節(jié)約資源是增效的重要措施—節(jié)約資源的一些心得

查春福

本刊編委會(huì)委員

資源是保障國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)要素。

水資源中的可飲用水，是人類(lèi)生存的必要條件。

以前總是宣傳我國(guó)地大物博，但實(shí)體平均到每個(gè)人，占有量很少，有的極其稀缺。

做任何一種產(chǎn)品都要消耗資源！我國(guó)人口占世界第一，所以我國(guó)是資源消耗大國(guó)，連外國(guó)也在消耗我們的資源。日本資源貧泛，也有近1.3億人口，他們是用腦袋去創(chuàng)造財(cái)富，再去換取資源。1993年春節(jié)，我去參觀(guān)日本水門(mén)汀株式會(huì)社，介紹說(shuō)日本幾乎見(jiàn)沒(méi)有礦山可采，因此也就沒(méi)有生產(chǎn)水泥的原料。于是就轉(zhuǎn)向幫國(guó)外水泥生產(chǎn)廠(chǎng)做技術(shù)改造，提高品質(zhì)。

物資用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，而資源的生成不是一代人幾代人的時(shí)間就能生成，所以各行各業(yè)都得著眼于節(jié)約使用。

在生產(chǎn)中所產(chǎn)生污水，也是正常的，雖然經(jīng)處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)，但排出去的水中含有人類(lèi)不能食用的鹽。

節(jié)約資源有重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義，是我們?cè)跒樽訉O后代作貢獻(xiàn)。

印制板行業(yè)消耗最多的是銅、樹(shù)脂和增強(qiáng)材料等。據(jù)報(bào)導(dǎo)，2018年我國(guó)銅礦石自給率約20%，大量靠進(jìn)口和廢銅回收。

節(jié)約資源可有多種選擇，如：

（1）標(biāo)準(zhǔn)的修訂：在六十年代我國(guó)參照原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，銅箔厚度是50 μm?，F(xiàn)在是18 μm，35 μm，還有更薄的銅箔。省銅！這就是標(biāo)準(zhǔn)出效益。

（2）改變制程：在六十年代中期歐美推出圖形電鍍制程，解決了雙面及多層板的制造。我國(guó)就引入此制程，其優(yōu)點(diǎn)是需蝕刻的銅薄大約25 μm，能生產(chǎn)單面板的半金屬化孔（為增加焊接面積）。但板面銅鍍層的均勻性差，當(dāng)二面導(dǎo)電圖形相差大時(shí)，二面電鍍的厚度相差較大，且設(shè)備多。工序前后穿插，用水多，且堿性蝕刻液含氨氮，廢水處理成本高。

后來(lái)日本推出掩孔制程，設(shè)備比圖電制程少一條電鍍線(xiàn)，少一條顯影線(xiàn)，工序可正常流轉(zhuǎn)，工序短。雖然蝕刻銅厚大約46 μm，但也能生產(chǎn)線(xiàn)寬/線(xiàn)間距為0.1 mm的產(chǎn)品。比圖形電鍍制程省4道水洗，采用酸性蝕刻，廢水容易處理。90年代起我國(guó)開(kāi)始引入此制程。

如果采用12 μm銅箔和采用垂直連續(xù)電鍍（VCP）線(xiàn)，鍍層均勻，蝕刻效果更好。

（3）SHIPLEY先生發(fā)明了膠體鈀，對(duì)印制板制造做出了一個(gè)重大貢獻(xiàn)，在業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期應(yīng)用后又推出離子鈀，進(jìn)行活化、沉銅。但世界上鈀礦石主要集中在俄羅斯。因此業(yè)界開(kāi)發(fā)出多種代用品，如貝加爾推出納米石墨（黑影）代替鈀催化和沉銅，處理后直接鍍銅。在剛性18層板、多階盲孔板、板厚5.0 mm孔徑0.13 mm高厚徑比板。在撓性板12層板、剛撓結(jié)合板、二階撓性高密度（HDI）板應(yīng)用上通過(guò)嚴(yán)格的考核。特別是電鍍時(shí)不會(huì)在孔內(nèi)生成銅結(jié)瘤，排除了用于壓接連接的一個(gè)不利因素。

