节约资源是增效的重要措施—节约资源的一些心得

查春福

本刊编委会委员

资源是保障国家可持续发展的物质要素。

水资源中的可饮用水，是人类生存的必要条件。

以前总是宣传我国地大物博，但实体平均到每个人，占有量很少，有的极其稀缺。

做任何一种产品都要消耗资源！我国人口占世界第一，所以我国是资源消耗大国，连外国也在消耗我们的资源。日本资源贫泛，也有近1.3亿人口，他们是用脑袋去创造财富，再去换取资源。1993年春节，我去参观日本水门汀株式会社，介绍说日本几乎见没有矿山可采，因此也就没有生产水泥的原料。于是就转向帮国外水泥生产厂做技术改造，提高品质。

物资用一点就少一点，而资源的生成不是一代人几代人的时间就能生成，所以各行各业都得着眼于节约使用。

在生产中所产生污水，也是正常的，虽然经处理符合排放标准，但排出去的水中含有人类不能食用的盐。

节约资源有重大现实意义和深远的历史意义，是我们在为子孙后代作贡献。

印制板行业消耗最多的是铜、树脂和增强材料等。据报导，2018年我国铜矿石自给率约20%，大量靠进口和废铜回收。

节约资源可有多种选择，如：

（1）标准的修订：在六十年代我国参照原苏联标准，铜箔厚度是50 μm。现在是18 μm，35 μm，还有更薄的铜箔。省铜！这就是标准出效益。

（2）改变制程：在六十年代中期欧美推出图形电镀制程，解决了双面及多层板的制造。我国就引入此制程，其优点是需蚀刻的铜薄大约25 μm，能生产单面板的半金属化孔（为增加焊接面积）。但板面铜镀层的均匀性差，当二面导电图形相差大时，二面电镀的厚度相差较大，且设备多。工序前后穿插，用水多，且碱性蚀刻液含氨氮，废水处理成本高。

后来日本推出掩孔制程，设备比图电制程少一条电镀线，少一条显影线，工序可正常流转，工序短。虽然蚀刻铜厚大约46 μm，但也能生产线宽/线间距为0.1 mm的产品。比图形电镀制程省4道水洗，采用酸性蚀刻，废水容易处理。90年代起我国开始引入此制程。

如果采用12 μm铜箔和采用垂直连续电镀（VCP）线，镀层均匀，蚀刻效果更好。

（3）SHIPLEY先生发明了胶体钯，对印制板制造做出了一个重大贡献，在业内长期应用后又推出离子钯，进行活化、沉铜。但世界上钯矿石主要集中在俄罗斯。因此业界开发出多种代用品，如贝加尔推出纳米石墨（黑影）代替钯催化和沉铜，处理后直接镀铜。在刚性18层板、多阶盲孔板、板厚5.0 mm孔径0.13 mm高厚径比板。在挠性板12层板、刚挠结合板、二阶挠性高密度（HDI）板应用上通过严格的考核。特别是电镀时不会在孔内生成铜结瘤，排除了用于压接连接的一个不利因素。

专用设备成本比水平沉铜线约低一半，处理时间比水平沉铜线短。药水成本、用水量，用电量、用工量均比化学沉铜少，无钯无锡无铜金属离子，无络合物，废水处理成本也低。

业内许多工厂若不做高层板、多层板，这种工艺也可考虑。

（4）改变设备；如采用VCP电镀线代替传统的龙门线，板面镀层的均匀性好，东威研发的垂直移动VCP线有镀铜线，镀铜锡线，有镀镍镀金线，都可省金属材料，省水，省人工。以镀铜为例（见表1～表3）。

脉冲电镀的效果不仅与设备有关，还与光泽剂有密切关系。

镀层极差小，省铜且有利制作精细产品。

用水量，以3.5 A/dm2为例为0.3 m3/m2，废水中铜离子含量视产品不同有较大的差异，厚孔密的板约3 g/L，一般的约0.5 g/L～1 g/L。

不管是龙门线或VCP线，厚板、孔密度高的板药水带出量都多。这含铜废水就是“富矿”！用中和法处理，用碱量太多，生产成本和处理成本都偏高。用离子交换法浓缩处理，铜的经济价值低且还得洗脱、再生不合算。虽然是“富矿”就是量不多，且分散在各厂。如果在PCB园区或是特大型厂，建议考虑集中处理。也请设备厂设法减少带出量，据说以前试过，出电镀槽后挤干再用冷风吹，但表面有些变色。如果可以接受，就节约了资源，减少了药水成本和废水处理成本。

