印制电路板行业清洁生产技术指引.doc

1 56 深圳市印制电路板行业 清洁生产技术指引 目目 录录 1总论总论 1 1 1概述 1 1 2编制依据和原则 1 1 3适用范围 2 2印制电路板行业主要生产工艺及污染环节分析印制电路板行业主要生产工艺及污染环节分析 4 2 1主要生产工艺 4 2 2主要污染环节的分析 8 3印制电路板行业清洁生产评价指标印制电路板行业清洁生产评价指标 1 3 1评价指标体系 1 3 2定性评级指标 2 3 3定量评级指标 2 4印制电路板行业清洁生产技术要求印制电路板行业清洁生产技术要求 4 4 1产品设计 4 4 2原辅材料的选用 5 4 3生产工艺与装备 11 4 4资源与能源利用 13 2 56 4 5末端治理与废物利用 13 4 6环境管理 17 5企业清洁生产审核企业清洁生产审核 19 5 1企业推行清洁生产审核的要求与对策 19 5 2企业实施清洁生产审核程序 19 附录附录 深圳市印制电路板行业清洁生产推荐技术深圳市印制电路板行业清洁生产推荐技术 21 1 图形转移过程的清洁生产技术图形转移过程的清洁生产技术 21 2 锡铅合金热风整平的替代清洁生产技术锡铅合金热风整平的替代清洁生产技术 24 3 钻孔和孔金属化过程的清洁生产技术钻孔和孔金属化过程的清洁生产技术 29 4 电镀化学镀过程的清洁生产技术电镀化学镀过程的清洁生产技术 30 5 蚀刻工艺的清洁生产技术蚀刻工艺的清洁生产技术 34 6 清洗工艺和清洗水再生回用技术清洗工艺和清洗水再生回用技术 36 7 多层压印制电路板层压过程的清洁生产工艺多层压印制电路板层压过程的清洁生产工艺 38 1 56 1 总论总论 1 1 概述概述 为了贯彻 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国清洁生产促进 法 及 深圳市循环经济促进条例 促进深圳市印制电路板行业推行节能减排 产业优化升级 为深圳市印制电路板企业推行清洁生产提供技术方法 深圳市 环境保护局特编制本指引 本指引结合印制电路板生产的工艺特点及产污环节 按照清洁生产原理 从提高资源利用率和减少环境污染出发 针对印制电路板生产工艺 原材料选 用 资源利用 污染物减量及最终处置提出技术要求 并对印制电路板企业进 行全过程的环境管理和认证提出要求 本指引为推荐性标准 可用于企业的清 洁生产审核和清洁生产潜力与机会的判断 以及企业清洁生产绩效评定 本指 引根据当前深圳市印制电路板行业技术和装备水平而制订 将根据行业发展状 况进行修订 1 2 编制依据和原则编制依据和原则 1 2 1 编制原则编制原则 本技术指引依据印制电路板行业产品生命周期分析理论的要求 从印制电 路板生产对资源能源的消耗 包括有毒有害原材料的使用 生产过程中污染物 的产生 废物回收利用以及环境管理等方面来制定 体现全过程污染预防思想 通过源削减 提高能源效率 在生产中重复使 用投入的原料以及降低水消耗量等来合理利用资源 在可能的最大限度内减少 生产场地产生的全部废弃物量 尽量选用定量化并可操作的指标 以易于印制电路板生产企业和审核人员 的理解和掌握 若无法定量则使用定性指标 尽量细化 体现相对性原则 考虑国内外的现有技术水准和管理水平来设定指标水平 体现一定的激励性 1 2 2 编制依据编制依据 2 56 1 RoHS 2002 95 EC the Restriction of the use of certain hazardous substances 2 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 3 WEEEDirective2002 96 EC Waste Electrical and Electronic Equipment 4 Japanese Law Summary of Restricted Hazardous Chemical substance 5 促进行业结构调整暂行规定 国发 2005 40 号 6 中华人民共和国清洁生产促进法 中华人民共和国主席令第七十二 号 2002 06 29 7 电子信息产品污染控制管理办法 8 电镀行业的企业清洁生产审核指南 9 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 1995 年 10 月 30 日中华 人民共和国主席令第五十八号 10 危险化学品安全管理条例 2002 年 1 月 26 日中华人民共和国国务 院第 344 号令 11 清洁生产标准电镀行业 中华人民共和国环境保护行业标准 HJ T314 2006 12 中华人民共和国电镀行业污染物排放标准 征求意见稿 13 污水综合排放标准 GB8978 1996 14 大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 15 危险废物贮存污染控制标准 GB18597 2001 16 一般工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 GB18599 2001 1 3 适用范围适用范围 深圳印制电路板行业清洁生产技术指引适用于 1 印制电路板企业及相关企业的清洁生产和管理过程 2 印制电路板企业及相关企业产品的在其生命周期 从原材料到产品的 制造和使用 直至产品的最终处置 中对环境 健康和安全的影响减 少措施 3 印制电路板行业清洁生产审核 