线路板生产工艺流程及清洁生产评价.docx

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线路板生产工艺流程及清洁生产评价

PCB、FPC工艺流程及产污环节

一、高密度多层板工艺流程

1、底片制作（刚、柔板相同）

底片是印制电路板生产的前导工序，其制作工艺与一般照相相同。

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）都有一套菲林底片，这些图形最终通过光化学转移工艺转移到生产板材上去。

菲林底片在印制板生产中的用途为：

①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。

②网印工艺中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符。

③机加工（钻孔和外型铣）数控机床编程依据及钻孔参考。

底片制作过程需要用Na2CO3显影液进行显影，有显影废液（L1）、显影后冲洗废水（W1）及废干膜（S1）产生

2、剪板：

将铜箔基板剪裁成设计规格，采用电加热进行烘板以防止变形，并打磨，此过程产生粉尘（G1）和废边角料（S2）。

3、预清洗：

将铜箔基板用稀H2SO4、Na2S2O8溶液循环冲洗，并用磨板机进行刷磨，清水多级淋洗。

此过程产生酸洗废液（L10）、清洗水（W11）和含硫酸废气（G9）。

4、内层涂布油墨

内层工序使用液态的光致抗蚀剂-----油墨，将需要的线路的铜面用抗蚀油墨覆盖，此过程产生废油墨（S1）。

5、内层曝光显影：

于紫外光（UV）照射下曝光，使线路图案上的油墨起感光硬化反应，将内层线路图象转移到基板上后通过碳酸钠溶液对未曝光硬化的线路上的油墨进行溶解，为下一步蚀刻作准备，此过程主要产生显影废液（L1）、显影废水（W1）、废油墨（S1）。

6、内层蚀刻

将线路图形以外的铜面全部溶蚀掉，蚀刻溶液主要成分为CuCl2和HCl。

废酸性蚀刻液（L11），蚀刻后清洗废水（W12），蚀刻溶液中的HCl挥发产生酸性废气（G10）。

7、内层退膜

蚀刻后以含碳酸钠的显像液将线路以外未感光硬化的油墨以氢氧化钠溶解去除。

产生油墨废液（W5）和油墨废水（L5）。

8、棕氧化：

其目的在于使内层板线路表面形成一层高抗撕裂强度的棕色氧化铜绒晶，以增加内层板与胶片在进行层压时的结合能力，棕氧化槽液由磷酸三钠、亚硫酸钠、氢氧化钠等组成。

本过程污染源主要为清洗废水（W13）及氧化废液（L12）。

9、压合：

压合工艺是将经过内层线路、氧化处理后的基板两侧涂上半固化片，半固化片由玻璃纤维布和环氧树脂等制成，当温度达100℃时，具有粘性和绝缘性。

并在半固化片外铺上铜箔作外层。

再将铜箔线路层和绝缘层按照线路板层数需要，热压在一起，压合后形成的多层线路板再进行钻孔处理，一方面将内外层的导电层连通，作为电子元器件的插孔，另一方面可作为内导电层的散热孔。

