陳妤，魏喆, ，葉茂盛，李楊楊，魏立安

（1.南昌航空大學(xué)，江西 南昌 330100；2.江西強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司，江西 贛州 330006）

清潔生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，也是工業(yè)污染防治的有效途徑[1]。其作為一套完備且系統(tǒng)的污染預(yù)防措施和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已經(jīng)在國內(nèi)獲得普遍認(rèn)可和接受，也得到了推廣和應(yīng)用[2]。在印制電路板(PCB)行業(yè)，由于《印制電路板制造業(yè)清潔生產(chǎn)水平評(píng)價(jià)技術(shù)要求》(征求意見稿)和《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 印制電路板制造業(yè)》(HJ 450-2008)已被廢止，因此PCB制造業(yè)的清潔生產(chǎn)審核缺少判定清潔生產(chǎn)水平的依據(jù)，無法判定相關(guān)PCB生產(chǎn)是否符合《清潔生產(chǎn)審核評(píng)估與驗(yàn)收指南》中的必備條件——“已達(dá)到相關(guān)行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系三級(jí)水平(國內(nèi)清潔生產(chǎn)一般水平)或同行業(yè)基本水平的要求”。為此，根據(jù)于2013年6月5日由中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)、中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部及中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布的《清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系編制通則》(試行稿)的要求，以及江西省強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司清潔生產(chǎn)的審核成果，確定了指標(biāo)基準(zhǔn)值，構(gòu)建了某企業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)為PCB行業(yè)清潔生產(chǎn)水平評(píng)價(jià)提供參考。

1 清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建背景

江西省強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司于2021年開始清潔生產(chǎn)審核工作，并且在2022年6月通過了專家主管部門的清潔生產(chǎn)審核評(píng)估。

1.1 PCB生產(chǎn)工藝簡介

圖1示出了江西省強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司電路板生產(chǎn)的總工藝流程。

1.1.1 開料

按設(shè)計(jì)要求剪裁銅箔基板。

1.1.2 內(nèi)層圖形制作

(1) 內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移：將涂覆在印制電路基材上的光致抗蝕劑進(jìn)行曝光，改變其硬度、溶解性、物理性能及附著力，通過顯影形成圖像。分為干膜法和濕膜法。

(2) 內(nèi)層蝕刻：溶蝕線路圖形以外的銅面，得到所需圖形。蝕刻液的主要成分是HCl和NaClO3。

1.1.3 內(nèi)層AOI(自動(dòng)光學(xué)檢測)

內(nèi)層電路板制作完成后要仔細(xì)檢查，保證通路及絕緣的完整性。利用計(jì)算機(jī)記住原始圖案與特殊波長光線掃描相配合的方式可迅速完成對(duì)各層板的檢查。

1.1.4 棕化

形成一層具有高抗撕裂強(qiáng)度的棕色氧化銅絨晶，附著在內(nèi)層電路板表面，從而達(dá)到增強(qiáng)壓層時(shí)內(nèi)層板與膠片之間結(jié)合力的目的。

1.1.5 壓層

通過在內(nèi)層芯板間增加半固化片的方式在表面壓合銅箔。在真空條件下，用逐漸升溫的方式處理產(chǎn)品，最后通過熱壓將疊合板壓成多層板。

1.1.6 鉆孔

在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔。

1.1.7 化學(xué)沉銅/電鍍銅

(1) 化學(xué)沉銅(PHT, plating through hole)：去除鉆孔產(chǎn)生的膠渣，并通過化學(xué)鍍將銅沉積在孔壁內(nèi)表面。

(2) 電鍍：通過電鍍在化學(xué)沉銅層表面得到一層銅，使電路板各層實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通功能，從而提供足夠且可靠的導(dǎo)電層厚度，防止導(dǎo)電電路出現(xiàn)過熱、機(jī)械缺陷等問題。

1.1.8 外層圖形制作

對(duì)表面進(jìn)行處理后，在印制電路基材上貼光致抗蝕膜并進(jìn)行曝光，將圖形轉(zhuǎn)移。

1.1.9 阻焊

為防止?jié)駳夂透鞣N電解質(zhì)侵蝕致使線路氧化而影響電氣性質(zhì)，以及外來的機(jī)械傷害，通過涂覆感光油墨來覆蓋線路和銅面，令板面保持絕緣性。