清洁生产绩效评定和清洁生产绩效公 3 56 告制度 4 印制电路板行业集群的指引及印制电路板行业污染物和有害物质的集 中控制和规划 4 56 2 印制电路板行业主要生产工艺印制电路板行业主要生产工艺及污染环节及污染环节分析分析 2 1 主要生产工艺主要生产工艺 印制电路板制造技术是一项非常复杂的 综合性很高的加工技术 可分为 干法加工 设计和布线 模版制作 钻孔 贴膜 曝光和外形加工等 和湿法加 工 内层板黑膜氧化 去孔壁树脂腻污 沉铜 电镀 显影 蚀刻 脱膜 丝印 热风整平等 过程 主要工艺过程介绍如下 1 照相制版 许多元器件和电路以及整机都向高密集 轻量化和小型化发展 它们的加 工中都遇到了 微细加工技术 这一新工艺 其中最重要的一个为 光刻 工艺 首先要把所需的电路 或 光路 图形制成 掩膜 也称为 版 制版时 先按一定的比例将原图放大 然后再运用缩微照相技术将其放大 通过光学系 统缩小到原来的尺寸 成像在银盐感光材料上 再经过显影等一系列加工就得 到了 原版 或称为 母版 一般母版为 负像 再用此母版复制成具有 副版 用此副版复制出用于生产的 子版 有时可根据生产中使用的 光刻胶 的性质 和产品产量 可直接使用母版或副版 2 图形转移 电路制作过程中 很重要的一道工序就是用具有一定抗蚀性能的感光树脂 涂覆到覆铜板上 然后用光化学反应或 印刷 的方法 把电路底图或照像底版 上的电路图形 转印 在覆铜板上 这个工艺过程就是 印制电路的图形转移工艺 简称 图形转移 抗蚀剂借助于 光化学法 或 丝网漏印法 把电路图形转移 到覆铜箔板上 再用蚀刻法去掉没有抗蚀剂保护的铜箔 剩下的就是所需的电 路图形 这种电路图形与所需要图形完全一致 称为 正像 这种图形转移称 为 正像图形转移 丝网漏印法 把抗蚀剂印在覆铜箔板上 没有抗蚀剂保护的 铜箔部分是所需的电路抗蚀剂所形成的图形便是 负像 这种工艺称为 负像图 形转移 在没有抗蚀剂保箔上 用电镀的方法 镀一层金 锡 锡镍合金或锡 铅合金等具有抗蚀性能的 金层 再把负像抗蚀剂去掉 暴露出没有金属抗蚀 层保护的铜箔 再用适当的蚀刻剂蚀刻 便可得到有金属抗蚀层保护的正像电 路图形 5 56 3 电镀和化学镀 印制电路板的电镀相对比较简单 镀种也较少 电镀和化学镀的主要目的 是确保印制电路板的可焊性 防护性 导电性和耐磨性 由于 SMT 用印制电路 板的出现 为保证表面贴装元器件的贴焊质量 从工艺角度出发 开发和研制 新型涂覆层 预涂抗热助焊剂 化学浸镍 金等表面涂覆工艺 己经大量应用在 表面贴装双面 多层印制电路板上 除了电镀或热浸锡铅合金涂覆层及其他先 进的涂覆或电镀技术外 为了有良好的电气接触性能 印制电路板的插头部位 需要进行表面处理 在当前印制电路板制造工艺上 采取镀硬金方法或以镍打 底的镀金或浸金工艺技术来解决插头的表面处理问题 印制板生产工艺一般用 到化学镀铜 化学镀镍金 激光化学镀金 化学镀锡 化学镀银 化学镀铑 化学镀钯 电镀铜 激光镀铜 电镀锡铅 镀镍金 脉冲镀金 电镀银及其他 金属化的技术 4 孔金属化 电子工业的飞速发展对作为电子工业的主要支柱电路板制造业的要求越来 越高 层数越来越多 孔密度增加而且直径细小 一块电路板往往孔数高达数 千乃至上万个 孔径从 0 05 2 0mm 不等 这就使得孔金属化技术越来越重要 只有控制好了这一步才能实现多层高密度和细小孔径的要求并保证质量 孔金 属化工艺是印制电路板制造技术中最为重要的工序之一 它关系到多层板内在 质量的好坏 其主要工作是在多层板上钻出所需的孔 把孔内的钻污去除 在 孔壁上沉积上一层导电金属铜 为下一步的电镀加厚铜层打下基础 实现良好 的电气互连 目前的金属化孔主要有三类 埋孔 盲孔和过孔 埋孔是无法从 基板外部看到 孔存在于基板内层 为先钻并镀覆孔后再压合加工完成 盲孔 是可以从基板的一个外表面看到 是先压合再钻孔的没有贯穿基材的孔 过孔 是可以从基板的两个表面都能看到 是先压合再钻孔的贯穿基材的孔 5 蚀刻过程 当印制电路板在完成图形转移之后 无论是采用减成法还是半加成法工艺 最后都要用化学腐蚀的方法 去除无用的金属箔 层 部分 以获得所需要的电 路图形 这一工艺过程称为 蚀刻工艺 简称 蚀刻 这是印制电路板生产过 程的一个重要环节 它的成败关系到印制电路板的后续工序 线路蚀刻是为了 把非导体部分的铜溶蚀掉 印制电路板生产过程中普遍应用的蚀刻液主要有氯 6 56 化铁蚀刻液 酸性氯化铜蚀刻液 碱性铜氨蚀刻液以及过氧化氢 硫酸蚀刻液 等 碱性铜氨蚀刻工艺是目前最广泛应用于印刷电路板生产过程 此种工艺的 蚀刻原理是 电路板经丝网印刷 曝光显影 脱膜等工序后将要求保留的电路 图形部位电镀锡铅合金镀层之后 对碱性氯化铜蚀刻液具有抗蚀性 其它 80 90 以上不需要的铜膜须全部用蚀刻液腐蚀去除 在蚀刻液中被腐蚀溶解 掉 从而在覆铜箔板上形成印制电路 6 焊接 早期的可焊性镀层是用图形电镀法产生的锡铅抗蚀镀层 经过热熔后供给 用户去装配元器件 随着电子技术的发展 使印制电路板上的线路和间距变小 要求涂层对基体具有良好保护和更好的可靠性 出现了热风整平工艺 克服了 热熔导致窄间距线路的短路问题 但热风整平的高温过程对印制电路板的基材 造成一定程度的伤害和板面弯曲 而且热风整平的锡铅涂层表面不平坦 厚度 差别很大 随着表面贴装技术 Surface Mount Technology SMT 的兴起 要求 印制电路板连接盘和焊垫有良好的共面性和平坦度 要求印制电路板本身不能 弯曲 以避免潜在的应力 