压合工段不使用化学药剂，污染物主要为固体废物，如生产原料中使用的压合纸、废铜箔、废玻纤布、以及裁切、钻靶孔所产生的边角料（S8）。

10、钻孔：

其目的在于使板面形成未来零件导线插入的路径，并作为上下或内外层线路之间的连通，并用刷板机除去钻孔时产生的钻污。

此工段主要污染物为覆铜板废屑（S3）和粉尘（G2）。

11、沉铜：

沉铜又称化学镀铜，其目的在于使经钻孔后的非导体通孔壁上沉积一层密实牢固的导电层。

此处镀通孔采用化学沉铜方法，其原理是利用铜镜反应使孔壁内附着一层铜。

化学铜溶液组成为CuSO4、HCHO、NaOH、络合剂（EDTA乙二胺）及少量稳定剂。

此过程主要污染源为酸雾（G11）、清洗废水（W14）和化学镀铜废液（L13）。

12、电镀铜：

在整个基板电镀上一层薄铜，产生除油废水（W15）、除油废液（L14）、清洗废水（W16）、酸雾（G12）和电镀铜废液（L15）。

13、贴膜

将需要进行线路图形电镀以外的地方用抗镀干膜覆盖，此过程产生废干膜（S1）。

14、曝光显影

对贴好干膜的基板进行曝光显影，将线路图形呈现在板面上，此过程产生显影废水（W1）和显影废液（L1）。

15、图形电镀铜/锡（Cu/Sn）

当线路图形被显像裸露出来之后即进行图形电镀（将线路图形上镀上一层铜和锡）。

首先以稀硫酸去除线路表面的氧化物，将线路板浸置于含有硫酸铜、硫酸及微量氯离子和添加剂（如光泽剂）的电镀槽液的阴极，阳极则为铜块，供给直流电源，即可在基板的线路上镀上一层铜。

线路镀铜后，再镀上一层锡于线路上，以作为后续抵抗蚀刻用。

浸置于含氟硼酸、氟硼酸锡，阳极为锡棒的锡电镀槽液中进行电镀。

此过程产生镀前除油废水（W2），除油废液（L2）、酸雾（G3），电镀铜废液（L3）以及镀铜后清洗废水（W3），电镀锡废液（L4）以及镀锡后清洗废水（W4）。

16、电镀铜/镍/金

在基板表面导体先利用镀上一层镍后再镀上一层金，目的是提高耐磨性，减低接触电阻，防止铜氧化，提高连接的可靠性。

由于铜表面直接镀金会因铜金界面扩散形成疏松态，在空气中形成铜盐而影响可靠性，先镀一层镍后能有效地阻止铜金互相扩散。

镀镍液19主要成分为NiSO4.7H2O，镀金液由KAu（CN）2和添加剂组成。

产生镀金后清洗废水（W6）、镀金废液（L6）、镀镍清洗废水（W7）和镀金废液（L7）。

此处产生干膜废液（L5）和干膜废水（W5）。

17、去干膜

在进行蚀刻前，先行将线路以外的硬化干膜以氢氧化钠将其溶解剥离，再进行蚀刻。

18、蚀刻

利用蚀刻液将线路图形以外未镀上耐蚀刻锡的铜面全部溶蚀掉，蚀刻溶液主要成分为氨水和CuCl2。

此过程产生清洗废水（W8）以及含氨废气（G4），含络合铜碱性蚀刻废液（L8）。

19、退锡

蚀刻完成后，锡的抗蚀作用已经完成，如果是喷锡镀金板，则需利用硝酸型退锡液剥除锡镀层，形成裸铜板。

产生退锡废液（L9）、清洗废水（W9）和含硝酸废气（G5）。

20、涂阻焊剂

阻焊剂又称阻焊油墨，俗称绿油，涂覆的目的是防止导体不应有的粘锡和导体之间因潮气、化学品等引起的短路等，本项目使用液态感光油墨，其成分为环氧树脂和环氧－丙烯酸，采用帘幕涂布方式涂布，涂覆需要预先烘干。

此处产生少量废油墨（S5）。

21、曝光显影

将涂布阻焊剂的地方进行曝光显影，产生显影废液（L1）和显影废水（W1）。

22、文字印刷

在需要印刷文字的地方（如标记等），利用丝网漏印将文字印刷在板面上。

此过程产生少量有机废气（G6）。

23、喷锡

先行丝印一层防焊绿漆后经红外线硬化，再经紫外线曝光及显像处理，将板上通孔及线路部分裸露出来，使板面不具有粘锡性，在喷锡过程中，熔融锡仅附着于板面通孔及线路部分，其余被防焊绿漆保护的部分不附着锡。

防焊绿漆印好后将基板再涂一层助焊剂，瞬间浸置于熔融态锡铅合金槽中，并随即垂直拉起，以热风及空气刀刮除留在板上多余的熔融态锡，使板上通孔及线路上附着一层锡，作为电子零件装配用。

