印制电路板行业清洁生产技术指引55

1、深圳市印制电路板行业清洁生产技术指引目录1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 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 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 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 1.14.4 资源与能源利用 1.34.5末端治理与废物利用 1.34.6环境管理 1.7.5 企业清洁生产审核 1.9.5.1企业推行清洁生产审核的

2、要求与对策 1. 95.2企业实施清洁生产审核程序 1.9附录 深圳市印制电路板行业清洁生产推荐技术 2.11 图形转移过程的清洁生产技术 2.12 锡铅合金热风整平的替代清洁生产技术 2.43 钻孔和孔金属化过程的清洁生产技术 2.94 电镀化学镀过程的清洁生产技术 3.05 蚀刻工艺的清洁生产技术 3.46 清洗工艺和清洗水再生回用技术 3.67 多层压印制电路板层压过程的清洁生产工艺 3.81 总论1.1 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

3、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1.2.1 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

4、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1) .RoHS 2002/95/EC： the Restriction of th

5、e use of certain hazardous substances2) IEEE：Institute of Electrical and Electronics Engineers3) WEEEDirective2002/96/EC：Waste Electrical and Electronic Equipment4) Japanese Law Summary of Restricted Hazardous Chemical substance5) 促进行业结构调整暂行规定 (国发 200540 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； 2002.0

6、6.29)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 (GB185

7、97-2001)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。2 印制电路板行业主要生产工艺及污染环节分析2.1 主要生产工艺印制电路板制造技术是一项非常复杂的

8、、 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

9、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

10、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。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

11、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

12、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0.052.0mm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

13、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

14、遍应用的蚀刻液主要有氯化铁蚀刻 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

15、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

16、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

17、， 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。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

18、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

19、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

20、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： 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；

21、 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

22、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 45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 转移一蚀刻铜-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

23、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。 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。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、边角料清洗废水废气蚀刻废水、废液、废气噪声、粉尘清洗废水油墨废气油墨废气油墨废气、废油墨油墨废气图2-1 PCB板生产主要产污环节（单面板）双面铜箔基板T S1,S2裁板表面处理*S3*线路镀铜啊S6镀锡铅卜T S6_ 去抗镀阻剂卜&quo

24、t;S5,S6蚀刻阻剂转移蚀刻 啊S4锡/铅镀金板喷锡镀金板蚀刻f S4|去蚀刻阻剂卜 S5黑/棕氧化S6胶片、铜箔内层板1叠板层压S7表面处理* f S31r1除胶渣 f S6钻孔I S2钻通孔f S6全板镀铜f S6表面处理* 1* S3V抗镀阻剂转移I注:* :刷磨* :加防焊绿漆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S:废弃物S10:成型边料、废电路板图2-2电路板主要工艺流程及产污节点图（多层板）铜箔、基板发料忏 G1、 S1AOI检验 JIANYAN预烤* G14硫代硫酸钠硫酸保护膜（覆盖膜）自粘塑料板补强片

25、/补强板 接着剂、离子膜网版清洗液硫代硫酸钠硫酸底片曝光6碳酸钠文字网印G16、 W12防焊 工段银胶胶片文字 印刷G17贴补强工段*S5覆盖膜前处理贴保护膜假接着/快压预烤 G18镀金、化金、镀锡工序（外委处理）表面处 理工段冲型 G10、W9、L9 覆盖膜工段快压终烤G19钢材加工加工工段印刷油墨图2-3电路板主要工艺流程及产污节点图（软性板）组焊件G20*电测*成检G废气 L废液 W废水S固废 S73印制电路板行业清洁生产评价指标3.1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

26、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

27、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

28、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）22耗电量（kwh/m ）=耗电总量（kWh/y）/总生产面积（m /y）2）污

29、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X100%废弃基板回收率（）=回收非金属物量/废物中非金属物量X100%生产废水回用率（%）=回用于生产水量/废水总产生量X100%=（废水总产生量实际排放量”废水总产生量X100%生活污水回用率（%）=回用于生活水量/废水总产生量X100%=（废水总产生量实际排放量”废水总产生量X100%4印制电路板行业清洁生产技术要求4.1产品设计电镀工艺是印制加工中一项

30、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

31、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4-1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）测试方法铅与其铅化和物（Pb）塑胶类/电镀层/涂料/墨水<90ppmEPA3050B合金类