1.1.10 字符

在電路板表面印上器件的位置號(hào)、板名等字符。

1.1.11 表面處理

通過噴錫、化學(xué)鍍鎳/金、OSP(有機(jī)可焊性保護(hù))等工藝對(duì)表面裸露的銅箔和通孔進(jìn)行保護(hù)，提高電路板的可焊性。

1.1.12 外型

根據(jù)客戶的要求，采用數(shù)控機(jī)床銑出所需形狀。

1.1.13 電測

通過測試機(jī)檢查電路板的通路、短路、絕緣和電感，篩選出合格的產(chǎn)品。

1.1.14 終檢、包裝

檢查板的尺寸、孔徑、外觀、板厚、標(biāo)記等是否滿足客戶要求，然后將合格品包裝成捆，便于運(yùn)送和儲(chǔ)存。

1.2 清潔生產(chǎn)審核成果

經(jīng)歷近1年的時(shí)間，已完成對(duì)江西省強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司的清潔生產(chǎn)審核工作，并且從定性指標(biāo)和定量指標(biāo)進(jìn)行分類總結(jié)，分別列于表1和表2。

表1 江西強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司清潔生產(chǎn)審核結(jié)果——定性指標(biāo)Table 1 Audit results of qualitative indicators for cleaner production in Jiangxi Qiangda Circuit Technology Co., Ltd.

表2 江西強(qiáng)達(dá)電路科技有限公司清潔生產(chǎn)審核結(jié)果——定量指標(biāo)Table 2 Audit results of quantitative indicators for cleaner production in Jiangxi Qiangda Circuit Technology Co., Ltd.

2 清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建

通過對(duì)企業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行全面而系統(tǒng)的調(diào)查和分析，根據(jù)《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 印制電路板制造業(yè)》(HJ 450-2008)的要求，針對(duì)企業(yè)自身的特點(diǎn)，將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)為兩級(jí)。一級(jí)指標(biāo)共5項(xiàng)，二級(jí)指標(biāo)共21項(xiàng)[3]，如圖2所示。

2.1 生產(chǎn)工藝及裝備指標(biāo)

生產(chǎn)工藝及裝備是PCB制造企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)行的核心，選用清潔高效的生產(chǎn)工藝和設(shè)備是企業(yè)清潔生產(chǎn)的前提，生產(chǎn)工藝和設(shè)備先進(jìn)與否直接影響著其他指標(biāo)。所以，企業(yè)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備既要符合《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》和《高耗能落后機(jī)電設(shè)備(產(chǎn)品)淘汰目錄》的具體要求，也要符合國家產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)政策和發(fā)展方向。

依據(jù)企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核結(jié)果，結(jié)合上述要求以及行業(yè)特點(diǎn)對(duì)工藝裝備水平進(jìn)行了劃分。本文共選取了節(jié)水設(shè)施、機(jī)械加工及輔助設(shè)施、線路與阻焊圖形的形成、板面清洗、蝕刻、電鍍與化學(xué)鍍共6項(xiàng)指標(biāo)。

2.2 資源消耗指標(biāo)

資源消耗指標(biāo)包括新水量、耗電量及覆銅板利用率。資源能源消耗指標(biāo)關(guān)系著PCB企業(yè)的資源能源利用效率和運(yùn)行成本。在進(jìn)行清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，可根據(jù)所采用的原料來選擇相應(yīng)物耗作為具體指標(biāo)[4]。

2.2.1 新水量

單位產(chǎn)品(指電路板)新鮮水使用量，以式(1)表示。

2.2.2 單位產(chǎn)品綜合能耗

該指標(biāo)能夠反映企業(yè)投入的能源與產(chǎn)出產(chǎn)品之間的定量關(guān)系，是綜合體現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、能源利用、經(jīng)營管理等水平的重要依據(jù)。該指標(biāo)是計(jì)劃統(tǒng)計(jì)期內(nèi)企業(yè)對(duì)實(shí)際消耗的各種能源實(shí)物量按規(guī)定的計(jì)算方法和單位分別折算為一次能源后的總和。參考《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T 2589-2020)，采用式(2)計(jì)算。

