки и число образцов, необходимое для получения массы, достаточной для анализа металлов, делают такую процедуру разделения компонента выводной рамки осуществимой в промышленности. На рисунке Е.9b показан образец выводов после разделения.

Шаг 2 - Разделение корпуса

На рисунке Е.9с показан корпус ИМС после разделения. Предполагается, что разделение может быть выполнено таким образом, чтобы исключить перекрестное загрязнение слоями других материалов.

Рисунок Е.9а - Корпус ИМС с выводной рамкой	Рисунок Е.9b - Металлические выводы после разделения	Рисунок Е.9с - Корпус ИМС после разделения

Рисунок Е.9 - Разделение компонента выводной рамки

Е.8 Полное разделение корпуса шариковых выводов (BGA)

Е.8.1 Общая информация

Корпус типичного компонента BGA состоит из нескольких слоев различных материалов: основы, заливки, кремниевого кристалла, столбиковых выводов из припоя С4, паяльной пасты и шариков припоя. На рисунке Е.10 показан пример корпуса BGA до разделения.

Рисунок Е.10 - Корпус BGA до разделения

Е.8.2 Удаление шариков припоя из корпуса BGA - Процедура ручного удаления

Рисунок Е.11 - Корпус BGA, разделенный посредством процедуры удаления вручную

Шарики припоя, показанные на рисунках Е.10 и Е.11, были отделены от корпуса BGA с использованием процедуры удаления вручную при помощи острого инструмента, позволяющего соскоблить или срезать шарики припоя с основы. Несмотря на меры предосторожности, предпринятые для исключения попадания основы, флюса или паяльной пасты вместе с отделенными шариками припоя, при применении этой процедуры сбора шариков припоя имело место несоответствие.

Некоторые шарики припоя можно было только срезать, тогда как другие просто "выскакивали" из корпуса, а не были срезаны или соскоблены. Как видно из рисунка Е.11, шарики припоя не были отделены от корпуса, таким образом, который гарантировал бы, что был собран только материал шариков припоя.

Рисунок Е.12 - Материал шариков припоя, собранный из корпуса BGA посредством процедуры удаления вручную

С использованием процедуры удаления вручную потребовалось приблизительно 2 ч для удаления шариков из 15 корпусов BGA. Масса собранного материала шариков припоя составила лишь 1,5 г и содержала некоторое количество материалов флюса, паяльной пасты и основы. Таким образом, потребовалось бы около 45 корпусов BGA и около 6 ч, чтобы собрать образец достаточный для анализа массы 4,4 г в соответствии с 5.7.1.

На рисунке Е.12 показан собранный материал шариков припоя. Однако образец, собранный с использованием такой процедуры удаления вручную, не мог рассматриваться как "гомогенный" материал шариков припоя, поскольку он содержал другие материалы (такие как флюс, фрагменты основы), полученные в ходе процедуры разделения.

Е.8.3 Удаление шариков припоя из корпуса BGA - Процедура среза шариков припоя

Поскольку с использованием процедуры удаления вручную не удалось получить гомогенный образец шариков припоя, возникла необходимость в другом методе удаления шариков припоя, а именно в методе прочности на срез [8] или процедуре среза шариков припоя JEDEC JESD22-B117. Несмотря на то, что стандарт JEDEC был разработан не для удаления шариков припоя с целью анализа материала, он представляет собой промышленную процедуру, используемую некоторыми компаниями в лабораториях контроля качества (КК).

Рисунок Е.13 - Удаление шариков припоя корпуса BGA посредством процедуры среза шариков

Как и прежде для получения массы образца, достаточной для анализа, потребовалось бы примерно 45 корпусов BGA, что означает приблизительно 6 ч для приготовления образца.

Как видно из рисунка Е.13, метод среза шариков припоя также стал причиной загрязнения из-за соскабливания паяльного резиста вместе с материалом шариков припоя в некоторых местах. Тем не менее, величина загрязнения при применении процедуры среза шариков припоя была существенно меньшей по сравнению с величиной загрязнения при использовании процедуры удаления вручную.