摘要：印制電路板產業(yè)是我國電子信息產業(yè)的支柱產業(yè)，同時也是高污染行業(yè)。本文主要從綠色設計、原輔材料的選取、清潔的生產工藝和設備、資源能源的綜合利用以及管理機制等方面概述了在印制電路板生產過程中清潔生產技術的使用。

PCB是印制電路板（即Printed Circuit Board ）的簡稱，是組裝電子零件用的基板。其主要功能是使各種電子零組件形成預定電路的連接，起中繼傳輸的作用，是電子產品的關鍵電子互聯件，有“電子產品之母”之稱。印制電路板作為電子零件裝載的基板和關鍵互聯件，任何電子設備或產品均需配備。其下游產業(yè)涵蓋范圍相當廣泛，涉及一般消費性電子產品、信息、通訊、醫(yī)療，甚至航天科技產品等領域。隨著科學技術的發(fā)展，各類產品的電子信息化處理需求逐步增強，新興電子產品不斷涌現，使PCB產品的用途和市場不斷擴展，是當代電子元件業(yè)中最活躍的產業(yè)。近十年來，我國的PCB工業(yè)已隨著電子信息產業(yè)的迅速發(fā)展而相應發(fā)展著。2008年3月在上海召開的第11 屆世界電子電路大會（WECC11）上，CPCA秘書處在介紹中國內地PCB業(yè)發(fā)展的專題報告中，公布了中國內地PCB產值統(tǒng)計結果。按照此統(tǒng)計，我國PCB的產值在2007年達到了約1100億元（人民幣），預測在2010年將達到約1500億元（人民幣）。我國的PCB工業(yè)目前已成為世界PCB產業(yè)中心，PCB工業(yè)已成為中國電子信息產業(yè)的支柱產業(yè)。

PCB行業(yè)的快速發(fā)展，在給帶來經濟發(fā)展的同時，也給環(huán)境保護帶來了嚴重影響。印制線路板的生產加工工序多，材料類型多，能耗水耗多，產生污染物多，以及一些有毒有害甚至劇毒物質的使用，都給PCB行業(yè)冠以“重污染行業(yè)”的帽子。隨著企業(yè)和政府的環(huán)保意識的加強，企業(yè)的污染狀況有所好轉，但是PCB產業(yè)越來越大，導致整個PCB行業(yè)污染總量仍然非常大。

清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害。清潔生產是一種新的創(chuàng)造性的思想，該思想將整體預防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應用于生產過程、產品和服務中，以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風險。對生產過程，要求節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原材料，減少降低所有廢棄物的數量和毒性。對產品，要求減少從原材料提煉到產品最終處置的全生命周期的不利影響。對服務，要求將環(huán)境因素納入設計和所提供的服務中。

近年來，國內外科學界對我國PCB的清潔生產進行了大量的研究，本文主要針對PCB整個生產過程采用的清潔生產技術進行了歸納，從產品的設計、材料的選取、生產工藝流程和設備、資源能源的綜合利用以及機制管理等方面進行敘述，以期為企業(yè)、研究人員和決策者把握有關情況，繼續(xù)推進我國PCB行業(yè)清潔生產技術。

1. 印制電路板的綠色設計

綠色設計（GreenDesign），又稱生態(tài)設計（Ecological Design）、面向環(huán)境的設計（DesignforEnvironment ）等，是指借助產品生命周期中與產品相關的各類信息（技術信息、環(huán)境協調性信息、經濟信息），利用并行設計等各種先進的設計理論，使設計出的產品具有先進技術性、良好的環(huán)境協調性以及合理的經濟性的一種系統(tǒng)設計方法。印制電路板在生產之前就需要進行對產品、自然環(huán)境、社會環(huán)境、用戶進行全方位的考慮，對產品整個生命周期進行全過程分析，設計出滿足環(huán)境要求、適應市場和用戶需求的綠色產品。目前印制電路板的綠色設計主要包括：采取有利于廢棄產品拆解等措施，以提高廢棄產品的再循環(huán)利用率；采取有利于回收再利用或易處理的包裝材料，提高包裝物的回收再利用率，減少不必要的包裝，減少廢棄包裝物的產生量；選取綠色的材料，減少有毒有害物質的使用，控制產品中鉛與其鉛化和物(Pb)、鎘與其鎘化合物(Cd)汞與其汞化合物(Hg)六價鉻與其化合物(Cr+6)、溴代阻燃劑、甲醛、總鹵等項目有毒有害物質的含量。

