某印制电路板企业清洁生产评价体系构建与探讨

陈妤，魏喆, ，叶茂盛，李杨杨，魏立安

（1.南昌航空大学，江西 南昌 330100；2.江西强达电路科技有限公司，江西 赣州 330006）

清洁生产是实现可持续发展的重要手段，也是工业污染防治的有效途径[1]。其作为一套完备且系统的污染预防措施和可持续发展战略，已经在国内获得普遍认可和接受，也得到了推广和应用[2]。在印制电路板(PCB)行业，由于《印制电路板制造业清洁生产水平评价技术要求》(征求意见稿)和《清洁生产标准 印制电路板制造业》(HJ 450-2008)已被废止，因此PCB制造业的清洁生产审核缺少判定清洁生产水平的依据，无法判定相关PCB生产是否符合《清洁生产审核评估与验收指南》中的必备条件——“已达到相关行业清洁生产评价指标体系三级水平(国内清洁生产一般水平)或同行业基本水平的要求”。为此，根据于2013年6月5日由中华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国环境保护部及中华人民共和国工业和信息化部发布的《清洁生产评价指标体系编制通则》(试行稿)的要求，以及江西省强达电路科技有限公司清洁生产的审核成果，确定了指标基准值，构建了某企业的评价指标体系，同时为PCB行业清洁生产水平评价提供参考。

1 清洁生产评价指标体系构建背景

江西省强达电路科技有限公司于2021年开始清洁生产审核工作，并且在2022年6月通过了专家主管部门的清洁生产审核评估。

1.1 PCB生产工艺简介

图1示出了江西省强达电路科技有限公司电路板生产的总工艺流程。

1.1.1 开料

按设计要求剪裁铜箔基板。

1.1.2 内层图形制作

(1) 内层图形转移：将涂覆在印制电路基材上的光致抗蚀剂进行曝光，改变其硬度、溶解性、物理性能及附着力，通过显影形成图像。分为干膜法和湿膜法。

(2) 内层蚀刻：溶蚀线路图形以外的铜面，得到所需图形。蚀刻液的主要成分是HCl和NaClO3。

1.1.3 内层AOI(自动光学检测)

内层电路板制作完成后要仔细检查，保证通路及绝缘的完整性。利用计算机记住原始图案与特殊波长光线扫描相配合的方式可迅速完成对各层板的检查。

1.1.4 棕化

形成一层具有高抗撕裂强度的棕色氧化铜绒晶，附着在内层电路板表面，从而达到增强压层时内层板与胶片之间结合力的目的。

1.1.5 压层

通过在内层芯板间增加半固化片的方式在表面压合铜箔。在真空条件下，用逐渐升温的方式处理产品，最后通过热压将叠合板压成多层板。

1.1.6 钻孔

在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔。

1.1.7 化学沉铜/电镀铜

(1) 化学沉铜(PHT, plating through hole)：去除钻孔产生的胶渣，并通过化学镀将铜沉积在孔壁内表面。

(2) 电镀：通过电镀在化学沉铜层表面得到一层铜，使电路板各层实现导通功能，从而提供足够且可靠的导电层厚度，防止导电电路出现过热、机械缺陷等问题。

1.1.8 外层图形制作

对表面进行处理后，在印制电路基材上贴光致抗蚀膜并进行曝光，将图形转移。

1.1.9 阻焊

为防止湿气和各种电解质侵蚀致使线路氧化而影响电气性质，以及外来的机械伤害，通过涂覆感光油墨来覆盖线路和铜面，令板面保持绝缘性。

1.1.10 字符

在电路板表面印上器件的位置号、板名等字符。

1.1.11 表面处理

通过喷锡、化学镀镍/金、OSP(有机可焊性保护)等工艺对表面裸露的铜箔和通孔进行保护，提高电路板的可焊性。

1.1.12 外型

根据客户的要求，采用数控机床铣出所需形状。

1.1.13 电测

通过测试机检查电路板的通路、短路、绝缘和电感，筛选出合格的产品。

1.1.14 终检、包装

检查板的尺寸、孔径、外观、板厚、标记等是否满足客户要求，然后将合格品包装成捆，便于运送和储存。

1.2 清洁生产审核成果

经历近1年的时间，已完成对江西省强达电路科技有限公司的清洁生产审核工作，并且从定性指标和定量指标进行分类总结，分别列于表1和表2。

表1 江西强达电路科技有限公司清洁生产审核结果——定性指标Table 1 Audit results of qualitative indicators for cleaner production in Jiangxi Qiangda Circuit Technology Co., Ltd.

表2 江西强达电路科技有限公司清洁生产审核结果——定量指标Table 2 Audit results of quantitative indicators for cleaner production in Jiangxi Qiangda Circuit Technology Co., Ltd.

