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印制电路板制造业的清洁生产要点

2013-10-29 10:47:50 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示: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。


关键词: 印制电路板

  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。

  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,三级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,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。


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