试议电路板浅谈印制电路板制造业清洁生产要点

论文导读：
【摘要】国家环保部颁布了《清洁生产标准 印制电路板制造业HJ 450-2008》（以下简称《标准》），明确了《清洁生产标准 电镀行业》（HJ/T 314-2006）中涉及有关“印制电路板类”指标要求将被代替。本文结合了作者在外商独资印制电路板企业的清洁生产经验，浅谈下《标准》中的要点。
【关键词】印制电路板制造业；清洁生产；自动化运行
引言
印制电路板（PCB），是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。在PCB制造过程的几十道工序中，有一道电镀铜工序，但不能因此把PCB制造行业看成是金属制造业中的电镀行业，更不能将PCB制造业和电镀行业的高污染、高能耗印象划上等号。
笔者工作的奥特斯（中国）有限公司（以下简称公司），是奥地利AT&S集团在中国设立的独资企业，主要产品为高密度PCB。奥地利是环境保护方面的先驱，目前公司的环保投入已超过2亿元。中国印制电路行业协会（CPCA）邀请公司参与协助制定《标准》，而公司的所有指标均达到了最高的“一级标准”（一级代表国际清洁生产先进水平，二级代表国内清洁生产先进水平，代表国内清洁生产基本水平），仅有5%的国内企业达到这一标准。
清洁生产，指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施源于：论文库www.7ctime.com
，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。

1.生产工艺与装备要求中的要点

生产工艺是产生污染的源头，必须从源头开始控制污染的产生量，避免“先污染，后治理”的现象。生产工艺的自动化程度越高，越能避免各种人为的加药过量、浪费生产用水等现象。公司在生产工艺上实现了绝大部分的加药、进水阀门由PLC控制；药水槽装有在线仪表，如pH、ORP、电导率、各种离子检测仪等；还通过计量盒、计量泵等，实现精确加药；大部分生产线为水平线，利用挡水滚轮避免药水间的交叉污染，同时还有利于密闭抽风，减少生产线上的异味。以上这些工艺装备，可以减少药水槽的超标报废，从而在源头上减少污染物的产生。
多级逆流清洗技术是由多级清洗槽串联组成清洗自动线，从末级槽进水，第一级槽排出清洗废水，其水流方向与PCB清洗移动方向相反；公司在清洗槽上还配有循环泵及高压喷淋头加压冲洗；部分工艺段对水温进行控制，以加快清洗速度。采用了这些技术，能够节约大量清水。
节水，不仅是一种意识，更是一种管理，只有采取实际有效的方法，才能将节水管理持之以恒。公司除了开展节水意识的培训外，还采取了如下的管理措施：
（1）由于PCB制造的特点，湿制程工艺繁多。公司针对每个药水槽、清洗槽，建立详细的工艺列表，将每个槽的体积、进水量、排水量、加药量、抽风量、清洗水量都详细记录其中。
（2）每一条湿制程生产线，都安装独立的进水表，用于统计其月度用水量。通过工艺列表中的计算，可以规定其月度用水量指标。
（3）对每月用水量超标的生产线将进行公告，督促其查找原因，如：人员的误操作、设备的损坏、生产工艺参数更改等。
只有掌握了生产工艺和装备中的这些要点，并结合先进的PCB线路设计，资源能源利用指标、污染物产生指标才能符合《标准》中的要求。

2.废物回收利用中的要点

该指标分为工业用水重复利用率%和金属铜回收率%。对于工业水重复利用率，除了上述提到的多级逆流水洗技术，目前公司还采取了多种技术进行水的重复利用。如空调冷凝水回用至冷却塔；达标废水回用于反洗砂滤、树脂；反渗透浓水的二次利用；磨刷工艺含铜废水通过铜粉分离装置除铜后回用；废水处理末端中水回用等，充分挖掘工业用水重复利用的潜力。
除了工业用水的重复利用，公司还重复利用某些工艺段产生的药水、废液。如蚀刻工艺上使用的氯化铜溶液，可通过盐酸、双氧水再生重复利用；显影工艺产生的干膜废液，可通过干膜分离装置，重复利用其中的氢氧化钠用于废水处理。
PCB制造工艺是为了在基板上沉积出铜的几何形状，金属铜主要存在于已经沉积完成的成品板中，因此对于报废的成品板、边框废料，可按含铜量出售给有资质的废弃物处理商。而在某些药水中，含铜量颇为可观。含铜的药水主要有：硫酸铜电镀药水，氯化铜蚀刻液，含铜微蚀剂。前两者含铜量较高，可直接出售给有资质的废弃物处理商；而含铜微蚀剂含铜量较低，但可通过电镀装置将其中的铜回收出售。
除了铜回收，PCB制造工艺中还会用到各种含金、含银、含钯等贵金属的药水。如在化学镀金工艺中含有大量的金；在底片冲印工艺中用到的定影液，含有大量的银；化学镀金、化学镀铜工艺中用到的活化剂中，含有大量的钯；在某些报废的成品板中，则含有大量的贵金属。这些贵金属，可以通过电镀或化学沉淀等方法提取并出售，从而既减少了对环境的污染，又为公司节约了大量的成本。

3.环境管理要求中的要点

废水处理是清洁生产中的重要一环，为了废水处理的稳定达标，废水必须分类收集、集中处理。根据其化学性质、污染物的不同，公司将废水通过22根专用管道，排放至不同的废水储罐中，然后将性质相近的废水，集中处理至四种不同的工艺：冲洗水处理工艺，络合废水处理工艺，非络废水处理工艺，有机干膜废水处理工艺。一旦废水处理中出现不明原因的超标现象，结合工艺列表，可追溯到具体的生产线以及工艺段，以便采取相应的措施。同时，公司生产线使用的所有化学品均进行了备案，任何新申请的化学品必须进行废水小样测试，以便判断是否能利用现有的废水工艺进行处理。
废水处理的自动化程度，直接关系到废水处理工艺的稳定性，进而直接影响到废水处理的达标排放。公司在废水处理工艺上，安装有各种在线仪表、如pH/ORP探头、流量计、压力探头、液位计等，能够实时传递水质水量状况；采用S7-300自控系统，可通过PLC远程操作现场设备如泵、阀门等，避免了人为失误，并提高了处理效率，尤其是操作复杂的砂滤反洗、树脂再生等。由于自动化程度高，一旦废水工艺进行了更改，可通过修改PLC内的程序，及时调整工艺流程、工艺参数，确保废水处理工艺的稳定。
4.结语
印制电路板制造业属于国家鼓励发展的行业。以上供各位读者参考，以实现印制电路板制造业的清洁生产，加快我国的产业结构的调整和优化。
参考文献
《清洁生产标准 印制电路板制造业 HJ 450-2008》
蔡慧华，张小平.清洁生产及其在印制电路板制造业中的应用.广东化工，2011-10-25