滑位 坍塌和短路的危险 为了适应细节距表面组 装元件 Surface Mount Device SMD 的焊接要求 电路板制造厂家采用和改进 了一系列的表面处理技术 7 清洗 清洗印制电路板的传统方法是用有机溶剂清洗 CFC 113 与少量乙醇 或异丙醇 组成的混合有机溶剂对松香助焊剂的残留物有很好的清洗能力 这种有机溶剂对极性污垢和非极性污垢都有很好的溶解能力 但由于 CFC 113 对大气臭氧层有破坏作用 已被禁止使用 目前可选用的非 ODS 清洗工艺包括 水基清洗 半水基清洗 溶剂清洗 另外也可以采用不进行清洗的免清洗工艺 到底选用哪种工艺 应根据电子产品的重要性 对清洗质量的要求和工厂的实 际情况来决定 电镀和化学镀工艺加工过程中 90 以上的工作是在 清洗 因为只有将工 件清洗干净 工件基体露出新鲜的金属晶面 能使电镀溶液完全润湿工件表面 才能获得合格的电镀层 电镀后的清洗则是洗净工件表面粘附的残留镀液或后 续处理的残液 7 56 印制电路在焊接后必须进行严格地 有效地清洗 以除掉助焊剂残渣 防 氧化油 焊料污染物和其他各种污染物 特别是助焊剂残渣 消除这些因素的 危害 一般来说 印制板清洗后其清洁程度应满足 MIL P 28809 标准 电镀前 的清洗是使工件通过脱脂 除油 或酸洗清除表面粘附的各种油污和氧化膜 通常清洗过程中的漂洗 包括浸泡 冲洗或喷淋等方式 也可包含机械清 洗 化学清洗和电清洗 机械清洗即用刷板机清洗 刷板机又分为磨料刷辊式 刷板机和浮石粉刷板机两种 化学清洗是首先用碱溶液去除铜表面的油污 指 印及其他有机污物 然后用酸性溶液去除氧化层和原铜基材上为防止铜被氧化 的保护涂层 最后再进行微蚀处理 以得到与干膜具有优良黏附性能的充分粗 化的表面 电解清洗一般包括以下工艺过程 进料 电解清洗 水洗 微蚀刻 水洗 钝化 水洗 干燥 出料 8 热风整平工艺 热风整平工艺 hot air solder leveling HASL 是将先经过酸洗 微腐蚀 吹 干后的印制电路板直接浸入熔化的锡铅合金焊料中 取出后立即用高压热风将 其表面多余的焊料吹掉 使整块板表面平整并具有一定的光亮度 呈现含有绿 漆和银白色线路的普通印制板 热风整平可分为垂直式和水平式两种 目前国 内仍以垂直式热风整平机为主 这种工艺由于有专用设备配合生产 能得到较 厚的镀层 所以得到了广泛的应用 至今仍占有主导地位 自 20 世纪 60 年代以来 热风整平作为 PCB 板的表面处理技术已经获得了 广泛的应用 至今都是 PCB 后处理的主流 但是它的缺点也是显而易见的 要 想保持持久的可焊性 就要在熔融的锡中加入有毒的铅 这不仅使得生产环境 恶劣 能源和原料浪费很大 而且不适合对微细孔板进行加工 因此 要求取 代这一工艺的呼声很高 目前可以用作替代热风整平来对 PCB 做后处理的技术 有化学防氧化技术 化学镀镍 金技术 化学镀锡技术和电镀锡技术 9 表面终饰工艺 印制板的表面终饰工艺是为了保证印刷电路板在以后的装配和使用中的可 焊接等性能 而对线路表面进行最后的表面处理工艺 因此 表面终饰必须满 足焊接与键合强度等基本要求 同时也要满足产品的一些特别要求 如外观 色泽 耐蚀性 耐久性等 10 当前普及的工艺 8 56 普遍采用 CAD CAM 系统 从设计提供的数据通过制造系统转换成生产 用的资料 在原材料方面采用薄铜箔和薄干膜光刻胶 由于窄间距要求印制电路板表面具有光面平坦的铜表面 以便制作微型 焊盘和具有细线及其窄间距的电路图形 所使用的基材应具有较高的热冲击能力 以使印制电路板在电装过程中 经过多次也不会产生气泡 分层及焊盘鼓起等缺陷 确保表面安装组件的高可 靠性 采用高粘度铜箔和改性环氧树脂确保在焊接温度下保持其足够的粘合强 度 并还应具有高的尺寸稳定性 确保制作过程精细电路图形定位的一致性和 准确性的要求 PCB 趋向薄型化 PCB 的材质已无法与热风整平过程中的热冲击相抗衡 产生翘曲 扭曲现象 从而不能适应 SMT 的组装要求 线路与间隙的细小化 更多贴片的 IC QFP 线路间隙 0 1125mm 在热 风整平 HASL 工艺中会产生断裂 桥连 形成断路和短路 焊点表面的高平整性 尽管人们试图改变垂直方式的热风整平 但焊点表面仍有不 同程度的高低差异 导致 SMD 贴装时零件的位移 滑动 桥接 墓牌效应等不良状况 2 2 主要污染环节的分析主要污染环节的分析 目前深圳印制电路板多数为单层 多层印制电路板 柔性电路板的发展也 很迅速 随着微型器件制造和表面安装技术的发展 促使印制板的制造技术的 革新和改进的速度更快 特别是电路图形的导线宽度 目前国外广泛采用的是 引脚间通过三根导线 达到实用化阶段的导线宽度是引脚间通过 4 5 根导线 并向着更细的导线宽度发展 为适应 SMD 多引线窄间距化 实现印制电路板 布线细线化 单面板生产工艺流程比较简单 单面覆铜箔板 下料 光化学法 丝网图像 转移 蚀刻铜 去除蚀刻印料 清洗 干燥 孔加工 外形加工 印制阻焊涂 料 固化 印制标记符号 固化 清洗干燥 预涂覆阻焊剂 干燥 成品 具 体见图 2 1 多层板的生产工艺流程与单层板相类似 但工序较多 具体工序可见图 2 2 9 56 开料 前处理 线路丝印 蚀刻 钻孔 中处理 阻焊丝印 UV 固化 丝印字符 UV 固化 冲板成型 电测试 质检 包装出货 祛除制板表面氧化层 祛除油墨及铜箔 钻定位孔 清洗板面 烘干油墨 烘干油墨 粉尘 边角料 清洗废水 噪声 粉尘 蚀刻废水 废液 废 气 清洗废水 