1 前言

近年來(lái)，PCB產(chǎn)業(yè)面臨著來(lái)自原材料上漲、人工成本增加、客戶壓價(jià)和環(huán)保趨嚴(yán)等多方面的壓力，同時(shí)也還受到人民幣匯率升值、歐債危機(jī)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈等影響，許多PCB企業(yè)正經(jīng)受著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。降低制作成本、增加產(chǎn)品附加值和優(yōu)化制作工藝等是企業(yè)突出“重圍”的唯一途徑。水資源已經(jīng)成為當(dāng)前最緊缺的資源之一，其緊缺程度已經(jīng)逼近極限，并已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。我國(guó)將實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度，加強(qiáng)水資源開(kāi)發(fā)利用控制紅線管理，嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制。而PCB行業(yè)則是用水量較大的行業(yè)，如何進(jìn)行有效節(jié)水、回收利用水資源具有十分必要的意義，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

滅菌劑在食品加工、醫(yī)藥、養(yǎng)殖和造紙等多個(gè)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，但在PCB領(lǐng)域的應(yīng)用卻并不常見(jiàn)。大部分PCB廠在連續(xù)生產(chǎn)一段時(shí)間后就會(huì)在黑化、去鉆污+PTH、電鍍、沉金、沉錫和顯影等工段的水洗槽壁出現(xiàn)黏液，滋生大量細(xì)菌，水洗中的微生物是造成這一問(wèn)題的主要原因。以黏液細(xì)菌為主，它以溶液中的硫、磷等元素為食物，代謝產(chǎn)生大量的黏液，黏液又吸附水中的其他懸浮物，一旦黏附在板面上（如電鍍制程）就會(huì)形成導(dǎo)體，產(chǎn)生銅絲狀銅渣或其他形式的不良，在溫度適宜的季節(jié)會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致品質(zhì)良率下降。

雖然可以通過(guò)采取人工返修、加大水洗換缸頻率、換純水等方法解決，但無(wú)論是成本還是效率上都不是最經(jīng)濟(jì)的方法。人工返修易造成刮傷及撞斷線路的不良及報(bào)廢，而加大水洗換缸或換純水則增加制作成本和污水處理的成本。使用一種適合于線路板制造濕制程中的滅菌劑，來(lái)改善水質(zhì)和防止此類(lèi)不良現(xiàn)象的發(fā)生就顯得尤為迫切，同時(shí)還能?chē)L試減少用水量、減輕環(huán)保壓力等，達(dá)到節(jié)約成本、清潔生產(chǎn)的目的。

2 PCB制造對(duì)水質(zhì)要求及滅菌原理

2.1 PCB制造對(duì)水質(zhì)要求

PCB生產(chǎn)用水主要是用于溶液的配制、板子的清洗和質(zhì)量監(jiān)控的各種溶液的分析。這樣PCB生產(chǎn)用水對(duì)含鹽量、顆粒和pH值都有特殊的要求。主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1.1 含鹽量

典型的水質(zhì)參數(shù)包括pH值、硬度、重金屬含量、氯化物、微量有機(jī)物及總的離子含量（導(dǎo)電率）。

含鹽量是指在水中所有正負(fù)離子的總和，水中含鹽量高或某些離子含量高，對(duì)PCB生產(chǎn)是有害的。如Ca2+,Mg2+硬度高，會(huì)在金屬表面產(chǎn)生沉積、生成斑點(diǎn)，使鍍層結(jié)合不牢。衡量含鹽量的多少，一般是用電阻率來(lái)表示的，有的PCB板對(duì)清洗要求是十分嚴(yán)格的，如我國(guó)的軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB362A-96）規(guī)定，清洗涂覆阻焊前的PCB板子，清洗后的萃取液中，氯化鈉等效離子污染試驗(yàn)所測(cè)值應(yīng)小于1.56 mg/cm2（相當(dāng)于萃取液的電阻率2 MΩ？cm）。因此用于溶劑清洗水的水質(zhì)，其電阻率應(yīng)該在2 MΩ？cm左右。

