PCB网印应怎样应对低碳印刷

林其水

（福建 福州 350003）

1 低碳经济促发低碳印刷

全球人口和经济规模的快速增长，不仅加剧了能源的消耗，而且由于大量消耗能源而带来了大气污染和环境恶化的严重环保问题。近年来，除了烟雾、沙漠化、光化学烟雾和酸雨等非常显见的危害外，阿伦尼乌斯于1896年预测的大气中CO2浓度升高将带来的全球气候变化的后果，也已成为目前确认的事实，长期以来，人类对碳基能源的过分依赖，导致CO2过度排放，从而带来温室效应，对全球环境、经济，乃至人类社会都产生巨大负面影响，严重威胁人类的生存。怎样控制能源耗费，保护地球环境，不要给子孙后代留下遍受污染的地球环境已引起人们高度重视。自从2009年12月的哥本哈根会议之后，低碳减排的浪潮已席卷全球。解决世界气候和环境问题，走低碳化道路是一条根本途径。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列概念、政策应运而生。通过低碳经济模式、低碳生活方式等实现可持续发展，这也预示着一个全新的低碳时代（低能耗、低污染、低排放）即将到来，走向低碳化时代可以说是大势所趋。纵观人类的历史发展，她先后经历了农业文明、工业文明和信息化三次浪潮，每次浪潮都含有其显著内涵和特点。农业文明的浪潮实现人类农耕文明的兴起，带动农业的辉煌发展；工业文明的浪潮使农业文明向工业文明转变，带来工业化的飞速发展；信息化的浪潮引领着信息化改革，使全球进入知识经济时代。继工业化、信息化浪潮之后，目前世界将迎来第四次浪潮，这就是全球低碳化的浪潮，它正以迅猛之势，覆盖全球的各行各业，可以预计，低碳化的浪潮将促使人们走出一条生态文明的道路，将有效地解决当前困扰人类的气候和环境的问题。

低碳化是一项系统工程，建立低碳化发展新体系，着重应实现包括能源、交通、建筑、农业、工业、服务、消费等方面的低碳化，当然也包括印刷工业的低碳化。低碳印刷对印刷业来说是一个崭新的机遇和严峻的挑战，它也是印刷业今后发展的必然趋势。企业的命运与气候变化下的经济新格局息息相关，企业是社会财富的创造者，它支撑着人类社会生存，但企业也是生态的主要破坏者和环境污染源。经济学家预测，低碳经济将催生未来新的经济增长点，成为国际金融危机后带动新一轮世界经济增长的强大力量。面对低碳时代的到来，印刷企业应怎样应对，这是当前必须引起高度重视的问题。印刷涉及诸多领域，而PCB丝网印刷更是包含碳排量较大的电子领域，因此，面对当前印刷业的生产和发展状况，PCB应怎样实现低碳印刷呢？总的说来，PCB印刷亟需解决的是改造高污染和高耗能的设备和落后的生产工艺，积极选择使用无公害和环保型的印刷原辅材料，如油墨、版材、润湿液、清洗液等。总之，印刷业应面对低碳时代，实现低碳印刷，走低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济之路，通过能源高效利用、开发清洁能源、实现印刷业的绿色发展。这种经济模式不仅意味着企业加快淘汰高能耗、高污染的落后生产力，推动节能减排的科技创新，同时也要求企业以身作则，引导职工和群众反思哪些习以为常的消费模式和生活方式是浪费能源、增排污染的不良行为，从而充分发掘行业和消费生活领域节能减排的巨大潜力。印刷业涉及的领域非常广泛，因此，它要协同各行各业共同思考和实施，走出一条切实可行的低碳印刷道路。下面就PCB丝网印刷要如何应对低碳印刷发表一些自己的粗浅认识，抛砖引玉。

