柔性電路板是當今最重要的互連技術之一。柔性電路板應用范圍遍布計算機與通信、消費電子、汽車、軍事與航天、醫療等領域。對于柔性電路板企業來說,盡量減少或者避免生產過程中廢物的排放,對產生的污染物進行有效處理,達到排放標準,采用先進的生產工藝是實施清潔生產的重點。

清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術和設備、改善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用率,減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放,以減輕或者消除其對人類健康和環境的危害。

本文將對實現清潔生產、綜合利用資源、消減環境污染為主要目標的柔性線路板清潔生產措施進行簡單介紹。

FPC線路板生產工藝流程

目前,柔性線路板生產流程主要包括裁剪、打孔、黑孔、鍍銅、貼干膜、曝光、顯影、蝕刻、去干膜、去污清洗、貼保護膜、層壓、純錫、鍍金、絲印、沖切、電氣測試、補強膠片貼合、功能測試等工藝。具體工藝流程見圖：

FPC線路板清潔生產工藝1直接金屬化法(DMS)

現在較先進的是不用化學沉銅的直接金屬化法(DMS),而是將精細碳粉浸涂在孔壁上形成導電層,經過微蝕處理,除去銅層上的碳基,只在孔壁內部非導體(絕緣的環氧樹脂基材)上保留導電的碳膜層,然后直接電鍍。電鍍階段采用新型全密閉設備,同傳統電鍍槽相比,廢氣向外界溢散量降低了95%以上,污水排放量減少約1/3,廢液中污染物濃度較低。同時,由于設備有較好的隔聲效果,并加裝送風機消音裝置,使噪聲污染大大降低。

2純錫電鍍法

采用純錫電鍍取代錫鉛電鍍,可以杜絕重金屬鉛的污染。按線路板鍍鉛錫層厚度10μm計算,1t廢液中所含鉛的量就達18～20kg,按照退錫廢液量52.1t/a計算,可減少鉛排放937.8～ 104 2.0kg/a。

3增加水滾輪和風刀

在氨銅蝕刻段及水洗段間,設吸水滾輪和風刀,使得蝕刻液在蝕刻槽中得到充分利用,排放污水帶出的氨銅量比傳統方法可減少80%,降低了廢水處理的難度和處理費用。在顯影機工段及水洗段間,設有吸水滾輪和風刀,使得顯影液在顯影槽中得到充分利用,排放污水帶出的碳酸鉀量大大降低。相關排氣位置均附有廢氣排氣口,排氣時直接與廢氣管路相連,廢氣進入處理設施,避免了外泄。同時,顯影機最后一次水洗的水回用于蝕刻段,節約了大量新鮮水。

4采用全密閉式設備

氧化工段采用全密閉式設備,廢氣溢散量比傳統黑化槽低95%以上。該系統前段附有干燥烤箱,同往常與烤箱分離的黑化線相比,有機廢氣可更好地進行收集處理,減少了其溢散量。設備有較好的隔聲效果,并加裝送風機消音裝置,可使噪聲污染大大降低。

5更換掛架

更換掛架,使用錫包覆掛架,可使掛架的硝酸溶液換槽頻率由2d/次延至7d/次,減少了排污量。

6采用硝酸代替氟硼酸

采用硝酸代替氟硼酸退錫,可消除氟的污染。

7采用CAD和光繪制版

采用CAD和光繪制版技術,可提高底版質量,減少照相底版的浪費和污染。

8采用激光直接成像工藝

采用激光直接成像工藝,可以省去照相制版工序,從而避免照相底片的浪費和污染。

FPC線路板清潔生產過程控制

常流水式清洗鍍件是電鍍行業的傳統習慣,既浪費水資源,又大大增加了污水處理負荷。可以采用如下的改進措施：

(1)自動流水線作業:線路板由放卷機輸入到各個密封的電鍍槽中,一定程度地減少了用水量及廢水產生量。

(2)用去離子水配制電鍍液,減少雜質進入電鍍槽,延長了鍍液的使用壽命,減少了廢液量。

(3)鍍件攜出的電鍍液(濃縮廢水)進入回收槽,用去離子水分級清洗鍍件,這樣就減少了溶液的揮發,防止了人工操作造成的跑、冒、滴、漏的現象,同時減少了污染,又減少了電鍍液的損失,保證生產順利進行。

(4)將去離子水用于溶液的配制和清洗,避免了溶液中的雜質污染,延長了電鍍液的使用壽命,同時保證了產品的質量,減少廢水處理費用。

(5)生產過程中的中間產品與溶劑及時回收利用,大大減少了污染物的產生與排放。

節能措施1逆流漂洗

水洗槽采用逆流漂洗槽,即通過中間二層有上下落差的夾層,后道水向前道水逆流,水中的漂浮物隨著溢流口排放,兩只槽子的用水量相當于一只槽子的用水量,節約了用水。

2智能噴淋

當工件放入槽內時,會給計算機一信號,電磁閥自動打開,這時開始噴淋;當工件移走時,噴淋即刻停止,這樣就節約了用水。

3凈化三級處理

在有熱氣和廢氣槽邊的低載面平口處,采用插裝式吸風罩以及槽邊整體吸風,通過組合式廢氣凈化塔的吸收、凈化、噴淋的三級處理,在主吸風管上設置有支管,支管上有控制風量的閥門用以控制風量,以減少能耗。

含氰廢水處理

柔性線路板生產過程中,部分工段涉及含氰鍍金工藝。由于不含氰的鍍金工藝方法目前國內外尚不成熟,同時由于產品的特殊要求,要使金鍍層分布均勻致密,具有高耐磨性,只能選用含氰電鍍。選用微氰檸檬酸浴工藝,用氰化金鉀取代氰化鉀、氰化鈉等劇毒品,鍍液中不產生氰化氫,氰化物的含量低,僅為0.5g/L左右。含氰廢水的處理方式為堿性氯化法,即:在堿性條件下(pH= 8.5～ 11),液氯可將氰化物氧化成氰酸鹽,使其毒性僅為氰化物的0.1%。若投加過量氧化劑,可將氰酸鹽進一步氧化為CO2和N2,使水質得以進一步凈化。

因采用的是微氰檸檬酸浴法工藝,鍍液中的氰含量很低,所以含氰廢水中氰的濃度也較低,經氧化破氰預處理后,廢水中氰污染物的處理效率可達97%以上,保證了達標排放。

總結

FPC電路板在目前仍然是新興行業,在起步階段就推行清潔生產工藝,對該行業的可持續發展大有好處。要做到這一點,必須努力提高電路板生產工藝的科技含量,最大程度地減少和消除電路板制造過程對環境帶來的污染和危害,積極研究開發更為先進的電鍍與環保技術及設備,強化管理。