使用Sn-Pb合金、采用电加热，在240℃高温下进行。

此过程产生含锡、铅尘废气（G7）和清洗废水（W10）和锡渣（S6）。

24、成型

利用冲床及CNC将线路板加工成客户需要的形状。

此工段主要产生废线路板（S7）和含尘气体（G8）。

最后通过品质监测后，即可出品。

裁板

预清洗

湿膜

曝光显影

内层蚀刻

水、硫酸、过硫酸钠

L10

干膜

酸性蚀刻液

NaCO3

去膜

棕氧化

压合

钻孔

化学镀铜

化学镀铜液

基板

W12

铜箔

氧化剂、NaOH

NaOH、水

L12

G11

L11

G10

W14

L13

W11

W13

镀镍/金液

电镀铜

贴膜

曝光显影

图形电镀

电镀镍金

去干膜

蚀刻

涂阻焊剂

曝光显影

干膜

水、碳酸钠

铜、锡

电镀铜液

碱性蚀刻液

NaOH

阻焊剂

碳酸钠

G12

L14

L15

W15

W16

退锡

文字印刷

硝酸

图1高密度多层印刷线路板生产工艺及产污环节

喷锡

锡条、助焊剂、硫酸

成型

电气检测

成品检查

发货

W10

二、柔性线路板工艺流程

柔性线路板的加工工艺与刚性板加工工艺极具相同之处，包括设备上大部份与刚性线路板设备通用，具体流程如下：

1、底片制作，与刚性板相同，（不作说明）

2、剪板：

将柔性基板剪裁成设计规格，一般情况都是固定的规格不会变化，并且此过程不产生任何废料。

3、预清洗：

将铜箔基板用稀H2SO4、Na2S2O8溶液循环冲洗，此过程产生酸洗废液（L10）、清洗水（W11）和含硫酸废气（G9）。

4、内层干膜

将需要进行线路图形电镀以外的地方用抗镀干膜覆盖，此过程产生废干膜（S1）。

5、内层曝光显影：

于紫外光（UV）照射下曝光，使线路图案上的干膜起感光硬化反应，将内层线路图象转移到基板上后通过碳酸钠溶液对未曝光硬化的线路上的干膜进行溶解，为下一步蚀刻作准备，此过程主要产生显影废液（L1）、显影废水（W1）、废干膜（S1）。

6、内蚀刻

将线路图形以外的铜面全部溶蚀掉，蚀刻溶液主要成分为CuCl2和HCl。

废酸性蚀刻液（L11），蚀刻后清洗废水（W12），蚀刻溶液中的HCl挥发产生酸性废气（G10）。

7、内层退膜

蚀刻后以含碳酸钠的显像液将线路以外未感光硬化的油墨以氢氧化钠溶解去除。

产生油墨废液（W5）和油墨废水（L5）。

8、表面处理

将蚀刻后的线路面用稀H2SO4、Na2S2O8溶液循环冲洗，以保证铜面干净无氧化，增加与纯胶压合后的接合力。

此过程产生酸洗废液（L6）、清洗水（W6）和含硫酸废气（G9）。

9、层压

根据不同客户的不同要求将各层采用纯胶通过一定的温度和压力的作用下压在一起得到一个互联的作用，压合工段不使用化学药剂，污染物主要为固体废物，如生产原料中使用的压合纸、废纯胶、以及裁切、钻靶孔所产生的边角料（S8）。

10、钻孔：

其主要目的在于作为上下或内外层线路之间的连通，并用刷板机除去钻孔时产生的钻污，此工段主要污染物为覆铜废屑（S3）和粉尘（G2）。

11、孔处理

经过钻孔的板子孔壁上有较多的树脂钻污，如双面则不用去钻污处理，而多层板即需要则要采用等离子体技术进行去钻污以使内层铜环与孔壁镀铜层呈可靠的三面接触，此工段基本上不存在污染，