32、钢材<3500ppmEPA3050B铝合金<4000ppmEPA3050B铜合金<40000ppmEPA3050B焊锡<1000ppmEPA3050B镉与其镉化合物（Cd）塑胶、涂料、包材<5ppmEN1122金属类物料<100ppmEN1122汞与其汞化合物（Hg）所有物质禁用 禁用EPA3052六价铬与其化合物（Cr+6）所有物质禁用 禁用EPA3060A聚溴联苯（PBBs）有机类物质禁用 禁用EPA8081溴联苯醚（PBDEs）有机类物质禁用 禁用EPA8081多氯联苯(PCBs)有机类物质禁用 禁用EPA8082多氯奈(PCN)有机类物质禁用 禁用E

33、PA3540氯化石蜡、氯代烷烃有机类物禁用 禁用3093/94/EEC甲醛有机类物质禁用 禁用-4.2原辅材料的选用1) 基板材料印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)用基板材料(Base material)在整个 PCB制造材料中是首位重要的基础原材料。它担负着PCB的导电、绝缘、支撑三大功效，PCB的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长 期可靠性等，在很大程度上取决于它所用的基板材料。PCB基板材料中的一大类重要形式的产品是 覆铜板。将增强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板 (copper clad la

34、minate CCL)，简称覆 铜板。目前最广泛使用的减成法制成的PCB，就是在基板材料一一覆铜板上有选择地进行通孔加工、金属电镀、蚀刻、成像等加工，得到所需的单面或双面电 路图形的基板。一般多层板制作，也是以内芯薄型覆铜板为底基材料，将导电体 材料(一般为铜箔)作为表面层和半固化片交替地叠积在一起，经一次层压加工而 成型，形成三层以上的导电图形层互连的PCB。多层板用的基板材料常见的有两大类品种一一内芯薄型覆铜板和半固化片。半固化片(PP)也称为黏结片或预浸 材料，它还在覆铜板的制造过程中充当着半固化性的半成品角色。2) PCB用化学原料印制电路板制作过程中要用到多种化学材料，绝大多数化学品

35、都具有不同程 度的侵害性或毒性，使用中要有安全和劳动保护措施，而有些已经被列入限制使 用或禁用的名单，如氟化物、铅的化合物、甲醛等。这些限制使用的化学品已经 证实是对环境和人类健康有害的污染物，必需寻找替代物来减少这类物质的使 用，人们在这方面已经有了多年的努力，并且取得了一些进展。3) 显影膜材料菲林底版是印制电路板生产的前导工序，菲林底版的质量直接影响到印制板 生产质量。在生产某一种印制电路板时，必须有至少一套相应的菲林底版。印制板的每种导电图形(信号层电路图形和地、电源层图形)和非导电图形(阻焊图 形和字符）至少都应有一张菲林底片。通过光化学转移工艺，将各种图形转移到 生产板材上去。随着

36、电子工业的发展，对印制板的要求也越来越高。印制板设计 的高密度，细导线，小孔径趋向越来越快，印制板的生产工艺也越来越完善。在 这种情况下，如果没有高质量的菲林底版，就不能生产出高质量的印制电路板。菲林底版在印制板生产中的用途如下：图形转移中的感光掩膜图形，包括线路图形和光致阻焊图形。网印工艺中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符。机加工（钻孔和外型铣）数控机床编程依据及钻孔参考。电路板企业所用主要原辅料可见表 4-2所示。表4-2电路板厂常用原辅料种类名称主要用途生产所需原 辅材料覆铜板基材银盐底片、重氮片制版硫酸铜化学镀或电镀硫酸亚锡硫酸镍或氯化镍甲醛干膜光致抗蚀剂图像转移液态光致抗蚀剂氯化

37、铜、盐酸蚀刻氨水氰化金钾镀金油墨网印退锡液（氟化氢氨型、氟硼酸型、硝酸型）退铅锡浓硫酸/高锰酸钾去钻污过硫酸钠/H2SO4/H2O2微蚀刻过硫酸钾/亚氯酸盐/高锰酸钾黑化或棕化柠檬酸钾其他硼酸氢氧化钠甲醛污水处理所 需药品次氯酸钠用于破氰反应液碱调节PH值用硫化钠破络PAC （聚合氯化铝）无机高分子絮凝剂PAM （聚丙烯酰胺）有机高分子絮凝剂国际上已明令自 2006 年 7 月起电子产品中限制使用铅、镉、汞、六价铬和 聚多溴联苯(PBB)、聚多溴联苯乙醚(PBDE)这六种有害物质。印制板中还存在禁 用的铅(Pb)与聚多溴联苯、聚多溴联苯乙醚这些有害物质。铅是被用于锡铅合金 焊料作为印制板表面涂