專(zhuān)用設(shè)備成本比水平沉銅線(xiàn)約低一半，處理時(shí)間比水平沉銅線(xiàn)短。藥水成本、用水量，用電量、用工量均比化學(xué)沉銅少，無(wú)鈀無(wú)錫無(wú)銅金屬離子，無(wú)絡(luò)合物，廢水處理成本也低。

業(yè)內(nèi)許多工廠(chǎng)若不做高層板、多層板，這種工藝也可考慮。

（4）改變?cè)O(shè)備；如采用VCP電鍍線(xiàn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的龍門(mén)線(xiàn)，板面鍍層的均勻性好，東威研發(fā)的垂直移動(dòng)VCP線(xiàn)有鍍銅線(xiàn)，鍍銅錫線(xiàn)，有鍍鎳鍍金線(xiàn)，都可省金屬材料，省水，省人工。以鍍銅為例（見(jiàn)表1～表3）。

脈沖電鍍的效果不僅與設(shè)備有關(guān)，還與光澤劑有密切關(guān)系。

鍍層極差小，省銅且有利制作精細(xì)產(chǎn)品。

用水量，以3.5 A/dm2為例為0.3 m3/m2，廢水中銅離子含量視產(chǎn)品不同有較大的差異，厚孔密的板約3 g/L，一般的約0.5 g/L～1 g/L。

不管是龍門(mén)線(xiàn)或VCP線(xiàn)，厚板、孔密度高的板藥水帶出量都多。這含銅廢水就是“富礦”！用中和法處理，用堿量太多，生產(chǎn)成本和處理成本都偏高。用離子交換法濃縮處理，銅的經(jīng)濟(jì)價(jià)值低且還得洗脫、再生不合算。雖然是“富礦”就是量不多，且分散在各廠(chǎng)。如果在PCB園區(qū)或是特大型廠(chǎng)，建議考慮集中處理。也請(qǐng)?jiān)O(shè)備廠(chǎng)設(shè)法減少帶出量，據(jù)說(shuō)以前試過(guò)，出電鍍槽后擠干再用冷風(fēng)吹，但表面有些變色。如果可以接受，就節(jié)約了資源，減少了藥水成本和廢水處理成本。

表1

表2 以深鍍能力用一比較：基本數(shù)據(jù)

表3 電鍍后數(shù)據(jù)（厚度單位 μm）

東威公司的VCP線(xiàn)在進(jìn)、出各類(lèi)處理槽時(shí)前后都有擠水輥，起到阻止各種上液體帶到下道工序。

上海恩埃希公司研發(fā)的VCP線(xiàn)是板子移到各處理工序就自動(dòng)下降到處理槽，處理完板子再上升。這設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但不接觸板面，滿(mǎn)足特定用戶(hù)需要。

（5）改變某工種。雖然新工藝有許多優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)計(jì)師并不一定了解，建議由制程工程師和業(yè)務(wù)人員去宣傳，從可靠性，可焊性，成本，及需要返工處理作出比較，爭(zhēng)取用戶(hù)同意更改。如熱風(fēng)整平，消耗大量電能，錫槽后表面錫氧化后無(wú)用，成品板超過(guò)貯存期或錫面氧化后較難返工。如果可用防氧化（OSP）處理代替，供需雙方成本會(huì)有所降低，超期存放返工方便，也省去金屬錫。

（6）為提高抗蝕干膜和阻焊油墨與銅面的結(jié)合力，不斷改進(jìn)提高銅表面粗糙度的方法。用機(jī)械方法處理，用化學(xué)方法處理，兩種方法可結(jié)合處理。特別是用化學(xué)處理，會(huì)減少孔內(nèi)鍍層厚度，如果返工，孔內(nèi)減薄更多，對(duì)可靠性有一定風(fēng)險(xiǎn)。