油墨废气 废气 油墨废气 油墨废气 油墨废气 废油 墨 柔性电路板生产流程主要包括裁剪 打孔 黑孔 镀铜 贴干膜 曝光 显影 蚀刻 去干膜 去污清洗 贴保护膜 层压 纯锡 镀金 丝印 冲切 电气测试 补强胶片贴合 功能测试等工艺 柔性电路板生产流程见图 2 3 图图 2 1 PCB 板生产主要产污环节 单面板 板生产主要产污环节 单面板 Comment 微微微微1 这种图形的画法 值得学习 10 56 裁板 表面处理 蚀刻阻剂转移 蚀刻 去蚀刻阻剂 黑 棕氧化 内层板 叠板层压 钻孔 除胶渣 钻通孔 双面铜箔基板 表面处理 全板镀铜 表面处理 抗镀阻剂转移 线路镀铜 镀锡铅 去抗镀阻剂 蚀刻 镀镍镀金 表面处理 剥锡铅 重熔 表面处理 防焊处理 表面处理 镀镍镀金 喷锡 防焊处理 文字印刷 成型 成品 S1 S2 S3 S4 S5 S6 胶片 铜箔 S7 S2 S3 S6 S6 S6 S3 S6 S5 S6 S4 S3 S6 S8 S3 S3 S6 S9 S10 锡 铅镀金板喷锡镀金板 S6 注 刷磨 加防焊绿漆 S 废弃物 S1 废边板 S2 磨边钻孔粉尘 S3 废铜粉 S4 废酸 碱刻蚀液 S5 膜渣 S6 废水和污泥 S7 废胶片 S8 剥锡铅废液 S9 非锡铅渣 S10 成型边料 废电路板 图图 2 2 电路板主要工艺流程及产污节点图 多层板 电路板主要工艺流程及产污节点图 多层板 11 56 补强片 补强板 接着剂 离子膜 整孔剂 黑孔剂 硫酸抗 氧化剂 保护膜 覆盖膜 图图2 32 3 电路板主要工艺流程及产污节点图 软性板 主要工艺流程及产污节点图 软性板 显影 发料 钻孔 镀铜 蚀刻 覆盖膜前处理 假接着 快压 贴补强工段 去膜 二次孔 预烤 文字网印 曝光 显影 终烤 预烤 G1 S1 G2 S2 硫酸铜 硫酸 铜球 光泽剂 S4 G10 W9 L9 G11 G12 S6 W10 G13 W11 L10 G17 G18 干膜 硫代硫酸钠 硫酸 网版清洗液 硫代硫酸钠 硫酸 印刷油墨 银胶 胶片 硫酸硫代硫酸 钠 G 废气 L 废液 W 废水 S 固废 制网 前处理 防焊网印 G14 S6 G15 G16 W12 L11 底片 碳酸钠 预清洗 压膜 G7 L6 W6 G8 W7 L7 酸性蚀刻液 曝光 G9 W8 L8氢氧化钠 G5 W4 L4 G6 W5 L5 铜箔 基板 黑孔 贴干膜 贴保护膜 前处理 G4 W2 W3 L2 L3 S3 底片 碳酸钠 自粘塑料板 AOI检验 JIANYAN 线路 工段 覆盖 膜工 段 防焊 工段 电镀 工段 防焊 工段 文字 印刷 表面处 理工段 去钻污和凹蚀硫酸G3 W1 L1 S5 G19 冲型 快压 电测 G20 终烤 加工 组焊件 成检 钢材 加工 工段 S7 镀金 化金 镀锡工序 外 委处理 1 56 3 印制电路板行业清洁生产评价指标印制电路板行业清洁生产评价指标 3 1 评价指标体系评价指标体系 我国国家清洁生产中心根据产品生命周期评价原理给出一个指导性的方案 将其划分为原材料影响 资源消耗 产品 污染物排放 资源回收五大类 指标 结合印制电路板工业特点 对印制电路板企业生产环节的各个方面深入 分析 将其指标体系分为 生产工艺与装备要求 资源能源利用指标 产品指 标 污染物产生指标 末端处理前 废物回收利用指标和环境管理要求六类 印制电路板行业清洁生产评价指标体系 环境管理 废物回收利用 污染物产生 产品 资源能源利用 生产工艺与装备要求 图 1 印制电路板行业清洁生产评价指标体系框架 在对印制电路板企业进行清洁生产评价时 需要考虑以下几个方面的基本 原则 1 相对性原则 一项清洁生产技术是与现有的生产技术比较而言的 对它 的评价 主要在于与它们所替代的现有技术进行相应的比较 2 生命周期评价原则 对一项技术不但要对生产国过程和产品的使用阶段 进行评价 还应对生命周期各阶段所涉及的各种环境性能做尽量全面的考察和 分析 3 污染预防原则 清洁生产指标的范围不需要涵盖所有的环境 社会 经 济等指标 主要反映出生产过程中所使用的资源量及产生的废物量 包括使用 能源 水或其他资源的情况 通过对这些指标的评价 反映出项目有效利用资 2 56 源的情况 4 定量化 可操作性 由于清洁生产涉及面比较广 为了确保清洁生产的 顺利进行 必要时需要采用定量化 可操作的指标来进行评价 3 2 定性评级指标定性评级指标 根据当前的行业技术 装备水平和管理水平而制定 共分三级 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 三级代表国内清洁 生产基本水平 随着技术的不断进步和发展 本标准也将不断修订 根据清洁生产的一般要求 清洁生产指标原则上分为生产工艺与装备要求 资源能源利用指标 产品指标 污染物产生指标 末端处理前 废物回收利 用指标和环境管理要求六类 考虑到印制电路制造业的特点 本标准采用生产 工艺与装备要求 资源能源利用指标 污染物产生指标 末端处理前 废物 回收利用指标和环境管理指标等五类指标 本文对产品设计方面也作了技术方 面的推荐 生产工艺与装备要求指标和环境管理指标是定性指标 3 3 定量评级指标定量评级指标 1 资源能源产耗指标 新鲜水耗量 m3 m2 耗新鲜水总量 m3 y 总生产面积 m2 y 耗电量 kwh m2 耗电总量 kWh y 总生产面积 m2 y 2 污染物产生指标 废水总产生量 m3 m2 废水产生总量 m3 y 总生产产品面积 m2 y 废气产生量 