2 PCB丝网印刷中主要污染物

印刷会产生污染物，PCB印刷更甚，它除了印刷上的污染外还含有电子工业上的污染，归纳起来，污染物中最主要的是化学性污染物和物理性污染物。化学性污染物可分为无机物（如汞、铬、铅、氯化物等）和有机物（如有机氯、酚等），物理性污染物主要有噪声、振动、热源等。污染物不仅危害操作人员的身心健康，还会随着空气和水的流动而污染大气和水源，尤其是使用不符合低碳印刷的非环保油墨。因此，在今后的PCB丝网印刷中，低碳印刷问题应是一个非常重要的问题。对于PCB丝网印刷来说，其产生的污染物主要是与油墨、感光材料、基板材料、金属材料等相关，造成的的污染主要有工业废水污染、感光材料污染、印刷油墨污染等。

2.1 工业废水污染

工业废水污染是PCB生产印刷中最重要的污染之一。废水按照主要污染物的不同一般可分为清洗废水、油墨废水、络合废水、浓酸废液、浓碱废液等。主要有：（1）铜、铅等重金属污染。主要来源于覆铜板。由于PCB的基板是覆铜板，经过印刷线路后浸蚀多余的铜而留下电路，而浸蚀出多余的铜形成含铜废液，至于双面板、多层板，各层的线路需要导通，要在基板上钻孔并镀铜，使得各层电路导通，而在基材（一般为树脂）上首层镀铜和中间过程中还有化学镀铜，化学镀铜采用络合铜，以控制稳定的铜沉积速度和铜沉积厚度。一般采用EDTACu（乙二胺四乙酸铜钠），化学镀铜后印制板的清洗水中也含有络合铜，等等。因此铜是印制电路板废水中最主要的污染物。此外，印制板生产中还有镀镍、镀金、镀锡铅等工艺，废液中同样也含有这些重金属。（2）有机物污染。PCB制作需进行电路图形印刷、铜箔蚀刻、电路焊接等，必须应用油墨、浆料等印刷及覆盖保护需要的铜箔以便后序工艺操作，之后又要将这些油墨浆料等清洗掉，从而产生油墨废水。PCB油墨废水主要来源于线路板生产过程中网印、显影、剥膜等工序，它是一种高浓度的有机废水，整个制作过程产生有机物（如CODcr或COD）浓度很高，通常达5 g/L ～ 10g/L，有的甚至高达20 mg/L，它是PCB印刷生产废水中COD的主要来源，这种废水大约占总水量的5%左右。水中悬浮物（SS）约为0.8 g/L ～1.2 g/L，pH值一般呈碱性，废水颜色为深蓝色，对PCB废水处理而言，CODcr能否达标（≤100 mg/L）的关键是对油墨废水中高浓度有机物的去除。（3）氨氮污染。PCB生产工艺有所差异，有的工艺要在蚀刻液中添加氨水、氯化铵等，这就是氨氮的主要污染源。（4）其他污染。除了上述几种污染外，由于在PCB生产过程中时常使用硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等，因此还存在酸、碱、镍、铅、锡、锰、氰根离子、氟等污染。此外，各种商品药液（如蚀刻液、化学镀液、电镀液、活化液、预浸液等几十种）成分繁杂，除了大部分成分已知外，还存在少量未知成分的污染。

2.2 感光材料污染

感光材料污染主要是指制版排放的含汞（包括无机汞和有机汞，有机汞的毒性大于无机汞）和6价铬离子（Cr6+）的废水。汞对人体危害很大，汞浓度在0.006 mg/L ～ 0.01 mg/L时就能致鱼类及其他水生物死亡，含量在1 g/L ～ 2 g/L时可致人毙命。常见的汞中毒症状是乏力、动作失调、精神混乱等。对废水中的无机汞的处理方法有：活性碳吸附法、化学凝聚法、硫化物沉淀法、金属还原法及离子交换法等。对废水中的有机汞，处理方法是先将其氧化为无机汞，再进行处理。此外，由于在丝网印刷制版中常用重铬酸类感光材料，因此在制版过程中排出的废液中含有大量的6价铬离子（Cr6+），其毒性很大，如果人体接触到含有Cr6+的溶液就会产生皮炎等疾病，含铬废液排出后会对环境造成污染，严重影响动植物的正常生长。为了减少Cr6+造成的污染，可在含有Cr6+的废液中加入还原剂，使Cr6+变成3价的氢氧化铬，以减少其毒性。此外，也可采用沉淀法、离子交换法等对含有Cr6+的废液进行处理。当然，如果使用无毒性的重氮盐及重氮树脂系乳剂型感光胶，就可根治铬离子的污染，这也是未来制版的方向。