2.1.2 顆粒

水中的顆粒是指泥土、砂礫和自來(lái)水管道內(nèi)的鐵銹屑粒。在PCB生產(chǎn)工藝中，顆粒會(huì)使鍍層產(chǎn)生針孔或結(jié)瘤；顆粒又使貼膜造成缺陷，產(chǎn)生針孔，使干膜粘附不實(shí)、以致顯影或腐蝕后的修復(fù)率增加，嚴(yán)重的會(huì)使線路斷路或短路。因此在PCB生產(chǎn)用水中，一定要把固體顆粒除掉。根據(jù)PCB工業(yè)的用水經(jīng)驗(yàn)，一般要求固體顆粒的直徑小至最小圖形尺寸的0.2~0.1.

目前PCB的導(dǎo)線圖形，最小線寬已小至0.05 mm.因此，PCB生產(chǎn)用水不允許有大于10 μm濾徑的固體顆粒存在。所以在制備PCB生產(chǎn)用水時(shí)，一定要有小于10 μm的過(guò)濾器，以截留掉大于10 μm的固體顆粒。

2.1.3 pH值

PCB生產(chǎn)用水的pH值，對(duì)PCB生產(chǎn)質(zhì)量有一定的影響，如把偏酸性（混床水）水用作全板鍍銅或顯影的沖洗水時(shí)，板面會(huì)發(fā)生氧化，影響貼膜質(zhì)量，使檢驗(yàn)和修板的難度加大。有時(shí)偏酸性水，在配制溶液時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生混濁，影響溶液的質(zhì)量的。

所以PCB生產(chǎn)用水的pH值應(yīng)控制在6~8之間。PCB生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求是：電阻率≥0.02 MΩ？cm.

2.1.4 細(xì)菌和藻類(lèi)

藻類(lèi)問(wèn)題一般很少發(fā)生，粘泥形成的細(xì)菌（黏菌）卻是很常見(jiàn)的，在槽體的黑暗環(huán)境下及存在有機(jī)物時(shí)，黏菌能迅速的繁殖、生長(zhǎng)。有一些處理細(xì)菌的方式在一定程度上與特別的制程加工方式相一致，包括在外殺菌、過(guò)濾、加熱處理和堿性處理。細(xì)菌類(lèi)物質(zhì)增多會(huì)嚴(yán)重影響PCB的品質(zhì)，尤其是某些對(duì)水質(zhì)要求很?chē)?yán)的槽體。制作精細(xì)線路的PCB制程必須對(duì)水質(zhì)進(jìn)行控制，否則無(wú)法保證溶液的穩(wěn)定，必將影響PCB的產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 滅菌原理

滅菌的方法有許多，如加熱法、冷凍法、放射法、過(guò)濾法和化學(xué)法等。而用于PCB制造用水的滅菌需要考慮很多問(wèn)題，如滅菌效果穩(wěn)定性、持效性、次生產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)品的影響、安全性和可操作性等。一般還要要求滅菌劑不受pH值的影響（或較?。?、無(wú)毒無(wú)害、操作自動(dòng)化程度高和對(duì)環(huán)境無(wú)危害等。

新型的環(huán)保高效型行滅菌劑，是專(zhuān)門(mén)為PCB行業(yè)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用藥水，其通過(guò)斷開(kāi)細(xì)菌、霉菌和藻類(lèi)蛋白質(zhì)的鍵而發(fā)揮殺滅作用，與微生物接觸后，能迅速抑制其生長(zhǎng)，并截?cái)嗉?xì)胞生長(zhǎng)代謝的進(jìn)行，從而達(dá)到防止生理粘泥的生成，并能夠穿透生物膜直達(dá)核心殺死微生物，并且適用的pH 范圍較寬。其無(wú)藥耐性，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)影響，對(duì)環(huán)境環(huán)保，可自行降解為無(wú)毒小分子，不會(huì)造成二次污染。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）跟進(jìn)D型號(hào)滅菌劑是否能改善生產(chǎn)線水質(zhì)和節(jié)省用水量；