m3 m2 废水产生总量 m3 y 总生产产品面积 m2 y 3 废物回收利用指标 废弃金属回收率 回收金属量 废物中金属含量 100 废弃基板回收率 回收非金属物量 废物中非金属物量 100 生产废水回用率 回用于生产水量 废水总产生量 100 3 56 废水总产生量 实际排放量 废水总产生量 100 生活污水回用率 回用于生活水量 废水总产生量 100 废水总产生量 实际排放量 废水总产生量 100 4 56 4 印制电路板行业清洁生产技术要求印制电路板行业清洁生产技术要求 4 1 产品设计产品设计 电镀工艺是印制加工中一项主要技术 包括化学镀铜 电镀铜 电镀锡铅 合金 电镀镍和电镀金等 最初的电镀铜工艺采用氰化物 这是种剧毒品 现 在是无氰的硫酸铜电镀完全成熟 电镀锡铅合金存在铅的危害 因而被电镀锡 所替代 现还存在的氰化物镀金已属微氰镀金 氰化物含量很低 但也属有毒 电镀 无氰镀金工艺在试验之中 相信定会取代含氰镀金 另外 化学沉铜中 应用到有害物质甲醛 应被替代 比如用次磷酸钠或硼氢化物作还原剂来进行 化学镀铜 而不用有害的甲醛 采用羟基磺酸来取代氟硼酸 用锡镀层取代铅 锡合金镀层等 由于这些化学品是在各种新开发的工艺中选用的 因此往往要 用这些原材料时 就要同时用到与之相配合的其它化学原料 一个重要的原则 是不可以在消除了这种化学污染的同时又由于用料不慎而带来新的污染 减少使用制造材料的种类 采用国际通行的标识标准 如针对塑料制品识 别和标识的 ISO11469 标准 对零部件 材料进行标识 采取有利于废弃产品拆 解等措施 以提高废弃产品的再循环利用率 采取有利于回收再利用或易处理 的包装材料 提高包装物的回收再利用率 减少不必要的包装 减少废弃包装 物的产生量 印制电路板的绿色设计要求见表 4 1 表表 4 1 印制电路板产品绿色设计要求 有毒有害物质控制 印制电路板产品绿色设计要求 有毒有害物质控制 名称材料 参考标准 索 尼 SSO0259 测试方法 塑胶类 电镀层 涂料 墨水 90ppmEPA3050B 钢材 3500ppmEPA3050B 铝合金 4000ppmEPA3050B 铜合金 40000ppmEPA3050B 铅与其铅化和物 Pb 合金类 焊锡 1000ppmEPA3050B 塑胶 涂料 包材 5ppmEN1122 镉与其镉化合物 Cd 金属类物料硝酸 型退铅锡剂 碱性氰化物镀金液氰化物有剧毒 无氰硫酸盐镀金液 柠 檬酸盐微氰镀金液 浓铬酸法去钻孔胶渣 铬污染严重 电子信息产品 污染控制管理办法 RoHS 碱性高锰酸钾法 浓硫 酸法 酒石酸钾钠化学镀铜络合剂 稳定性差 补加调整困难 成本高 不含螯合物的化学镀铜 液 EDTA 2Na NN NN 四羟丙基乙二胺 络合剂 三氯化铁蚀刻剂 铬酸 硫 酸蚀刻剂 三氯化铁溶液处理困难 污染 严重 铬污染严重 毒性大 再生困难 电子信息产品污 染控制管理办法 RoHS 过氧化氢 硫酸蚀刻剂 碱性氯化铜蚀刻剂 酸性氯化铜蚀刻剂 铅锡阻焊剂 铅有生理毒性 电子信息产 品污染控制管理办法 RoHS 无铅焊料 氟碳溶剂清洗 F 113 F 113 为臭氧层损耗物质无氟清洗剂 内层板黑化黑须太长 容易发生粉红圈棕化 含甲醛的化学镀铜液甲醛危害人体健康磷酸盐化学镀铜液 12 56 4 3 生产工艺与装备生产工艺与装备 4 3 1 清洁生产工艺与装备整体要求清洁生产工艺与装备整体要求 电路板制造 工序多 流程复杂 若解决了工艺问题 就保障了产品的质 量 减少了浪费 提高了效率 也就扫清了实施清洁生产的障碍 技术工艺方 面的清洁生产主要关注生产过程的技术工艺水平 连续生产能力 生产稳定性 工艺条件是否过严以及如何预防污染 结合印制电路板企业的现有工艺条件 对印制电路板企业生产工艺的整体 的要求如表 4 6 所示 表 4 6 清洁生产工艺与装备要求 指标指标一级一级二级二级三级三级 基本要求有节能节水措施 生 产设备自动化程度高 工厂布局合理 人流物流 畅通 共需设备有水电计 量装置 生产场所清洁 符合安全 要求 机械加工 开料 钻铣 冲切 层压等 高噪声去隔音吸声处理 或有防噪音措施 废边料的分类 回收利用 有安全装置 有集尘 吸尘系统 图形形成 印刷 感光等 使用水溶性抗蚀剂 显影 冲洗设备有有机膜处理装置 废料分类 回收利用 使用水溶性抗蚀剂 废料分类 回收利用 板面清洗处理清洗剂不含络合物 采用逆流清洗 清洗设备附有铜粒回收装置 清洗剂不含络合物 蚀刻蚀刻清洗水逆流清洗 蚀刻机有自动控制与添加 再生循环系统 不含铬 螯合物 蚀刻废液集中存放 回收利 用 采用密闭装置 电镀与化学镀不采用铅合金镀层与含氟络合物的电镀液 设备有自动控制装置 清洗水多极逆流 除镀金外 采用无氰电镀液 要求印制电路板企业在满足产品质量要求的前提下 工艺过程能够有效控 制原辅材料的有毒有害物质 并尽可能的减少物料 资源和能源消耗 提高资 源利用率 尤其是要提高压力较大的水资源和能源利用率 减少新鲜水用量和 13 56 耗电量 4 3 2 生产设备生产设备 工艺设备是电路板企业产品生产过程中为了实现工艺要求所需要的各种辅 助设备 专用工具和附加装置的总称 是工人从事生产活动 实现工艺过程的 重要手段 它对保证产品质量 提高生产效率 改善工人劳动条件起到重要作 用 工艺设备在电路板的生产过程中有很重要的作用 工艺设备的水平关系到 产品的生产质量 选择合适的设备 尽量减少在生产过程中所造成的浪费 减 少废弃物 将废物消化在制造过程中 常见的电路板主要生产设备见表 