2.3 油墨溶剂污染

这里主要是强调使用溶剂型油墨中溶剂挥发对环境和人体的危害。油墨是印刷业对环境污染最重要的因素之一，可谓印刷工业最大的污染源。油墨中溶剂挥发主要是含有有机挥发物（VOC）为主，据统计，每年由油墨引起的全球VOC排放量已达几十万吨。油墨中的溶剂还会损害人体及皮下脂肪。长期接触某些溶剂会使皮肤干裂、粗糙；如果渗入皮肤或渗入血管，则会随血液危及人的血球及造血机能；溶剂气体被吸进气管、支气管、肺部或经血管、淋巴管传到其它器官，甚至可能引起肌体慢性中毒。更为重要的是，VOC可形成比CO2更为严重的温室效应，而且在阳光照射下VOC会形成氧化物和光化学烟雾，VOC还会与空气中的氮氧化物发生光化学反应，产生臭氧及烟雾，这些都会严重污染大气环境。在不同印刷方式中，凹印使用的油墨溶剂中VOC的含量最高，因此污染也最为严重。但网印和其他印刷也同样存在着这个问题。长期处于高浓度的VOC中，将会对人体，特别是神经系统造成极大的损害。对VOC的处理，目前主要有回收和燃烧排放溶剂两种解决方法。此外，印刷过程中排放清洗油墨的废水和排放胶印润版液等废水也会造成环境污染。还有，在PCB丝网印刷中，油墨中的颜料（无机颜料和有机颜料）也是产生污染的一个因素。颜料不溶于水和其它介质，具有鲜明的色泽和稳定性。有些无机颜料中含有铅、铬、铜、汞等重金属元素，均具有一定毒性；有的有机颜料中含有致癌成分的合联苯胶，这是严禁使用的。因此，必须严格控制油墨溶剂的用量和残留，当然，推广使用绿色环保油墨，这才是解决问题的根本途径，也是实现低碳印刷的根本。

3 PCB网印实现低碳印刷的思路

3.1 选用环保油墨

根据功能和用途的不同，在PCB丝网印刷中使用的油墨的种类主要有抗蚀油墨、耐电镀油墨、堵孔油墨、阻焊油墨（俗称绿油）、标记油墨、导电油墨和可剥性油墨（俗称兰胶）等7种。这些油墨的主要成分与普通印刷油墨有一定的差别，但总的来说PCB使用的油墨大多数都是在普通油墨基础上添加特定的材料制成的，可以说它比普通油墨的污染有过之而无不及。为减少PCB印刷中油墨溶剂等挥发物对环境造成的污染，除了采取措施对废气、废水进行处理和改善印刷环境外，应该考虑尽量选用环保油墨作为PCB印刷的基础油墨，不要使用含VOC高的溶剂型油墨，这是今后PCB丝网印刷的必由之路。目前符合环保要求的油墨主要有水性油墨、UV油墨、水性UV油墨和一些醇溶性油墨，所以PCB印刷应首先考虑选用这些油墨。例如，导电油墨是PCB印刷中最常用的一种油墨，它可在UV油墨、水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体，使油墨具有导电性。导电油墨主要是由导电填料（包括金属粉末、金属氧化物、非金属和其他复合粉末）、连接剂（主要有合成树脂、光敏树脂、低熔点有机玻璃等）、添加剂（主要有分散剂、调节剂、增稠剂、增塑剂、润滑剂、抑制剂等）、溶剂（主要有芳烃、醇、酮、酯、醇醚等）等组成，导电油墨是一种功能性油墨，在印刷中主要有碳浆、银浆等导电油墨。碳浆油墨是一液型热固型油墨，成膜固化后具有保护铜箔和传导电流的作用，具有良好的导电性和较低的阻抗；它不易氧化，性能稳定，耐酸、碱和化学溶剂的侵蚀；具有耐磨性强、抗磨损、抗热冲击性好等特点。在PCB丝网印刷中，严格地说除了UV导电油墨和阻焊油墨外，其他PCB油墨的环保性还有待进一步提高，这除了与油墨制造本身的配方就有着污染的成分外，在使用时需要向油墨添加适量的助剂（如稀释剂）等也有很大的关系，这些溶剂和助剂都对大气环境和人们的身体健康有一定的危害。因此，研制和开发新型环保油墨是当前和未来实现PCB低碳印刷的重要方向，许多专家呼吁，对国产品牌和民族品牌的油墨实行准入制度，鼓励使用无毒或低毒溶剂，加强对海关部门的监督，严禁有强毒性溶剂的油墨进入国门。令人可喜的是，目前国内外已开发出适于PCB丝网印刷的水性油墨和无毒溶剂，相信今后的PCB油墨一定是无毒无味的环保型油墨，并且色样性能将更加完美。