2. 清潔的原輔材料選擇

我們知道，PCB生產過程中涉及的原輔材料達達幾十種，其中包括一些含有劇毒物質和國際禁用物質的原材料。在此主要針對印制電路板生產過程中的基板材料和化學原料的替代進行敘述。

2.1 清潔的基板材料

印制電路板用基板材料在整個PCB制造材料中是首位重要的基礎原材料。它擔負著PCB的導電、絕緣、支撐三大功效，PCB 的性能、品質、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及長期可靠性等，在很大程度上取決于它所用的基板材料。PCB基板材料中的一大類重要形式的產品是覆銅板。將增強材料浸以樹脂，一面或兩面覆以銅箔，經熱壓而成的一種板狀材料，稱為覆銅箔層壓板，簡稱覆銅板。目前最廣泛使用的減成法制成的PCB，就是在基板材料——覆銅板上有選擇地進行通孔加工、金屬電鍍、蝕刻、成像等加工，得到所需的單面或雙面電路圖形的基板。一般多層板制作，也是以內芯薄型覆銅板為底基材料，將導電體材料（一般為銅箔）作為表面層和半固化片交替地疊積在一起，經一次層壓加工而成型，形成三層以上的導電圖形層互連的PCB。我們知道，作為電子元器件載體的印制電路板的基板，為了防止因短路而發(fā)生的電熱故障引起的燃燒事故，要求基板有阻燃性，因此在制作這種基板時，樹脂中往往加入了阻燃劑。阻燃性能較好的阻燃劑大多是鹵素類化合物，現在已經可以確認，廢棄的印制板由于含有鹵素類阻燃劑而在作為垃圾焚燒時，會產生嚴重污染環(huán)境的二噁英，而成為嚴格禁止的污染物。禁止使用含有鹵素類阻燃劑的印制板已經成為世界性趨勢，開發(fā)和使用無鹵素印制板引起越來越多人的關注?，F在，可以向市場供應無鹵素印制板的廠家已從兩年多以前的幾家發(fā)展為包括日本、美國、歐洲、韓國、中國等國家和中國臺灣地區(qū)在內的近二十家。目前可以替代的有機阻燃劑有含磷的有機物、有機醇類等；無機阻燃劑有硼酸、硼砂、水玻璃、鎢酸鈉等，可以是兩種以上的組合。選用的原則是除了無鹵素以外，還要能滿足印制板其它方面的性能如介電性能、防潮性能等。更好的解決方案是采用新型的基板材料，如陶瓷類基板、鋁氧化基板、應用納米材料的基板等。

2.2 清潔的化學原料

印制電路板制作過程中要用到多種化學材料，絕大多數化學品都具有不同程度的侵害性或毒性， 使用中要有安全和勞動保護措施，而有些已經被列入限制使用或禁用的名單，如氟化物、鉛的化合物、甲醛等。這些限制使用的化學品已經證實是對環(huán)境和人類健康有害的污染物，必需尋找替代物來減少這類物質的使用，人們在這方面經過多年的努力，取得了一些進展。表1是目前印制板生產過程中所使用的主要化工原料清潔的替代材料。

表1印制板生產過程中主要適用的化工原料的替代建議表

3. 清潔的生產工藝和設備

印制電路板的制造，工序多，流程復雜。若解決了工藝問題，就保障了產品的質量、減少了浪費、提高了效率，也就掃清了實施清潔生產的障礙。技術工藝方面的清潔生產主要關注生產過程的技術工藝水平、連續(xù)生產能力、生產穩(wěn)定性、工藝條件是否過嚴以及如何預防污染。是目前比較成熟的清潔生產工藝和設備統(tǒng)計見表2。

表2清潔生產工藝技術和設備統(tǒng)計表

4. 資源能源的綜合利用

印制板生產離不開水，簡單的單面板生產中水洗工序不少于五道，而雙面板生產中水洗工序不少于十道。多層板有多張內層圖形制作，水洗工序更多。因印制板工廠是個用水大戶，有一定規(guī)模工廠年用水量達數十萬立方米。用水量多，廢水排放量也多，廢水治理成本也高。清潔生產應節(jié)省水資源，節(jié)約用水。節(jié)水方法可以是工藝技術改進，減少印制板濕處理工序，如加成法工藝就不需蝕刻水洗工序。還有改進設備設施達到節(jié)水，如清洗水采取逆流漂洗，冷卻水的回用等，還對設備方面可能增加了一次性投入，而長期的節(jié)水會有更好回報。