11、孔金属化：

其目的与刚性板相同，在于使经钻孔后的非导体通孔壁上沉积一层密实牢固的导电层。

此处镀通孔采用化学沉铜方法，其原理是利用铜镜反应使孔壁内附着一层铜。

化学铜溶液组成为CuSO4、HCHO、NaOH、络合剂（EDTA乙二胺）及少量稳定剂。

此过程主要污染源为酸雾（G11）、清洗废水（W14）和化学镀铜废液（L13）。

12、电镀铜：

在整个基板电镀上一层薄铜，产生除油废水（W15）、除油废液（L14）、清洗废水（W16）、酸雾（G12）和电镀铜废液（L15）。

13、贴膜

将需要进行线路图形电镀以外的地方用抗镀干膜覆盖（需采用真空压膜机），此过程产生废干膜（S1）。

14、曝光显影

对贴好干膜的基板进行曝光显影，将线路图形呈现在板面上，此过程产生显影废水（W1）和显影废液（L1）。

15、图形电镀铜/锡（Cu/Sn）

当线路图形被显像裸露出来之后即进行图形电镀（将线路图形上镀上一层铜和锡）。

线路镀铜后，再镀上一层锡于线路上，以作为后续抵抗蚀刻用。

浸置于含氟硼酸、氟硼酸锡，阳极为锡棒的锡电镀槽液中进行电镀。

16、电镀铜/镍/金

在基板表面导体先利用镀上一层镍后再镀上一层金，目的是提高耐磨性，减低接触电阻，防止铜氧化，提高连接的可靠性。

由于铜表面直接镀金会因铜金界面扩散形成疏松态，在空气中形成铜盐而影响可靠性，先镀一层镍后能有效地阻止铜金互相扩散。

镀镍液19主要成分为NiSO4.7H2O，镀金液由KAu（CN）2和添加剂组成。

产生镀金后清洗废水（W6）、镀金废液（L6）、镀镍清洗废水（W7）和镀金废液（L7）。

此处产生干膜废液（L5）和干膜废水（W5）。

17、去干膜

在进行蚀刻前，先行将线路以外的硬化干膜以氢氧化钠将其溶解剥离，再进行蚀刻。

18、蚀刻

利用蚀刻液将线路图形以外未镀上耐蚀刻锡的铜面全部溶蚀掉，蚀刻溶液主要成分为氨水和CuCl2。

此过程产生清洗废水（W8）以及含氨废气（G4），含络合铜碱性蚀刻废液（L8）。

19、退锡

蚀刻完成后，锡的抗蚀作用已经完成，如果是喷锡镀金板，则需利用硝酸型退锡液剥除锡镀层，形成裸铜板。

产生退锡废液（L9）、清洗废水（W9）和含硝酸废气（G5）。

20、前处理

将蚀刻后的线路面用稀H2SO4、Na2S2O8溶液循环冲洗，以保证铜面干净无氧化，增加与覆盖膜的结合力，此过程产生酸洗废液（L10）、清洗水（W11）和含硫酸废气（G9）。