3.2 净化废气污染物

在PCB丝网印刷中会产生可挥发性有害气体和粉尘，如硫酸、硝酸、氨气、二氧化碳、甲醛、甲醇、苯、酚、丙酮、硝基苯、三氯乙烯及铬酸盐粉尘等，这些有害气体和粉尘进入大气就形成了废气污染物。对操作者来说，会引发诸多身体不适，如呼吸道感染、流泪、皮炎等，严重者会感染血液病甚至癌症。所以一般都要求在网印车间要安装排气换气装置，及时将废气排除，然而，这些废气虽然可排到室外，但对大气的污染却依然存在。因此，根本的解决方法是对废气进行净化处理。目前丝网印刷中主要用转化法和分离法进行废气净化。转化法是通过化学反应使废气中的污染物得到净化。分离法是通过物理方法使废气得到净化。具体来说，主要有以下几种方法。（1）冷凝法。它是利用同一物质在不同温度下有不同的饱和蒸气压和不同物质在同一温度下有不同的饱和蒸气压的性质，通过对混合气体进行冷却或加压，使其中某些气体污染物冷凝成液体或固体，使污染物从混合气体中分离出来达到净化目的。冷凝法比较适于浓度比较高的废气的一级处理。可用于回吸废气中高浓度的汞、硫、磷等。（2）吸收法。它是采用液体吸收剂处理气体混合物，除去其中一种或多种组分。这种吸收法也可按化学反应分为化学吸收和物理吸收两类。吸收法是净化气态污染物的最常用的方法，适用于净化多种组分有机物蒸气及二氧化硫等化学物质。通常使用的吸收剂有水、酸性溶液、碱性溶液和有机溶剂。（3）吸附法。它是利用多孔性固体物质可吸附污染物的特性，使废气中的污染物吸附在多孔性固体表面而与气体分离，达到净化空气的目的。吸附法是丝网印刷车间常见的净化方法，主要用于净化废气中的低浓度污染物。

3.3 加强废水处理

PCB制作日益精细，对加工精度要求不断提高，使印制板生产工艺越来越复杂，其生产过程多达几十道工序，从而产生大量的废水，因此，加强废水处理对PCB印刷来说就显得格外重要。废水处理工艺的确定是依据废水水质特性而定的。目前多数废水处理公司都是根据自己的经验和使用的处理药剂及设备特点，将PCB生产废水进行分类后处理，有的分成三类：即络合废水（孔金属化漂洗水）、非络合废水（电镀、蚀刻、磨板）和脱膜、显影去油墨漂洗水。有的分为两类：即非络合废水和络合废水。也有不分类将所有废水混在一起处理的，使用的办法基本上都是物理、化学法。即调pH投药反应、沉淀絮凝分离，或离子交换、活性炭吸附。也有采用常规生物法处理脱膜、显影废水。虽然PCB废水处理的方法很多，但在技术上大同小异，还没有技术上的重要突破，不同的只是表现在工艺流程设计和设备质量及自控技术水平等方面。下面介绍PCB制作中主要废水处理的方法。