4 7 表 4 7 电路板主要生产设备一览表 工序工序设备设备 CAD CAM FCCL 裁切机设计 裁板 CVL 裁切机 分条 FCCL 钻孔机 PLASMA 机 电镀孔铜机 Sensor 冲孔机 钻孔 孔金属化 导线冲断机 前处理机 干膜压膜机 曝光机 显影蚀刻去膜线 AOI 检验 CVL 冲孔 保护膜剥离机 连续冲床 图形转移 CVL 贴合机 CVL 热压机 烘干机 补强材裁切机 补强材保护膜剥离机 刀模 补强材贴合机 压合 补强材热压机 铜厚量测 短断路测试机 成型检验机 外观检验机 包装线 测试机压床 检验 包装 包装机 PLOTTER质量设计控制 设备A W DEVELOP 无尘系统无尘室 1000 级 14 56 无尘室 10000 级 4 4 资源与能源利用资源与能源利用 表表 4 8 印制电路板生产资源能源消耗的清洁生产指标要求印制电路板生产资源能源消耗的清洁生产指标要求 指标一级二级三级 资源能源利用指标 新鲜水用量 m3 m2 单面板0 3 0 50 8 双面板0 8 1 01 3 多层板 4 n 层 1 2 0 3n1 6 0 4n2 0 0 5n HDI 板 6 n 层 2 0 0 5n2 5 0 6n3 0 0 8n 耗电量 kWh m2 单面板 102030 双面板 304055 多层板 4 n 层 60 10n70 12n80 15n HDI 板 6 n 层 90 10n110 15n150 20n 注 部分参考中国印制电路行业协会 CPCA 制定的印制板清洁生产标准 4 5 末端治理与废物利用末端治理与废物利用 印制电镀路板主要污染物产生指标要求详见表4 9 废弃物产生环节及其清 洁生产可能性可见表4 10 表表 4 9 污染物产生指标要求污染物产生指标要求 指标一级二级三级 污染物产生指标 废水总产生量 m3 m2 不大于新鲜水用量的 98 处理前废水污染物 铜含量 mg L 300 600 1000 镍含量 mg L 200 300 600 COD 含量 mg L 1000 1500 3000 处理后废水污染物国家一级排放浓度及当地标准国家二级排放浓度及当地标准 废气排放浓度 颗粒物 mg m3 95 110 120 氯化氢 mg m3 1 5 1 7 1 9 15 56 苯 mg m3 9 10 12 废渣产生量 kg m2 2 0 2 5 3 5 注 部分参考中国印制电路行业协会 CPCA 制定的印制板清洁生产标准 表表 4 10 印制电路板生产主要废弃物及产生工艺印制电路板生产主要废弃物及产生工艺 工序工序使用材料使用材料废弃物废弃物状态状态常规处理方式常规处理方式清洁生产可能性清洁生产可能性 高锰酸钾溶液碱性清洗水 液 水处理排放干法等离子去玷污 中和调整液酸性清洗水 液 水处理排放干法等离子去玷污 去孔 玷污 溶液塑料容器 固 废品回收回收重复用 前处理溶液酸性清洗水 液 水处理排放 采用处理后循环回 用水 活化处理溶液 酸性清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 化学沉铜溶液含铜碱性清洗水 液 水处理排放 采用处理后循环回 用水 金属 化孔 溶液塑料容器 固 废品回收回收重复用 前处理溶液酸性清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 电镀铜 硫酸铜电镀液 含铜清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 电镀锡电镀锡溶液含锡清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 前处理溶液酸性清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 电镀镍溶液含镍清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 电镀金溶液 含金氰清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 电镀 镍 金 废镀金液 液 回收再利用专业回收利用 化学镍溶液含镍清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 化学金溶液含金氰清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 化学锡溶液 含锡清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 化学银溶液含银清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 OSP溶液含有机物清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 表面 涂覆 锡铅焊料焊锡渣 固 废品回收专业回收利用 前处理溶液 酸性清洗水 液 水处理排放多级漂洗水回用 阻焊涂料有机溶剂挥发 气 通风排放无苯无毒溶剂 涂阻 焊剂 油墨容器 固 废品回收专业回收利用 标记油墨有机溶剂挥发 气 通风排放无苯无毒溶剂 印刷 标记油墨容器 固 废品回收专业回收利用 待加工印制板含金属层压板边料 固 废品回收专业回收利用 硬质合金铣刀废铣刀 固 废品回收专业回收利用 废塑料盒 固 废品回收专业回收利用 衬垫纤维板 废纤维板 固 