對于廢棄物的處理應該從3R著手，一是減少(Reduce) 廢棄物產生，二是增加重復使用(Reuse)， 三是回收再利用(Recycle)。如在制板拼版合理提高基板利用率，就可減少基板邊角廢料; 鉆頭刀具的多次研磨后再利用; 報廢的鍍鎳、鍍金等含金屬電鍍液送專業(yè)工廠回收，提煉出金屬再利用。在表1所列各工序的廢棄物都可以實現回收再利用，在生產工廠內應該分類存放，定點回收，這既是回收方的資源，也會給印制板工廠帶來收益。按照現有廢棄電氣電子設備處置規(guī)定: 誰生產誰負責回收處理的原則，對于印制板生產中產生的廢棄物那些原材料供應商也有責任回收處理。用戶與材料供應商的結合會更有利于廢棄物的處理和資源回收利用。

印制板生產需要大量的水，還需要大量的電，是耗電大戶。生產中用電主要有在制板濕處理清洗后的加熱烘干，化學處理溶液的加熱，油墨涂層的固化，光致干膜熱壓與曝光，多層板的層壓等工序，用到烘箱、加熱器和大功率紫外燈。另外，印制板生產環(huán)境需要恒溫與清潔控制，廠房的空調系統(tǒng)消耗大量的電能。清潔生產就要選用節(jié)能型設備和工藝，如用紅外線加熱器代替普通的電加熱器，用快速光固化型油墨涂料代替固化時間長的熱固化型油墨等。對于空調系統(tǒng)按不同區(qū)域不同要求進行分段控制，寬嚴區(qū)分達到節(jié)約能耗。

5. 加強環(huán)境管理，持續(xù)推進清潔生產

要確保清潔生產得到有效地貫徹和實施，必須有一個良好的機制。對于清潔生產機制，應該有兩個含義，一個是外部機制，這是一個大的機制，主要是國家的政策和行業(yè)導向；另一個是企業(yè)的內部機制，這是一個小的機制。大的機制應該由政府主導，行業(yè)促進，企業(yè)配合。政府主導就是要從整個國民經濟的發(fā)展和布局出發(fā)，正確處理經濟和環(huán)境的問題，制定法律法規(guī)，嚴格執(zhí)法，同時形成一個有利于企業(yè)遵紀守法的環(huán)境。許多措施目前實際上還在研究形成之中，如最近提出的“綠色GDP”，已試行的“環(huán)境信息公開化”的做法。另外一個是政府必須避開“以罰為管的做法”，必須從多方面引導、保障企業(yè)守法。比如，對于廢棄PCB板的處理，國家完全可以通過政策和市場運行的機制，形成一批專業(yè)的回收處理廠。我國既是PCB生產大國，也是電子產品的生產大國，又是電子產品的消費大國。每年都會產生大量的廢棄PCB板，形成專業(yè)回收市場，既可保護環(huán)境，又可節(jié)約資源。PCB企業(yè)和電子產品企業(yè)也有條件依法處理廢棄物。這需要政府向企業(yè)服務。行業(yè)，特別是行業(yè)的協會CPCA，在機制中也具有很大的促進作用，如CPCA已成立了“環(huán)保潔凈分會”，可以在生產、環(huán)保技術信息上向協會的成員介紹、宣傳，幫助成員建立或改造處理設施提供咨詢、方案及*估等。還可以向政府提供咨詢，反饋成員的需求，協作制定制度等。小的機制，則是企業(yè)必須形成一個內部機制，這個機制必須能夠做到對環(huán)境有效的管理，需要配備相應的人員、資金和建立一套內部運行制度。目前一些企業(yè)通過按照ISO14001建立實施環(huán)境管理體系也是一種做法，但是必須避免僅僅是為了通過認證，忽視了從整個管理思想逐步持續(xù)改進的做法。

6. 結束語

PCB產業(yè)作為我國電子信息產業(yè)的支柱產業(yè)，同時也是污染產生較大的產業(yè)，而今后我國的PCB行業(yè)仍會快速發(fā)展，這就造成了發(fā)展與環(huán)境污染的矛盾，是不是規(guī)定不讓它發(fā)展呢?顯然采用扼殺或阻止它發(fā)展不是根本的辦法，對中國電子信息產業(yè)發(fā)展也是不利的，中國PCB產業(yè)發(fā)展的唯一出路就是采用清潔的生產技術生產，走可持續(xù)發(fā)展的道路。