3.3.1 一般漂洗水处理

对于一般漂洗水的处理，用化学沉淀法可去除废水中的Cu2+、Ni2+，常用的药剂是NaOH或石灰乳Ca(OH)2，就是采用中和沉淀的方法使重金属在一定的pH值环境下使之生成氢氧化物沉淀。不同的漂洗废水处理时有所差异。对于孔金属化漂洗水，由于这种废水中的Cu2+是以EDTA-Cu的络合态存在，OH-不能与之发生反应生成Cu(OH)2沉淀，而必须用亲合力最强的S2+把EDTA-Cu中的Cu夺过来，使之生成CuS沉淀，因此，孔金属化漂洗废水一般都是单独分离出来处理。对于蚀刻漂洗水，由于废水中[Cu(NH3)4]z2+的稳定性与NH 浓度有关，在NH3·H2O浓度高时络合态占优势，当NH3·H2O浓度降低时Cu2+占优势。当把蚀刻漂洗水和其他漂洗水混在一起时，络合态的Cu2+向游离态转变，因此经常把蚀刻漂洗水作为非络合废水来处理。从理论来说，采用Na2S处理PCB废水中的重金属，对Cu2+、Ni2+的去除率更大，更容易使处理过和废水达标，还可将废水混在一起处理，减少麻烦。因为Cu(OH)和Ni(OH)，的溶度积分别为2.8×10-20和8.7×10-19，CuS和NiS的溶度积分别为8.5×10-45和1.4×10-24。显然采用Na2S做沉淀剂去除效果更好。但因为S2-也是污染物考核的重要指标，对投入过量的S2-必须用Fe2+进行反沉淀，使之从水中去除。用含硫的有机螯合物（DTCR）除铜，可生成较大颗粒沉淀，比较容易分离，DTCR在水中仍以螯合状存在，常规的分析方法不易检出，且DTCR沉淀pH范围较宽，可在中性条件下进行处理，处理后排放水不需再调pH值，可减少一道工序。并且沉淀污泥稳定性好、不分解，污泥填埋后Cu2+不易反析出。但DTCR价格贵，处理成本大，因此普及推广使用还有一定的难度。采用离子交换法处理废水中的重金属，在20世纪80年代初处理电镀废水中的应用较多，主要用于Cr6+和Ni2+的去除和回收。但实践证明离子交换法处理含Cr废水不但可靠性和效果不理想，运行管理还比较麻烦，并且回收的铬酸不符合生产要求，只能作为废液再处理。

3.3.2 油墨废水处理

这是PCB印制中最主要的废水处理。PCB油墨废水是一种较难处理的高浓度有机废水，特别是废水中COD的去除，一般的处理很难使其含量控制在100 mg/L以下。油墨废水虽然只占整个印制线路板废水的5%左右，对产生的COD却占全部废水COD含量的80%以上。油墨废水处理必须从车间分水排水把关，彻底分离处理，尽量避免其它低浓度的废水或含铜废水混入而增加油墨废水的数量，更何况如含铜废水混入油墨废水后会使生物处理因难。因此，必须针对PCB油墨废水的特性，选择更成熟可行的处理工艺。目前国内对PCB油墨废水处理的工艺主要有氧化法、生物处理法、过滤-吸咐法、酸化-凝聚法等,都是针对去除油墨废水中的高浓有机物。

