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柔性电路板生产过程中废物的排放，实施清洁生产的重点

2019-07-16 18:24:00

柔性电路板是当今最重要的互连技术之一。柔性电路板应用范围遍布计算机与通信、消费电子、汽车、军事与航天、医疗等领域。对于柔性电路板企业来说,尽量减少或者避免生产过程中废物的排放,对产生的污染物进行有效处理,达到排放标准,采用先进的生产工艺是实施清洁生产的重点。

清洁生产是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和设备、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,以减轻或者消除其对人类健康和环境的危害。

本文将对实现清洁生产、综合利用资源、消减环境污染为主要目标的柔性线路板清洁生产措施进行简单介绍。

FPC线路板生产工艺流程

目前,柔性线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。具体工艺流程见图：

FPC线路板清洁生产工艺1直接金属化法(DMS)

现在较先进的是不用化学沉铜的直接金属化法(DMS),而是将精细碳粉浸涂在孔壁上形成导电层,经过微蚀处理,除去铜层上的碳基,只在孔壁内部非导体(绝缘的环氧树脂基材)上保留导电的碳膜层,然后直接电镀。电镀阶段采用新型全密闭设备,同传统电镀槽相比,废气向外界溢散量降低了95%以上,污水排放量减少约1/3,废液中污染物浓度较低。同时,由于设备有较好的隔声效果,并加装送风机消音装置,使噪声污染大大降低。

2纯锡电镀法

采用纯锡电镀取代锡铅电镀,可以杜绝重金属铅的污染。按线路板镀铅锡层厚度10μm计算,1t废液中所含铅的量就达18～20kg,按照退锡废液量52.1t/a计算,可减少铅排放937.8～ 104 2.0kg/a。

3增加水滚轮和风刀

在氨铜蚀刻段及水洗段间,设吸水滚轮和风刀,使得蚀刻液在蚀刻槽中得到充分利用,排放污水带出的氨铜量比传统方法可减少80%,降低了废水处理的难度和处理费用。在显影机工段及水洗段间,设有吸水滚轮和风刀,使得显影液在显影槽中得到充分利用,排放污水带出的碳酸钾量大大降低。相关排气位置均附有废气排气口,排气时直接与废气管路相连,废气进入处理设施,避免了外泄。同时,显影机最后一次水洗的水回用于蚀刻段,节约了大量新鲜水。

4采用全密闭式设备

氧化工段采用全密闭式设备,废气溢散量比传统黑化槽低95%以上。该系统前段附有干燥烤箱,同往常与烤箱分离的黑化线相比,有机废气可更好地进行收集处理,减少了其溢散量。设备有较好的隔声效果,并加装送风机消音装置,可使噪声污染大大降低。

5更换挂架

更换挂架,使用锡包覆挂架,可使挂架的硝酸溶液换槽频率由2d/次延至7d/次,减少了排污量。

6采用硝酸代替氟硼酸

采用硝酸代替氟硼酸退锡,可消除氟的污染。

7采用CAD和光绘制版

采用CAD和光绘制版技术,可提高底版质量,减少照相底版的浪费和污染。

8采用激光直接成像工艺

采用激光直接成像工艺,可以省去照相制版工序,从而避免照相底片的浪费和污染。

FPC线路板清洁生产过程控制

常流水式清洗镀件是电镀行业的传统习惯,既浪费水资源,又大大增加了污水处理负荷。可以采用如下的改进措施：

(1)自动流水线作业:线路板由放卷机输入到各个密封的电镀槽中,一定程度地减少了用水量及废水产生量。

(2)用去离子水配制电镀液,减少杂质进入电镀槽,延长了镀液的使用寿命,减少了废液量。

(3)镀件携出的电镀液(浓缩废水)进入回收槽,用去离子水分级清洗镀件,这样就减少了溶液的挥发,防止了人工操作造成的跑、冒、滴、漏的现象,同时减少了污染,又减少了电镀液的损失,保证生产顺利进行。

(4)将去离子水用于溶液的配制和清洗,避免了溶液中的杂质污染,延长了电镀液的使用寿命,同时保证了产品的质量,减少废水处理费用。

(5)生产过程中的中间产品与溶剂及时回收利用,大大减少了污染物的产生与排放。

节能措施1逆流漂洗

水洗槽采用逆流漂洗槽,即通过中间二层有上下落差的夹层,后道水向前道水逆流,水中的漂浮物随着溢流口排放,两只槽子的用水量相当于一只槽子的用水量,节约了用水。

2智能喷淋

当工件放入槽内时,会给计算机一信号,电磁阀自动打开,这时开始喷淋;当工件移走时,喷淋即刻停止,这样就节约了用水。

3净化三级处理

在有热气和废气槽边的低载面平口处,采用插装式吸风罩以及槽边整体吸风,通过组合式废气净化塔的吸收、净化、喷淋的三级处理,在主吸风管上设置有支管,支管上有控制风量的阀门用以控制风量,以减少能耗。

含氰废水处理

柔性线路板生产过程中,部分工段涉及含氰镀金工艺。由于不含氰的镀金工艺方法目前国内外尚不成熟,同时由于产品的特殊要求,要使金镀层分布均匀致密,具有高耐磨性,只能选用含氰电镀。选用微氰柠檬酸浴工艺,用氰化金钾取代氰化钾、氰化钠等剧毒品,镀液中不产生氰化氢,氰化物的含量低,仅为0.5g/L左右。含氰废水的处理方式为碱性氯化法,即:在碱性条件下(pH= 8.5～ 11),液氯可将氰化物氧化成氰酸盐,使其毒性仅为氰化物的0.1%。若投加过量氧化剂,可将氰酸盐进一步氧化为CO2和N2,使水质得以进一步净化。

因采用的是微氰柠檬酸浴法工艺,镀液中的氰含量很低,所以含氰废水中氰的浓度也较低,经氧化破氰预处理后,废水中氰污染物的处理效率可达97%以上,保证了达标排放。

总结

FPC电路板在目前仍然是新兴行业,在起步阶段就推行清洁生产工艺,对该行业的可持续发展大有好处。要做到这一点,必须努力提高电路板生产工艺的科技含量,最大程度地减少和消除电路板制造过程对环境带来的污染和危害,积极研究开发更为先进的电镀与环保技术及设备,强化管理。

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