深圳板明科技有限公司推出的銅面鍵合劑，是另一種提高抗蝕干膜，阻焊油墨與銅面結(jié)合力的一種方法。

銅面鍵合劑是通過(guò)對(duì)銅表面進(jìn)行化學(xué)改進(jìn)提高銅和聚合物材料間的化學(xué)鍵合力。且處理過(guò)程中不蝕銅，消除因用微蝕處理對(duì)金屬化孔銅層減薄而造成不良的風(fēng)險(xiǎn)，因此也不產(chǎn)生含銅廢水，廢水處理簡(jiǎn)單。

現(xiàn)已用于制作50 μm/50 μm線(xiàn)寬線(xiàn)間距產(chǎn)品。

（7）不管是哪種制程，哪種工藝，提高良品率就是最有效地降低成本，節(jié)約資源！

所以在接到客戶(hù)資料后，做工程處理時(shí)做好失效模式分析和質(zhì)量策劃，必要時(shí)先做小試，再實(shí)施。90年代后期我接到日本一著名企業(yè)要求做一批考核用六層板，如果通過(guò)，十層板直接下單。資料上要求內(nèi)層板的銅箔厚度是50 μm，有六種孔徑，每種孔有200孔貫穿各層，內(nèi)層線(xiàn)寬是0.1 mm。首先沒(méi)有50 μm銅箔，向日方申請(qǐng)改用35 μm，保證不影響總厚度且層間絕緣層確保符合日本標(biāo)準(zhǔn)。其次，做小試驗(yàn)；確定導(dǎo)線(xiàn)合適的加放量，因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)的粗細(xì)及長(zhǎng)度（即板的總厚度），與原始理論數(shù)值會(huì)有差異，蝕刻后必須貼近0.1 mm。通過(guò)這些試驗(yàn)，一次性通過(guò)考核。

細(xì)節(jié)決定成??！抓好操作、物流、環(huán)境等方面細(xì)節(jié)，如制造區(qū)一般有二個(gè)門(mén)，車(chē)間里要求潔凈，外部塵埃是無(wú)窮大，且一旦開(kāi)門(mén)就接受無(wú)窮大的事實(shí)。是否可考慮自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)再配上風(fēng)幕，用吹下的風(fēng)阻擋灰塵也起到減少能源損失的功能?；蛟诖箝T(mén)前設(shè)立類(lèi)似“照墻”（有門(mén)但常閉），一般人員從二側(cè)進(jìn)出，重要客人從正面進(jìn)出，可檔正面的風(fēng)。

（8）能源的合理套用：2006年在籌建新廠(chǎng)時(shí)得知大功率空壓機(jī)有水冷式，買(mǎi)了臺(tái)90 kW的空壓機(jī)，再配一只大水槽冷卻從空壓機(jī)流出的熱水，通過(guò)二級(jí)交換，水槽里的水供500多人生活用熱水。2016年春節(jié)時(shí)，遇到寒潮，使用時(shí)還得加些冷水。

在有的地區(qū)冬天室溫較低，制程制備反滲透水（RO）時(shí)，水通量與水溫有關(guān)，所以也可通過(guò)熱交換，提高水溫提高出水量。

（9）水是制造印制板不可少的，有的工序還需用純水洗。

純水的制備：自來(lái)水制成反滲透水（RO），分成淡水和濃鹽水，濃水不能用（可排入中水回用池，還可回用一些），再通過(guò)離子交換制得純水。離子交換樹(shù)脂得定期處理包括反沖，洗脫，水洗（用純水洗）。又有部分水不能用。

需純水水洗的工序，我采用這樣水洗流程，先用反透水清洗，再用純水洗，減少純水用量也就是間接提高水的利用率。當(dāng)然多了一條反透水的管道。

中水回用也是節(jié)水的一種方式。

以上的一些體會(huì)和心得供各位參考。由于對(duì)整個(gè)設(shè)備、專(zhuān)用藥水和國(guó)際上的新動(dòng)態(tài)了解不夠，有不到之處敬請(qǐng)諒解。