（1）氧化法。是一种强烈氧化反应处理PCB油墨废水的方法。常用的有燃烧法、电解氧化、化学氧化、光氧化。燃烧法是将高浓度有机废水燃烧处理的方法，对处理燃烧值较高的有机废水是一种好方法，但处理费用高，目前还难以普及应用。电解氧化法处理成本高、设备投资大，降解程度有限。光氧化还处于研究阶段。化学氧化法采用的氧化剂如NaClO、H2O2、O3，可将大部分有机物降低到一定浓度，但不彻底，费用也较高。

（2）生物处理法。它是使用活性炭生物活性炭吸附有害物的方法。对于去除PCB废水中的有机物（如COD）效果很好，尤其适于难降解的有机物。但是，但运行成本（活性炭）比较高，因为活性炭的吸附值很小，饱和之后再生麻烦、设备昂贵，一般使用单位不具备再生手段，而PCB废水中的COD一般达120 mg/L ～ 200 mg/L，用活性炭柱（或滤池）吸附，对于水量50 m3/h以上的处理量，标准炭柱饱和周期在半个月左右，如果增大流速使其迅速通过，控制出水COD≤100 mg/L的排方标准，饱和周期可以适当延长，但实践过程很难控制。生物处理法还要求废水pH值要严格控制于中性条件。此外，PCB油墨废水中常含有一定量的重金属离子，对生物具有毒害作用，会大大降低生物的活性。而PCB油墨废水本身的一些固有特性（BOD与COD之比值太低，生化性太差），会严重影响生物法的应用。因此，有的企业把含COD高的废水单独分类采用生物法处理，也有的在处理系统的最后增加曝气。PCB废水中的有机物主要是高分子合成物质，属难降解之类，在处理废水在COD达到标准的临界边缘时，增加后期曝气可能会起到弥补作用。据报道，目前化工行业中的高浓度难降解有机废水处理，已培养出一种特殊菌株，在实践中已获得较好的效果。因此，PCB废水COD的去除，采用生物法的关键是特殊菌的培养和筛选。一旦在菌种培养和筛选上获得突破，生物法处理PCB废水就会取得明显的飞跃效果。

（3）过滤-吸咐法。这种处理方法是先将废水预处理后由泵打入过滤器，废水经过滤器处理后可去除大部分的油墨及悬浮物，过滤出水进入活性炭吸附设备，通过活性炭的吸咐、分解作用，能达到很好的处理效果。但采用过滤-吸附法处理PCB油墨废水，活性炭很易饱和，处理率较低，运行成本较高，另外，由于废水中的油墨粘性较大，容易粘在管路、设备上引发故障。

（4）酸化-凝聚法。这是目前处理PCB油墨废水的最常用处理工艺，它先将废水由泵打入酸析池，酸析池内设有pH自动控制仪表，由pH仪表控制加酸量，将酸析池内pH控制在2～3，油墨废水中的感光膜在酸性的条件下会析出成浓胶状凝聚物，其比重较水经，易于分离，经酸化除渣后的废水进入中和反应池再调pH至碱性（pH值8.5～9.0），同时在此条件下加入PAC及PAM混凝剂，废水经搅拌会发生混凝反应形成大量的矾花凝体，经沉淀分离后，上清液出水较好。该工艺处理PCB油墨废水，COD去除率可达60%～80%，并且油墨废水COD含量越高，其去除率也越高。COD可降至100 mg/L以下（个别水样有异）这是比较常用的预处理方法。

在PCB生产中，除了要重视废水的处理外，还应加强对废水的循环利用。印制板生产用水量远大于传统的金属表面制造业，如何实现水的循环利用，节能减排，已经成为印制板制造业环保问题上的一个突出问题。有的企业利用“超滤+反渗透”的主体工艺，成功解决废水回收利用的预处理工艺，已实现部分废水循环利用，相信经过深入研究完善后会取得更好的效果，这对降低成本，实现PCB低碳印刷都是非常有利的。