表1

表2 以深镀能力用一比较：基本数据

表3 电镀后数据（厚度单位 μm）

东威公司的VCP线在进、出各类处理槽时前后都有挤水辊，起到阻止各种上液体带到下道工序。

上海恩埃希公司研发的VCP线是板子移到各处理工序就自动下降到处理槽，处理完板子再上升。这设备机械结构复杂，但不接触板面，满足特定用户需要。

（5）改变某工种。虽然新工艺有许多优点，但设计师并不一定了解，建议由制程工程师和业务人员去宣传，从可靠性，可焊性，成本，及需要返工处理作出比较，争取用户同意更改。如热风整平，消耗大量电能，锡槽后表面锡氧化后无用，成品板超过贮存期或锡面氧化后较难返工。如果可用防氧化（OSP）处理代替，供需双方成本会有所降低，超期存放返工方便，也省去金属锡。

（6）为提高抗蚀干膜和阻焊油墨与铜面的结合力，不断改进提高铜表面粗糙度的方法。用机械方法处理，用化学方法处理，两种方法可结合处理。特别是用化学处理，会减少孔内镀层厚度，如果返工，孔内减薄更多，对可靠性有一定风险。

深圳板明科技有限公司推出的铜面键合剂，是另一种提高抗蚀干膜，阻焊油墨与铜面结合力的一种方法。

铜面键合剂是通过对铜表面进行化学改进提高铜和聚合物材料间的化学键合力。且处理过程中不蚀铜，消除因用微蚀处理对金属化孔铜层减薄而造成不良的风险，因此也不产生含铜废水，废水处理简单。

现已用于制作50 μm/50 μm线宽线间距产品。

（7）不管是哪种制程，哪种工艺，提高良品率就是最有效地降低成本，节约资源！

所以在接到客户资料后，做工程处理时做好失效模式分析和质量策划，必要时先做小试，再实施。90年代后期我接到日本一著名企业要求做一批考核用六层板，如果通过，十层板直接下单。资料上要求内层板的铜箔厚度是50 μm，有六种孔径，每种孔有200孔贯穿各层，内层线宽是0.1 mm。首先没有50 μm铜箔，向日方申请改用35 μm，保证不影响总厚度且层间绝缘层确保符合日本标准。其次，做小试验；确定导线合适的加放量，因为导线的粗细及长度（即板的总厚度），与原始理论数值会有差异，蚀刻后必须贴近0.1 mm。通过这些试验，一次性通过考核。

细节决定成败！抓好操作、物流、环境等方面细节，如制造区一般有二个门，车间里要求洁净，外部尘埃是无穷大，且一旦开门就接受无穷大的事实。是否可考虑自动开关门再配上风幕，用吹下的风阻挡灰尘也起到减少能源损失的功能。或在大门前设立类似“照墙”（有门但常闭），一般人员从二侧进出，重要客人从正面进出，可档正面的风。

（8）能源的合理套用：2006年在筹建新厂时得知大功率空压机有水冷式，买了台90 kW的空压机，再配一只大水槽冷却从空压机流出的热水，通过二级交换，水槽里的水供500多人生活用热水。2016年春节时，遇到寒潮，使用时还得加些冷水。

在有的地区冬天室温较低，制程制备反渗透水（RO）时，水通量与水温有关，所以也可通过热交换，提高水温提高出水量。

（9）水是制造印制板不可少的，有的工序还需用纯水洗。

纯水的制备：自来水制成反渗透水（RO），分成淡水和浓盐水，浓水不能用（可排入中水回用池，还可回用一些），再通过离子交换制得纯水。离子交换树脂得定期处理包括反冲，洗脱，水洗（用纯水洗）。又有部分水不能用。

需纯水水洗的工序，我采用这样水洗流程，先用反透水清洗，再用纯水洗，减少纯水用量也就是间接提高水的利用率。当然多了一条反透水的管道。

中水回用也是节水的一种方式。

以上的一些体会和心得供各位参考。由于对整个设备、专用药水和国际上的新动态了解不够，有不到之处敬请谅解。