PCB生产中膜渣减重减排解决方案

李 炯

（崇达技术股份有限公司，广东 深圳 518132）

0 引言

绿色低碳发展是当今时代科技革命和产业变革的鲜明特征.印制电路板（printed circuit board，PCB）是现代电子信息产业的重要组成部分，其绿色转型对生态环境保护和经济高质量发展有重要意义。随着行业的高速发展，PCB 行业内竞争越来越激烈，开展节能减排不仅是在执行国家绿色低碳制造的方针政策，而且是企业降低生产成本、提高竞争力的重要手段。本文主要聚焦于PCB 生产过程中有机膜渣产生的问题，进而阐述有机膜渣减重减排的绿色解决方案。

1 有机膜渣问题

对PCB 企业来说，节能减排是一项长期和复杂的系统工程，必须开发新技术、提高能源利用效率和减少三废排放量。在PCB 生产中，存在有机膜渣这类工业危险废物和膜渣的收集、减重及减排等难题，这是长期以来困扰行业众多PCB 企业的“老大难”问题之一。

PCB 生产过程中需要使用干膜、湿膜和阻焊等有机感光材料，当有机干膜、湿膜和阻焊在显影、退膜后，就会有显影、退膜废液和膜渣等有机废物产生。产线产生的显影和退膜废液酸析产生的膜渣，其含水率高达60%～80%。按照2016年环保总局发布的《国家危险废物名录》，膜渣定义为HW12危险废物，需要经过危废焚烧处置，PCB企业需要支付给焚烧处置单位3 000～5 000元/吨处置费用，导致处置成本较高，PCB 企业负担较重［1］。

目前行业一般是将产生的膜渣重量（含水率）予以降低，处理工艺：①在设备端安装在线双螺杆脱水机对生产线的膜渣脱水，减重后膜渣含水率约为60%；② 对膜渣酸析后离心甩干处理，减重后膜渣含水率约为45%；③对膜渣酸析后使用蒸气低温挤压烘干，减重后膜渣含水率约为30%。但酸析后再减重的过程无法实现自动化，存在劳动强度大和设备占地面积大等问题。

按以上PCB 企业常用方式对膜渣进行简易装置的脱水处理，虽减重了一半左右，但另一半仍然需要有委托资质的单位运输和处理，且存在危废转移泄漏的风险和焚烧污染大气环境的风险，处理成本居高不下。

2 膜渣减重减排解决方案

为更好地解决膜渣减重减排难题，技术团队用一年时间投入相关设备的研发中。项目组拟订静态低温除水法、立式负压搅拌烘干法和卧式滚筒真空烘干法3 个不同的解决方案，并逐一进行实验验证。崇达技术股份有限公司联合深圳市捷骏鼎盛环保科技有限公司共同研发，针对市面上各类现有成熟设备及减排工艺进行探讨、交流并实验测试，最终在2022年10月成功研发出一整套优良的工艺设备和成套解决方案。

2.1 静态低温除水法

由于设备简单、温度控制简单稳定，膜渣为胶状固态物质，如果采用蒸发釜内发热的结构，将导致膜渣无法排出，所以因此采用蒸发釜外加热方式；而膜渣没有相对运动，因此膜渣不会分散，蒸发釜中间的膜渣除水效果可能达不到理想状态，且设备不能自动出料。

2.2 立式负压搅拌烘干法

所采用的蒸发釜固定不动，内部铲刀旋转翻动，存在旋转部件。考虑铲刀受力及材料强度，内部环境设计为-20 kPa，不是真空环境。该方法中的立式搅拌方式顶部需要安装电机，底部配合铲刀等，上下面需要做成平面，如果厚度不够，在负压与温度达到一定程度时，顶盖和底部会变形。实验过程中膜渣黏性较大，搅拌主轴多次过负荷报警，且因蒸发釜底部有一层较厚结块，导致传热效果变差，后期除水效率越来越低。此外，该方式需将温度控制在200 ℃左右，因而能耗较高。

2.3 卧式滚筒真空烘干法

采用滚筒旋转、内部无铲刀和物料自翻滚的方式，使膜渣在内部通过自翻滚达到均匀受热的效果；同时通过真空系统将水蒸气抽走，经过冷凝与净化装置然后收集。实验过程主要遇到物料粘在蒸发釜内部无法自然掉落，导致传热效率变差的问题。针对此问题，在蒸发釜内部增加铁球，铁球在蒸发釜内部自由滚动，达到打散结团的膜渣并撞碎蒸发釜内壁结块膜渣的效果；同时进行阶段性升温，保证传热稳定均衡。经过多次实验及参数调整，单次进料200 kg，膜渣出料含水率＜5%，用时4 h，用电114 kWh。效率、能耗和稳定性均达到使用要求。最终将设备定性为卧式滚筒真空烘干式，并已投入正常生产，至今产量及效果稳定。

3 结语

卧式滚筒真空烘干法采用滚筒旋转、内部无铲刀、物料自翻滚的方式，使有机膜渣在内部通过自翻滚达到均匀受热的效果，同时通过真空系统将水蒸气抽走，经过冷凝与净化装置然后收集，效率、能耗和稳定性均达到使用要求，符合PCB绿色生产理念。

从全球范围来看，节能、循环及低碳正成为新的发展方向，“绿色工业革命”已然拉开帷幕。随着国内环境保护标准的提高和技术的进步，绿色制造也是PCB 产业发展的方向，绿色竞争力成为了PCB 企业竞争力的重要组成部分。在这一背景下，PCB 产业链唯有改变传统制造模式，推出绿色制造技术，发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计等基础技术，生产出保护环境和提高资源利用率的绿色PCB 产品，才能在未来的竞争中赢得先机。

补齐绿色制造、节能减排的关键共性技术及设备研发这块短板，要通过政产学研用一体化，支持全产业链协同创新、联合攻关，以具有带动性、示范性的典型产品、行业为对象，以推动整体解决方案为主线，重点突破绿色设计、绿色工艺、绿色回收资源化与再制造等绿色制造关键技术。崇达技术和捷骏鼎盛的协同研发，就是一个成功的案例。技术团队更多优质的创新设备正在逐步研发、验证及推广中，将会给PCB 行业带来更多节能减排的惊喜成效。

绿色制造、节能减排是一个长期、复杂的变革过程，PCB 行业上下游仍然需要协同创新，发扬苦行僧的精神，及时调整自己的经营战略，以适应环境的变化，只有这样，企业才能可持续发展，使PCB产业成为绿色环保产业。