21、压覆盖膜

在外层线路表面贴上一层覆盖膜代替阻焊油墨，是防止导体不应有的粘锡和导体之间因潮气、化学品等引起的短路等，此过程产生废覆盖膜（S2）。

22、文字印刷

在需要印刷文字的地方（如标记等），利用丝网漏印将文字印刷在板面上。

此过程产生少量有机废气（G6）。

23、喷锡

先行在覆盖膜上通孔及焊盘部分裸露出来，其余板面不具有粘锡性，在喷锡过程中，熔融锡仅附着于板面通孔及线路部分，其余被防焊绿漆保护的部分不附着锡。

使用Sn-Pb合金、采用电加热，在240℃高温下进行。

此过程产生含锡、铅尘废气（G7）和清洗废水（W10）和锡渣（S6）。

24、成型

利用冲床及CNC将线路板加工成客户需要的形状。

此工段主要产生废线路板（S7）和含尘气体（G8）。

最后通过品质监测后，即可出品。

裁板

预清洗

湿膜

曝光显影

内层蚀刻

水、硫酸、过硫酸钠

L10

干膜

酸性蚀刻液

NaCO3

去膜

表面处理

层压

钻孔

基板

W12

纯胶

H2SO4、Na2S2O8

NaOH、水

L12

L11

G10

W11

W13

L13

G11

W14

孔金属化

化学镀铜液

镀镍/金液

电镀铜

贴膜

曝光显影

图形电镀

电镀镍金

去干膜

蚀刻

前处理

压覆盖膜

干膜

水、碳酸钠

铜、锡

电镀铜液

碱性蚀刻液

NaOH

H2SO4、Na2S2O8

焊剂

覆盖膜

G12

L14

L15

W15

W16

退锡

文字印刷

硝酸

锡条、助焊剂、硫酸

成品检查

电气检测

喷锡

成型

发货

W10

图2柔性线路板生产工艺及产污环节

（与高密度印刷线路板基本相同环节，产污环节编号也相同）

三、主要原辅材料消耗及贮运

1、原辅材料消耗

拟建项目主要原辅材料消耗情况见表2。

项目所用原材料大部分从国内采购，部分从国外进口，如覆铜板等。

所有原辅材料均由汽车运输到厂。

表1主要原辅材料消耗情况表

种类

名称

主要成分

规格

单位

年用量

基材

环氧覆铜板

铜、环氧树脂

FR-920mm×1220mm

张

213827

柔性板板材

聚酰亚胺

万m2

覆盖膜

万m2

PP纤维

环氧树脂、玻璃纤维

7628、2116、1080

万m2

86.24

铜箔

铜

－

万m2

42.4

锡条

锡、铅

锡（63％）铅（37％）

吨

39.6

阳极磷铜

铜、磷

磷0.03％,铜

吨

124．7

化

学

品

碱蚀刻液

NH3.H2O、NH4Cl

10%

升

170000

酸蚀刻液

CuCl2.2H2O、HCl

CuCl2.2H2O（200g/l）HCl（10%）

升

112400

盐酸

HCl

化学纯37％

升

468000

双氧水

H2O2

化学纯50％

公斤

42840

硝酸

HNO3

工业65%30KG/桶

公斤

113500

硫酸

H2SO4

CP25KG/桶

公斤

119588

硫酸铜

CuSO4.5H2O200g/L

CP25KG/桶

公斤

8640

硫酸镍

NiSO4.6H2O

CP25KG/包

公斤

1923

镍角

镍

50KG/桶

公斤

904．8

化学镍

EN-51B25L/桶

升

4000

364导电盐

金盐

5KG/箱

公斤

100

硫酸亚锡

公斤

32000

锡球

SN99.9@22

公斤

19872

退锡液

硝酸

PC-200025L/桶

升

94520

退锡补加剂

A、B25L/桶

升

30960

碳酸钠

Na2CO3

工业40kg/包

公斤

48132

氢氧化钠

NaOH

工业25kg/包

公斤

142000

过硫酸钠

Na2S2O8

工业25KG/包

升

162000

其

它

字符油墨

环氧树脂

S-411W10KG/箱太阳

公斤

2545

黄菲林

HCS20*24"100PCS/BOX"

盒

2754

皱纹聚脂膜

16*10YARDS*4MIL/卷

米

324

化铜添加剂

HCADD25KG/桶

52387

酸铜添加剂

UC25KG/桶

10490

镀铜光亮剂

PCM25L/桶

升

16070

甲醛

CP25KG/桶

升

15590

棕化添加剂

PART-A7030

升

12800

高锰酸钾

工业50kg/桶

4064

膨胀剂

P25kg/桶

5510

日光菲林

DL3P100PCS/BOX20*24""

盒

115

活性碳

碳

CP10KG/箱

公斤

2300

酸性清洁剂

SE-25025L/桶

升

44370

柠檬酸

CP10KG/箱

公斤

2920

抗氧化剂

2－乙氧基乙醇

W70720L/桶

公斤

2836

除泡剂20AF-2

聚乙二醇

HN-1825kg/桶

公斤

2476

助焊剂

聚（亚烷基）二醇

70～80％

升

44795

浮石灰

硅酸盐

公斤

20000

洗网水

25L/桶EC-7

升

13079

感光干膜

AF504024*500FT"