2 清洁生产评价指标的构建

通过对企业现状进行全面而系统的调查和分析，根据《清洁生产标准 印制电路板制造业》(HJ 450-2008)的要求，针对企业自身的特点，将评价指标体系设为两级。一级指标共5项，二级指标共21项[3]，如图2所示。

2.1 生产工艺及装备指标

生产工艺及装备是PCB制造企业生产和运行的核心，选用清洁高效的生产工艺和设备是企业清洁生产的前提，生产工艺和设备先进与否直接影响着其他指标。所以，企业的生产工艺和设备既要符合《产业结构调整指导目录(2019年本)》和《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》的具体要求，也要符合国家产业政策、技术政策和发展方向。

依据企业的清洁生产审核结果，结合上述要求以及行业特点对工艺装备水平进行了划分。本文共选取了节水设施、机械加工及辅助设施、线路与阻焊图形的形成、板面清洗、蚀刻、电镀与化学镀共6项指标。

2.2 资源消耗指标

资源消耗指标包括新水量、耗电量及覆铜板利用率。资源能源消耗指标关系着PCB企业的资源能源利用效率和运行成本。在进行清洁生产评价时，可根据所采用的原料来选择相应物耗作为具体指标[4]。

2.2.1 新水量

单位产品(指电路板)新鲜水使用量，以式(1)表示。

2.2.2 单位产品综合能耗

该指标能够反映企业投入的能源与产出产品之间的定量关系，是综合体现企业生产技术、能源利用、经营管理等水平的重要依据。该指标是计划统计期内企业对实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算为一次能源后的总和。参考《综合能耗计算通则》(GB/T 2589-2020)，采用式(2)计算。

2.2.3 覆铜板利用率

覆铜板利用率是指覆铜板实际使用量占覆铜板投入总量的百分数，采用式(3)计算。

2.3 资源综合利用指标

资源综合利用指标包括工业用水重复利用率和铜回收率两个指标，主要反映生产过程中包括水、能源等在内的资源综合回收和再利用的情况。

2.3.1 工业用水重复利用率

工业用水重复利用率是指企业生产过程中重复利用的水量占企业生产过程总用水量的百分数，采用式(4)计算。

2.3.2 铜回收利用率

铜回收率是指从废液(包括废镀液和废蚀刻液)及废固体物(包括覆铜板、印制电路板、粉粒和泥渣)中提取并得以回收利用的铜占从废物中提取所得铜总量的百分数，采用式(5)计算。

2.4 污染物产生指标

污染物产生指标一般指生产过程中生产设备、生产工艺等产生的废气、废水及固废，是体现PCB企业清洁生产技术水平的重要指标。PCB行业的主要污染物为废水，所以选用废水产生量、废水中铜的产生量及废水中CODCr的产生量作为该类指标。

2.5 管理指标

管理指标包括相关的环境法律法规标准的执行情况、环境管理体系、生产过程环境管理、废水处理系统、环保设施的运行管理、危险物品的存放管理及废物存放和处理共7项指标。

3 权重值以及基准值的确定

3.1 权重值的确定

按《清洁生产评价指标体系编制通则》(试行稿)的要求，确定了一类指标和二类指标的权重，详见表3。

3.2 基准值的确定

3.2.1 定量指标基准值

资源消耗指标、资源综合利用指标和污染物产生指标这3项定量指标基准值的确定应遵循以下原则：

(1) 以清洁生产审核报告中3年的数据(见表2)为依据，以3年的平均值为III级基准值，3年中最优的数据作为I级基准值；I级基准值和III级基准值的平均值为II级基准值。

(2) 在(1)的基础上将各级基准值与《清洁生产标准 印制电路板制造业》(HJ 450-2008)中的定量指标数值进行比较，最后以其中要求较高的数值为准。

3.2.2 定性指标基准值

定性指标(包括生产工艺及装备指标、管理指标)的基准值参考《清洁生产标准 印制电路板制造业》(HJ 450-2008)来确定。

在上述工作的基础上得到了某印制电路板企业清洁生产的评价指标体系，具体见表3。

表3 某印制电路板企业清洁生产评价指标体系Table 3 Cleaner production assessment indicator system of a printed circuit board manufacturer

4 结语

构建了企业的清洁生产水平评价指标体系，对指导企业的清洁生产有积极作用，也为PCB行业的清洁生产水平评价提供参考。随着环保法规的完善及清洁生产技术水平的提高，应根据实际情况定期对已有评价指标体系进行调整和完善。

续表3 某印制电路板企业清洁生产评价指标体系Table 3 (Continued) Cleaner production assessment indicator system of a printed circuit board enterprise