废品回收专业回收利用 外形 加工 钢铁模具废钢铁 固 废品回收专业回收利用 16 56 在湿法加工过程中 需采用大量的水 因而有多种重金属废水和有机废水 排出 成分复杂 处理难度较大 按印制电路板铜箔的利用率为 30 40 进 行计算 那么在废液 废水中的含铜量就相当可观了 存在于废液 废水中的 金属如不经过处理就排放 既造成了浪费又污染了环境 因此 在印制板生产 过程中的废水处理和铜等金属的回收是很有意义的 是印制板生产中不可缺少 的部分 印制电路板生产过程中的废水 其中大量的是铜 极少量的有铅 锡 金 银 氟 氨 有机物和有机络合物等 至于产生铜废水的工序 主要有沉 铜 全板电镀铜 图形电镀铜 蚀刻以及各种印制板前处理工序 化学前处理 刷板前处理 火山灰磨板前处理等 以上工序所产生的含铜废水 按其成分大 致可分为络合物废水和非络合物废水 为使废水处理达到国家规定的排放标准 其中铜及其化合物的最高允许排放浓度为 0 5mg L 按铜计 必须针对不同的含 铜废水 采取不同的废水处理方法 鼓励印制电路板企业通过分质处理和污水回用等措施达到水资源集约化利 用的目的 如对高浓度有机物废水 铜氨废水 来自各工序槽液 直接进行废水 处理 进行必要的回收和循环利用 达标后方能进入末端处理回用系统 对低 浓度废水 各工序清洗水 可进入废水处理回用系统 回收废水中铜 镍等重 金属 进行水资源的再生循环利用 如逆流漂洗 活性炭吸附过滤 电渗析 蒸发 有条件的可采用膜分离等深度处理技术 获得高质量的回用水用于清洗 工艺 表 4 11 为推荐的印制电路板企业末端治理和回收技术 表 4 12 为主要污 染因子应该达到的排放标准要求 表 4 13 为主要废弃物回收的清洁生产要求及 其指标 印制电路板生产废水处理设施建设应按照深圳市环境保护局发布的 深圳 市印制电路板行业废水处理设施设计指引 的要求进行设计和建设 表表 4 10 废物回收利用指标废物回收利用指标 指标一级二级三级 废物回收利用指标 废弃金属回收率 98 95 90 废弃基板回收率 95 85 80 17 56 18 56 表表 4 11 推荐的印制电路板企业末端治理和回收技术推荐的印制电路板企业末端治理和回收技术 项目项目清洁生产方案清洁生产方案 生产性粉尘 新建企业必须要设置中央除尘系统 其余企业可用一般袋式除尘器 为产尘量大的设备配备单机吸尘和集尘装置 合理布局 使得大部分产称设备布置于一处 并通过排风扇排出室外 新建企业必须要设置中央除尘系统 其余企业可用一般袋式除尘器 为产尘量大的设备配备单机吸尘和集尘装置 合理布局 使得大部分产称设备布置于一处 并通过排风扇排出室外 磨板和钻孔操作工人戴防护眼镜和防尘口罩 有机挥发物 采用集气罩收集 吸收塔 喷淋相应的化学溶液 来吸收这些气体后 而排出无害的气体 回收有机溶剂 有机废弃物回收集中处理 根据有机溶剂能与大部分油类互溶的特点 采用吸收法工艺吸取废气 废退锡水 通过采用酸性沉淀剂 含巯基 SH 酸性化合物 使重金属沉淀 NO3 恢复为 HNO3 使废液恢复退锡能力的目的 高浓度 有机废液 显影 去膜 可厌氧生化处理 可添加 FeCl3 用稀盐酸调节 pH 调节到 2 然后用 CaCO3将 pH 调节 到 7 使膜渣沉淀 然后将此处理后的处理液与一般有机废水混合 一起处理 清洗废水 经酸化 过滤 活性炭吸附 混槽 沉淀等工艺 达标排放 有条件的应进一步采用进入 MF 过滤系统进行过滤 最后通过 RO 系 统纯化 达到回用水要求 固废 可通过机械方式粉碎分级回收相应的金属和粉料 也可采用封闭 带 有废液循环装置的化学处理工艺 含重金属污泥送资质单位回收处理 注 工艺废水治理及回用的设计可参考 深圳市印制电路板行业废水设计技术指引 要求 19 56 表表 4 12 主要污染因子应该达到的排放标准主要污染因子应该达到的排放标准 污染物名称污染物名称排放标准排放标准 CODCr NH3 N 总镍 废 水 总铜 满足总量控制及纳污水体的功能区划要求 粉尘 盐酸雾 硫酸雾 环己酮 废 气 有机 废气 乙二醇丁醚 满足大气环境功能区划要求 废边角料 废酸 废碱 包装废料 固 废 生活垃圾 一般工业固体废物和工业危险废弃物全部委托有资质的企 业按照环保要求回收处理 生活垃圾清运率和生活垃圾无 害化率均应达到 100 处理标准遵照 GB18597 2001 GB18599 2001 有资质的企业按照环保要求回收处 理 生活垃圾清运率和生活垃圾无害化率均应达到 100 处理标准遵照 GB18597 2001 GB18599 2001 噪声 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 中的二类标准 4 6 环境管理环境管理 为全面进行印制电路板企业清洁生产 推荐印制电路板企业符合国际电工 技术委员会 IEC 的电子零件品质评估制度 按照国际电工技术委员会制定的 有害物质流程管理 HSPM 对物料进行管理 并通过 QC08000 认证体系 鼓励印制电路板企业的清洁生产要与 ISO14000 环境管理体系相结合 通过 ISO14000 环境管理体系认证 建立并保持自我约束 自我调节 自我完善的运 行机制 坚持走可持续发展道路的宗旨 鼓励企业自觉通过欧盟为应对欧盟相关环境指令 如通过 RoHS 符合性认 证体系和 WEEE 符合性认证体系 鼓励印制电路板企业自觉调整产品结构 采用清洁生产工艺 获得环境标 志 如满足 ISO14020 标准所规定的标志等 