（2）跟進(jìn)因水質(zhì)問(wèn)題而導(dǎo)致的板面銅渣、銅絲 不良問(wèn)題是否能得到改善；

（3）使用效果及成本分析。

3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目

（1）使用D型號(hào)滅菌劑后中檢測(cè)試良率；

（2）使用D型號(hào)滅菌劑可改善的方面；

（3）成本控制。

3.3 實(shí)驗(yàn)材料及流程

本實(shí)驗(yàn)的材料有：某D型號(hào)滅菌劑、生產(chǎn)線自來(lái)水（一、二銅電鍍線總水管）。其實(shí)驗(yàn)流程為：滅菌劑（自動(dòng)添加桶）→生產(chǎn)線總進(jìn)水管過(guò)濾機(jī)→生產(chǎn)線水洗→實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)。

3.4 測(cè)試過(guò)程及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3.4.1 D型抗菌劑性質(zhì)

（1）外觀：淺綠或黃綠色透明液體

（2）溶解性：與水完全相溶

（3）密度：（20 ℃）≥1.02 g/cm3

（4）pH:3.0~5.0

（5）有效抗菌濃度：（100~300）×10-6

（6）閃點(diǎn)：不可燃

3.4.2 使用D型滅菌劑前狀況

使用滅菌劑前二銅線因菌類(lèi)而造成的銅（絲）渣、銅（絲）渣與板上銅面結(jié)合而不易修理，嚴(yán)重影響良率，甚至達(dá)成報(bào)廢（圖1）。

同時(shí)，在去鉆污+PTH連線上也會(huì)出現(xiàn)因菌類(lèi)造成的銅渣，經(jīng)過(guò)活化和化學(xué)銅處理后，銅渣與板子銅面本身的結(jié)合力較強(qiáng)，很難修理、極易報(bào)廢。且易出現(xiàn)銅面粗糙等外觀不良問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大（圖2）。

為改善此問(wèn)題，生產(chǎn)線需要每周更換水洗、每月用酸堿泡洗槽體，不但浪費(fèi)成本、還會(huì)影響生產(chǎn)產(chǎn)能，并且改善效果不是十分明顯。受地域和氣候影響，每年的5月~10月是水質(zhì)較差、細(xì)菌大量滋生的時(shí)期，缸壁容易產(chǎn)生粘稠菌類(lèi)物質(zhì)，不但影響產(chǎn)品質(zhì)量、導(dǎo)致良率下降，還會(huì)增加許多人力、物力成本去進(jìn)行相關(guān)維護(hù)。

3.4.3 使用D型滅菌劑后情況

（1）D型滅菌劑添加量情況（表1）

（2）滅菌效果（表2）

（3）跟進(jìn)詳情（表3）

（4）節(jié)約成本（表4）

3.5 小結(jié)

該D型滅菌劑不對(duì)現(xiàn)有電鍍制程產(chǎn)生品質(zhì)影響，對(duì)現(xiàn)用水質(zhì)有明顯的改善效果，能提高我公司生產(chǎn)品質(zhì)，減少電鍍銅絲、銅渣引起的品質(zhì)問(wèn)題，且能節(jié)約我公司的生產(chǎn)成本。

4 結(jié)論

使用PCB制造業(yè)專(zhuān)用的滅菌劑有利于生產(chǎn)線水質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量的改善，對(duì)降低生產(chǎn)成本和環(huán)境保護(hù)等方面也有著積極的推動(dòng)意義。在今后的工作中，我們將繼續(xù)致力于滅菌劑在PCB制造中的應(yīng)用和研究，不斷將應(yīng)用范圍擴(kuò)大，為公司實(shí)施“節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)”戰(zhàn)略做出更大的努力。