38、覆层， 采用热风整平焊锡得到。 在生产过程中也有图形电 镀锡铅合金作为抗蚀刻层， 该工艺中用到含铅物质， 因此在排放的清洗水中会含 有铅。电镀锡铅合金和热风整平锡铅焊料都将是被淘汰的原料， 其替代品有电镀 锡和有机可焊保护剂(OSP)、电镀镍/金、化学镀镍/浸金(ENIG)、浸锡、浸银等。 聚多溴联苯和聚多溴联苯乙醚是以溴化物阻燃剂存在于印制板基材中， 现在新型 的无卤素基板采用金属氧化物或氮、 磷类化合物做阻燃剂。 有害物质的替代物已 经找到，并且在推广应用，但从产品可靠性和经济性等方面还有待改进与提高。作为电子元器件载体的印制电路板的基板， 为了防止因短路而发生的电热故 障引起的燃烧事故，

39、要求基板有阻燃性， 因此在制作这种基板时， 树脂中往往加 入了阻燃剂。阻燃性能较好的阻燃剂大多是卤素类化合物，现在已经可以确认， 废弃的印制板由于含有卤素类阻燃剂而在作为垃圾焚烧时， 会产生严重污染环境 的二噁英， 而成为严格禁止的污染物。 禁止使用含有卤素类阻燃剂的印制板已经 成为世界性趋势，开发和使用无卤素印制板引起越来越多人的关注。现在， 可以 向市场供应无卤素印制板的厂家已从两年多以前的几家发展为包括日本、美国、 欧洲、韩国、中国等国家和中国台湾地区在内的近二十家。由于阻燃性同样是 PCB 板的重要指标，因此不是简单地从基板组分中去掉 卤素类阻燃剂就能制成无卤素 PCB 板的，而是要有

40、非卤素类阻燃剂来取代卤素 类阻燃剂。 可以用来做阻燃剂的化学物质分为有机类和无机类。 有机类中除卤素 类外，可以选用的有含磷的有机物、有机醇类等，无机物可以用硼酸、硼砂、水 玻璃、钨酸钠等。也可以是两种以上的组合。选用的原则是除了无卤素以外，还 要能满足印制板其它方面的性能如介电性能、 防潮性能等。 更好的解决方案是采 用新型的基板材料，如陶瓷类基板、铝氧化基板、应用纳米材料的基板等。印制电路板企业有害物质的控制及部分替代材料的选取可见表 4-3及表 4-4表4-3印制电路板企业有害物质的控制原辅材料清洁生产方案基板避免使用聚溴联苯（PBB），聚溴联苯醚（PBDE）等溴化环氧树脂作为基板及 阻

41、燃物推荐使用无卤化印制电路板基材和阻燃剂，女口IPC-4101/93，95 （氧化铝阻燃剂）IPC-4101/92，94 （磷阻燃剂）基板材料基板生产过程中应避免使用含氮（N ）酚醛的双氰胺固化剂触头材料禁止使用含重金属镉的 AgCdO的触头材料 推荐使用AgSnO2类的无毒性的触头材料可焊性涂覆 材料和焊料选用无铅焊料和锡、银或镍 /金镀涂覆材料金属涂料不应含以铅、镉、铬、汞和它们的化合物为基础的颜料和添加剂清洗剂金属加工和表面处理不许使用卤化有机溶剂尽量水基清洗剂包装不使用含有氯的塑料作为包装材料其他尽一切可能采购获得环保认证的产品，要求供货商必须出具相关检测报告和制定严格的原料进货管理程

42、序公司内部制疋各种原材料的检验标准，专人负责定期送检供货商所供应原料；定期召集新老供货商讨论本年度原料供应存 在的问题，探讨解决的办法设立IE工程部，参与规划、制定各种原材料在各个工序、产品中的消耗表4-4印制电路板推荐的替代材料传统材料用途含有毒有 害物种类危害推荐替代品说明聚溴联苯（PBB）环氧树脂 基板材料 并作为阻 燃物卤族化合 物主要是 溴化物生产和处理 过程中产生 三致” 化合物无卤化印制电路板基 材和阻燃剂。IPC-4101/93，95 （氧 化铝阻燃剂）IPC-4101/92，94 （磷阻燃剂）RoHS指令禁用聚溴联苯 醚（PBDE）环氧树脂 基板材料 并作为阻 燃物卤族化合