具体推荐的印制电路板企业的管理 体系见表 6 1 20 56 任何生产过程 无论其自动化程度多高 从广义上讲均需要人的参与 因 而员工素质的提高和积极性的激励也是有效控制生产过程废物产生的重要因素 在电路板生产企业中 要注重人才储备 加强员工的培训 提高员工的积极性 以及进取精神 表表 4 14 环境管理指标环境管理指标 指标一级二级三级 环境管理指标 环境法律法规标准 符合国家和地方有关环境法律 法规 污染物排放达到国家和地方排放 标准 总量控制指标和排污许可证管理要求 生产过程环境管理 生产设备完好 无跑 冒 滴 漏现象 有工艺过程控制 环境管理体系建立 ISO14001 环境管理体系并被认证完 成清洁生产审核 有齐全的管理规章 岗位职责 环保设施的运行管 理 对污染物在线监测要求 有污染物分析条 件 记录运行数据并建立环保档案 具备计算机网络化管理系统 有污染物分析条件 记录运行数据 废弃物的最终处理 得到国家环保机构认可有资质的专业企业回收处理 没有二次污染 并对回收单位作定期现场评审与认定 有合格报告 3 年无环保违规2 年无环保违规1 年无环保违规相关环保 社区问 卷社区满意度 95 社区满意度 90 社区满意度 80 21 56 5 企业清洁生产企业清洁生产审核审核 5 1 企业推行清洁生产审核的要求与对策企业推行清洁生产审核的要求与对策 1 要求 清洁生产促进法 第二十八条规定 污染物排放超过国家和地方规定 的排放标准或者超过经有关地方人民政府核定的污染物排放总量控制指标的企 业 应当实施清洁生产审核 使用有毒有害原料进行生产或者在生产中排放有 毒 有害物质的企业 应当定期实施清洁生产审核 并将审核结果报告所在地 的县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门和经济贸易行政主管部门 2 对策 与主要污染物排放总量控制相结合 通过推行清洁生产帮助电路板企业 优化环保投入 实现达标排放和总量控制指标要求 提高企业竞争力 与实施 ISO14000 系列标准相结合 在清洁生产审核的基础上 建立电 路板企业环境管理体系 为企业持续进行清洁生产提供组织和管理保障 聘请经广东省经贸委 省环保局 省科技厅认可的清洁生产审核技术依 托单位作清洁生产审核工作 根据国家和广东省相关政策 将企业用于清洁生产审核和培训的费用列 入企业经营成本 对清洁生产项目向政府寻求资金和信贷支持 争取税收优惠 并在全面考评基础上申请清洁生产标志证书 5 2 企业实施清洁生产审核程序企业实施清洁生产审核程序 组织实施清洁生产审核是推行清洁生产的重要组成和有效途径 基于我国 清洁生产审核示范项目的经验 并根据国外有关废物最小化评价和废物排放审 核方法和实施的经验 国家清洁生产中心开发了我国的清洁生产审核程序 包 括 7 个阶段 35 个步骤 详见图 2 22 56 活 动 产 出 可行性分析可行性分析 1 进行市场调查 2 进行技术评估 3 进行环境评估 4 进行经济评估 5 推荐可实施方案 方案实施方案实施 1 组织方案实施 2 汇总已实施的无低费方案的成果 3 验证已实施的中高费方案的成果 4 分析总结已实施方案对组织的影响 持续清洁生产持续清洁生产 1 建立和完善清洁生产组织 2 建立和完善清洁生产管理制度 3 制定持续清洁生产计划 4 编写清洁生产审核报告 1 方案的可行性分析结果 2 推荐的可实施方案 1 推荐方案的实施 2 已实施方案的成果分析结论 1 清洁生产组织机构 2 清洁生产管理制度 3 持续清洁生产计划 4 清洁生产审核报告 筹划与组织筹划与组织 1 取得领导支持 2 组建审计小组 3 制定工作计划 4 开展宣传教育 方案产生和筛选方案产生和筛选 1 产生方案 2 分类汇总方案 3 筛选方案 4 研制方案 5 继续实施无低费 6 核定并汇总无低 方案 费方案实施效果 1 领导的参与 2 审计小组 3 审计工作计划 4 障碍的克服 评估评估 1 准备审计重点材料 2 实测输出入物流 3 建立物料平衡 4 分析废物产生原因 5 提出和实施无低费方案 预评估预评估 1 组织现场调研 2 进行现场考察 3 评价产污排污状况 4 确定审计重点 5 设置清洁生产目标 6 提出和实施无 低费方案 1 现状调查结论 2 审计重点 3 清洁生产目标 4 现场考察的 无低费方案 1 物料平衡 2 废物产生原因 3 审计重点无低费方案的实施 1 各类清洁生产方案的汇总 2 推荐的供可行性分析的方案 3 中期评估前无低费方案实施效 果的核定和汇总 4 清洁生产中期审计报告 23 56 附录附录 深圳市印制电路板行业清洁生产推荐技术深圳市印制电路板行业清洁生产推荐技术 1 图形转移过程的清洁生产技术图形转移过程的清洁生产技术 1 1 CAD 和光绘制版技术和光绘制版技术 1 技术说明 使用光绘机可以直接将 CAD 设计的 PCB 图形数据文件送入光绘机的计算 机系统 控制光绘机利用光线直接在底片上绘制图形 然后经过显影 定影得 到菲林底版 光绘机使用的标准数据格式是 Gerber RS274 格式 也是印制板设 计生产行业的标准数据格式 Gerber 格式的命名引用自光绘机设计生产的先驱 者 美国 Gerber 公司 光绘图数据的产生 是将 CAD 软件产生的设计数据转化称为光绘数据 多 为 Gerber 数据 经过 CAM 系统进行修改 编辑 完成光绘预处理 拼版 镜 像等 使之达到印制板生产工艺的要求 然后将处理完的数据送入光绘机 由 光绘机的光栅 Ra