2.2.3 覆銅板利用率

覆銅板利用率是指覆銅板實(shí)際使用量占覆銅板投入總量的百分?jǐn)?shù)，采用式(3)計(jì)算。

2.3 資源綜合利用指標(biāo)

資源綜合利用指標(biāo)包括工業(yè)用水重復(fù)利用率和銅回收率兩個(gè)指標(biāo)，主要反映生產(chǎn)過程中包括水、能源等在內(nèi)的資源綜合回收和再利用的情況。

2.3.1 工業(yè)用水重復(fù)利用率

工業(yè)用水重復(fù)利用率是指企業(yè)生產(chǎn)過程中重復(fù)利用的水量占企業(yè)生產(chǎn)過程總用水量的百分?jǐn)?shù)，采用式(4)計(jì)算。

2.3.2 銅回收利用率

銅回收率是指從廢液(包括廢鍍液和廢蝕刻液)及廢固體物(包括覆銅板、印制電路板、粉粒和泥渣)中提取并得以回收利用的銅占從廢物中提取所得銅總量的百分?jǐn)?shù)，采用式(5)計(jì)算。

2.4 污染物產(chǎn)生指標(biāo)

污染物產(chǎn)生指標(biāo)一般指生產(chǎn)過程中生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等產(chǎn)生的廢氣、廢水及固廢，是體現(xiàn)PCB企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。PCB行業(yè)的主要污染物為廢水，所以選用廢水產(chǎn)生量、廢水中銅的產(chǎn)生量及廢水中CODCr的產(chǎn)生量作為該類指標(biāo)。

2.5 管理指標(biāo)

管理指標(biāo)包括相關(guān)的環(huán)境法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況、環(huán)境管理體系、生產(chǎn)過程環(huán)境管理、廢水處理系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行管理、危險(xiǎn)物品的存放管理及廢物存放和處理共7項(xiàng)指標(biāo)。

3 權(quán)重值以及基準(zhǔn)值的確定

3.1 權(quán)重值的確定

按《清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系編制通則》(試行稿)的要求，確定了一類指標(biāo)和二類指標(biāo)的權(quán)重，詳見表3。

3.2 基準(zhǔn)值的確定

3.2.1 定量指標(biāo)基準(zhǔn)值

資源消耗指標(biāo)、資源綜合利用指標(biāo)和污染物產(chǎn)生指標(biāo)這3項(xiàng)定量指標(biāo)基準(zhǔn)值的確定應(yīng)遵循以下原則：

(1) 以清潔生產(chǎn)審核報(bào)告中3年的數(shù)據(jù)(見表2)為依據(jù)，以3年的平均值為III級(jí)基準(zhǔn)值，3年中最優(yōu)的數(shù)據(jù)作為I級(jí)基準(zhǔn)值；I級(jí)基準(zhǔn)值和III級(jí)基準(zhǔn)值的平均值為II級(jí)基準(zhǔn)值。

(2) 在(1)的基礎(chǔ)上將各級(jí)基準(zhǔn)值與《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 印制電路板制造業(yè)》(HJ 450-2008)中的定量指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行比較，最后以其中要求較高的數(shù)值為準(zhǔn)。

3.2.2 定性指標(biāo)基準(zhǔn)值

定性指標(biāo)(包括生產(chǎn)工藝及裝備指標(biāo)、管理指標(biāo))的基準(zhǔn)值參考《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 印制電路板制造業(yè)》(HJ 450-2008)來確定。

在上述工作的基礎(chǔ)上得到了某印制電路板企業(yè)清潔生產(chǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體見表3。

表3 某印制電路板企業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 3 Cleaner production assessment indicator system of a printed circuit board manufacturer

4 結(jié)語

構(gòu)建了企業(yè)的清潔生產(chǎn)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)指導(dǎo)企業(yè)的清潔生產(chǎn)有積極作用，也為PCB行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平評(píng)價(jià)提供參考。隨著環(huán)保法規(guī)的完善及清潔生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況定期對(duì)已有評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行調(diào)整和完善。

續(xù)表3 某印制電路板企業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 3 (Continued) Cleaner production assessment indicator system of a printed circuit board enterprise