万m2

感光线路油墨

公斤

16258

释稀剂PMA

涂布湿膜用PMA（19.2L/桶）

升

4896

焊接抗腐油墨

SR-6000N100GD110KG/箱

公斤

48600

2、主要原辅材料理化特性

本项目使用的主要有毒有害原辅材料理化性质和危险性见表4.2.2。

表2主要有毒有害原辅材料理化性质和危险性

名称

盐酸

硫酸

氯化铜

过氧化氢

硝酸

别名

氢氯酸

氢硫酸

双氧水

发烟硝酸

危规号

91007

91038

91002

分子式

HCl

H2SO4

CuCl2.2H2O

H2O2

HNO3

分子量

36.47

98.07

170.48

34.01

63.01

外观及性况

强烈刺激气味，无色发烟气体

无色粘稠油状液体。

绿色斜方晶体

无色透明液体，味苦，有气味，水溶液呈弱酸性

无色透明液体

熔点（℃）

10.4

110

沸点（℃）

-85

317

150.2

饱和蒸汽压

1.36kPa

溶解性

极易溶于水成为盐酸，溶于乙醇、乙醚

能与水和醇相混

溶于水、醇、丙酮

溶于水、醚、醇，不溶于石油醚

能与水任意混合

相对密度

1.268

1.84

2.39

1.463

1.504

燃烧性

不燃

稳定性

化学性质活泼，易挥发为HCl

化学性质非常活泼

在空气中潮解

遇多种有机溶剂分解，遇多种金属立即分解

见光和暴露空气产生氧化氮

不兼容性

与多数金属、碱不兼容

与有机物氯酸盐、硝酸盐、碳化物、金属等均不兼容。

与可氧化物质、金属等不兼容

与可燃有机物质、强碱均不兼容

危害性

有毒、对眼、皮肤有强刺激性，引起灼伤；与金属反应放出H2而与空气形成爆炸性混合物，有强腐蚀性。

有毒、腐蚀性强，能造成组织灼伤，化学性质活泼，能使粉末状可燃物燃烧，与高氯酸盐、硝酸盐、金属粉末及其它可燃物猛烈反应发生爆炸或燃烧，硫酸烟雾对粘膜、眼等造成损伤。

有毒，对组织器官造成伤害

浓溶液有高毒和强刺激性，有较大的燃烧和爆炸危险，与醇、甘油等有机物混合形成强烈的爆炸混合物，蒸汽或烟雾能刺激皮肤、眼和粘膜

蒸汽或烟雾有高毒，液体对皮肤、粘膜有腐蚀性，引起严重的组织灼伤，化学性质活泼，与多种物质如金属粉末、碳化物猛烈反应，发生爆炸，遇可燃物、易氧化物着火易燃。

环境标准

车间空气容许浓度15mg/m3

车间空气容许浓度2mg/m3。

车间空气容许浓度1.5mg/m3（美）

车间空气容许浓度5mg/m3（美）

续表2主要有毒有害原辅材料理化性质和危险性

名称

氢氧化钠

高锰酸钾

硫酸铜

硫酸镍

别名

苛性钠

胆矾

危规号

95001

分子式

NaOH

KMnO4

CuSO4.5H2O

NiSO4.6H2O

分子量

40.0

158.03

249.68

282.86

外观及性况

白色易潮解固体

深紫色晶体，有金属光泽，味甜涩

蓝色透明三斜晶体或蓝色颗粒，水溶液呈酸性

蓝色或翠绿色透明晶体

熔点（℃）

318

240（分解）

200

848（分解）

沸点（℃）

1390

溶解性

溶于水、乙醇、甘油

溶于水

溶于水、甘油、不溶于乙醇

溶于水和乙醇

相对密度

2.13

2.703

2.86

2.07

燃烧性

不燃

稳定性

空气中吸水和CO2生成Na2CO3

遇乙醚、乙醇、双氧水等发生爆炸，240℃分解放出氧气。

45℃失二分子结晶水110℃失四分子结晶水

不兼容性

与水、酸、可燃液体、金属

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