43、物主要是 溴化物生产和处理 过程中产生三致” 化合物无卤化印制电路板基材 FR-4RoHS指令禁用溴化环氧 树脂基板溴化物三致” 化合物含磷环氧树脂（PFRs）RoHS指令禁用AgCdO接点材料重金属镉一类污染物AgS nO2RoHS指令禁用锡铅合金可焊性涂 覆材料重金属铅一类污染物RoHS指令禁用锡、银 或镍/ 金镀层96.5S n3.0A gO.5CuJIEDA推荐，兼用型Sn AgBiPanasonic 公司推荐，兼用型锡铅合金焊料重金属铅一类污染物RoHS指令禁用无铅焊 料Sn 3.9Ag0.6 CuNEMI推荐，回流焊接使用Sn 0.7Cu 和Sn 3.5AgNEMI推荐波峰焊接使用

44、Sn Ag3.8Cu0.76IDEALS推荐 兼用型ODS清洗剂CFC-113 和 VOC破坏 大气臭氧层水基清洗剂依据深圳市印制电路板行业淘汰工艺目录要求，如下表 4-5的几种原辅料应在印制电路板工艺中逐步予以淘汰。表4-5深圳市印制电路板行业应当逐步淘汰的原辅料及工艺淘汰项目淘汰依据替代建议重铬酸盐水溶性光敏抗蚀剂铬制剂污染严重，且不稳定、不 易存储；电子信息产品污染控 制管理办法、RoHS重氮化合物水溶性光敏 抗蚀剂溶剂型抗蚀干膜抗蚀剂有机溶剂作为显影剂和去膜剂， 毒性大、易燃、环境污染严重水溶型抗蚀干膜抗蚀剂焦磷酸盐、氟硼酸盐、氰化 物型镀铜液焦磷酸盐镀液稳定性差、成本 高、磷酸根造成

45、环境污染；氟硼 酸盐镀液分散能力差、对板材有 一定腐蚀作用、氟硼酸根造成环 境污染且难于治理； 氰化物有剧毒硫酸盐型电镀铜液电镀铅锡（磺酸盐体系铅锡 镀液、氟硼酸体系铅锡镀液）氟硼酸溶液腐蚀性强，废液处理 困难；有机磺酸液溶液含氟和酚 类物质，毒性大、污染严重；电 子信息产品污染控制管理办 法、RoHS电镀纯锡（硫酸锡镀液）氟硼酸型退铅锡剂氟硼酸有毒、污染严重、产品技 术指标差硝酸-烷基磺酸型 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

46、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 2NaNN'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4.3生产工艺与装备4.3.1清洁生产工艺与装备整体要求电路

47、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一级二级三级基本要求有节能节水措施，生 产设备自动化程度咼工厂布局合理，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、钻铳、 冲切、层压等）高噪声去隔音吸声攵 理，或有防噪音措施:废边料的分类、回收利

48、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

49、用率，尤其是要提高压力较大的水资源和能源利用率，减少新鲜水用量和耗电量。4.3.2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设备设计/裁板CAD/CAMFCCL裁切机CVL裁切机（

50、分条）钻孔/孔金属化FCCL钻孔机PLASMA 机电镀孔铜机Sen sor冲孔机导线冲断机图形转移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）CVL贴合机压合CVL热压机烘干机补强材裁切机补强材保护膜剥离机（刀模）补强材贴合机补强材热压机检验/包装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包装机质量设计控制 设备PLOTTERA/W DEVELOP无尘系统无尘室1000级无尘室10000级4.4资源与能源利用表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0.30.50.

51、8双面板0.81.01.3多层板（4+n ）层1.2+0.3 n1.6+0.4 n2.0+0.5 nHDI 板(6+n)层2.0+0.5 n2.5+0.6 n3.0+0.8 n耗电量（kWh/m 2）单面板102030双面板304055多层板（4+n ）层60+10n70+12n80+15nHDI 板(6+n)层90+10n110+15n150+20n注：部分参考中国印制討电路行业协会（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4-9污染物产生指标要求指标一级二级三级污染物产生指标

52、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< 600COD 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苯(mg/m3)< 9< 10< 12废渣产生量（kg/m2）< 2.0<

53、; 2.5< 3.5表4-10印制电路板生产主要废弃物及产生工艺工序使用材料废弃物状态常规处理方式清洁生产可能性去孔 玷污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溶液塑料容器（固）废品回收回收重复用金属 化孔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 用水溶液塑料容器（固）废品回收回收重复用电镀铜前处理溶液酸性清洗水（液）水处理排放多级漂洗水回用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