作者：Mark Edwards | 战略业务经理，麦德美爱法电子线路解决方案

 

电子行业是世界上最大的经济部门之一，我很高兴成为其中的一部分。自20世纪初出现以来，它已发展成为一个价值数十亿美元的产业，据 Precedence Research 的数据显示，2022 年全球印刷电路板 (PCB) 市场价值为 820 亿美元，预计到 2032 年将扩大到 1400 亿美元。

推动PCB行业增长的一个关键因素是智能电子设备需求的快速增长。从智能手机、平板电脑和医疗可穿戴设备，到工业、军事和航空航天应用，智能电子产品可以提供更好的管控、生产力和便利性，全球对此越来越依赖。当今的电子产品对于现代社会的许多方面都至关重要，它们是现代通信、国家安全、车辆安全、电子银行、军事和国防系统等等复杂系统的核心。

 

 

PCB 制造业对环境的影响

尽管电子设备有无数的好处，但它也带来了挑战和担忧。在我看来最大的担忧之一是 PCB 制造业对环境的影响。传统的电路板制造方法是能源密集型的，需要使用危险化学品，并消耗大量水。

制造 PCB 的一个不可缺少的组成部分是在电路板内创建内层导通。传统上该制程依赖于化学镀铜来进行初级金属化。化学镀铜制程需要将 PCB 多次浸入含有清洁剂、催化剂、铜盐、还原剂（通常是甲醛）、活化剂的化学溶液中并需要使用大量的水。此外，还需要使用 EDTA 等螯合剂来控制化学槽药水的稳定性，并且使用各种稳定剂来防止出现粗糙镀层和粗糙晶粒结构等不良特性。 其使用的化学物质中许多都是危险品，需要通过废水处理来去除。遗憾的是有些物质不容易从溶液中除去，传统的废水处理方法不能处理这些废液。

 

 

随着监管机构施加的压力越来越大，已知暴露在含有甲醛环境中会有的健康风险，商业化学镀铜工艺仍然使用甲醛作为还原剂，这个似乎有点奇怪。虽然电子行业没有禁止使用甲醛，但许多国家已经对每年进口或制造甲醛的数量提出了明确的规定。

同样令人不可思议的是在化学镀铜工艺中继续使用 EDTA 作为螯合剂。德国和日本正在加大立法力度来停止使用 EDTA，因为已经知道它会将潜在的有毒金属带入废水中。

这些污染物如果处理不当，将对水质和水生态系统的健康构成重大风险。此外，化学镀铜过程中消耗的大量能源会导致温室气体排放，根据IPCC（政府间气候变化专门委员会）的说法，这可能会导致全球变暖和气候变化。

 

直接金属化——化学镀铜的环保替代方案

庆幸的是，在大学和公司工作的化学家和工程师们秉着对环境负责的职责，一直在开发化学镀铜的替代产品。

我很高兴地说，直接金属化等环保技术在 PCB 行业中继续受到关注。直接金属化消除了甲醛、EDTA 和其他危险化学品的使用，同时显著减少了水和能源的消耗，从而大大减少了 PCB 制造过程中关键步骤对环境的影响。

直接金属化是一项创新技术，它改变了 PCB 内层线路导通的制造方式。数百家制造商已经得到他们客户的批准由化学镀铜转换为直接金属化制程来制造简单和复杂的电路板，有柔性、刚柔结合和混合结构到具有高密度互连 (HDI) 的多层 PCB。

 

 

作为美国环境保护署 (EPA) 资助的环境设计计划的一部分，多家 PCB 制造商在转为直接金属化后接受了采访。该项目中收集到的实际性能数据证实，直接金属化的性能与传统化学镀铜一样好甚至更好，并具有以下优势。

从化学镀铜转换为直接金属化可以提供：

1. 显著地缩短制程时间，使 PCB 制造商能够快速完成工作
2. 提高孔壁可靠性，即使是小孔和微孔
3. 镀铜和铜的直接键结和外延晶粒结构
4. 缺陷更少，比如微孔洞，提高了可靠性
5. 质量的提高减少了目视检查的需要
6. 不使用酸性清洁剂、洗涤剂、甲醛和EDTA
7. 大幅减少化学品和水的使用量
8. 降低了废水处理相关费用
9. 降低了化学品、劳动力和维护成本
10. 自动化流程可提高生产效率
11. 减少职业病危害
12. 帮助客户实现他们企业持续发展的目标

直接金属化具有提高质量、简化制造、控制成本和最小化环境影响的潜力，是在印刷电路板内创建内层线路导通的一项大有前途的技术。

 

过渡到绿色技术时的风险管理

环境管理是一种选择，我也理解改用不同技术对研发，评估是一个重大决定。然而，通过共享信息和共同努力，我们可以成功地应对风险并获得未来的收益。依靠 Macdermid Alpha 在直接金属化领域拥有超过四十年专业知识的专家，MacDermid Alpha 已帮助全球 PCB 制造商采用直接金属化技术取代了化学镀铜工艺，他们也可以为您提供帮助！

 

来源：麦德美爱法

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