3.4 改进设备工艺

总的来说，目前很多企业（尤其是中小型企业）丝网印刷的设备和采用的印刷工艺都还比较落后，这不仅使生产效率低，耗能高，印刷精度和产品质量不高，不适于使用环保油墨，并且废气、废水的排放却很高，污染严重。在应对PCB低碳印刷中，应对设备和印刷工艺进行改进，尽快使印刷设备和工艺能适合使用环保油墨及其他耗材。这除了提高印刷质量和生产效率外，降低能耗和减少对大气环境的污染更为重要。相对而言，其他的柔版印刷、平版印刷、凹版印刷的设备和工艺都要比丝网印刷要强一些，因此，今后也可以考虑研究将PCB丝网印刷的一些内容使用其他方式的印刷。这样不仅可提高生产效率，也可使用环保油墨，适于低碳印刷。如目前使用环保油墨比较好的柔版印刷，因其采用水性墨印刷，被认为是环保性的印刷方式，并且其印刷工艺已非常成熟，印刷质量也日臻完美。从低碳印刷方面来看，印刷业逐步改造落后的印刷设备和工艺是必然的趋势。此外，在丝网印刷制版中要尽量减少使用目前常用的重铬酸类感光材料，由于这类感光材料在制版过程中排出的废液中含有大量的6价铬离子，其毒性大，如果人体接触到含有6价铬离子的溶液就会产生皮炎等疾病，而废液排出后对环境造成污染，严重影响动植物的正常生长。因此，使用无毒性的重氮盐及重氮树脂系乳剂型感光胶以根治铬离子的污染，将是未来制版的主要方向。总之，要加大改进和更新设备工艺，使用环保材料，防止浪费的力度，加强对废水、废气等污染物的处理，使PCB印刷生产尽快走上低碳印刷的道路。

低碳印刷除了对印刷企业相关外，对于印刷制造业来说，它不仅意味着在生产制造过程中做到能源的循环利用，更重要的是注重机器本身的节能和资源循环使用。设计可以资源循环的机器，可以减少印刷企业的在印刷过程中能源的浪费，也就意味着印刷企业印刷利润的提高，这样对于制造企业销售是一个很大的亮点设备耗材。再者能源的循环利用，减少了对能源的消耗，也就减少了碳的排放量，符合了低碳的需求。

3.5 应用高新技术

3.5.1 计算机直接制版

如今，随着计算机等高新技术在印刷领域的广泛应用，使印刷业发生了日新月异的变化。它不但提高了印刷质量，缩短了印刷周期，而且也使印刷生产更加环保。因此，在低碳印刷中，要充分应用高新技术。例如，计算机直接制版（CTP）技术就是目前在印刷领域已普及应用的高新技术之一，甚至在织物丝网印花中也崭露头角，充分显示出其独特的优越性，因此如果能将其应用于线路板印刷，就可在线路板印刷中就可省却了传统制版中菲林制作及人工拼版等工艺，而将经计算机处理得到的数码图文信息直接复制到印版上面，避免了菲林制作带来的图文质量问题和冲洗造成的环保问题，这可算是一种高速优质的制版新技术。由于CTP是通过光能或热能直接将图文呈现在印版上，因此，印版上的图形是直接一次成像的，避免了菲林因素和灰尘等带来的制版缺陷，比印版上的印刷图形更干净、清晰。同时，由于工序减少，缩短了生产周期，同时可避免制版过程中诸如菲林显影、曝光、化学显影药品、环境温度等因素以及操作技术的影响，大大提高了印版质量的稳定性。CTP技术使用更为精确的印版定位技术，降低了制版过程中出现人为因素的差错，所完成的重复定位精度可达微米级，使定位更加精确，因此使用CTP技术可有效提高印刷质量，更能适应印刷精度和质量日益提高的高档PCB印刷。CTP实现了一次排版，多次输出，还可进行网上远程传版和实现按需印刷。对于低碳印刷来说，CTP技术的优越性是免除了菲林显影冲洗等药水的使用，从而避免了废水等有毒有害物质对操作人员身体的危害和废水排放带来的环境污染，实现绿色制版。但是，CTP高新技术需要多方面新技术、新材料、新设备等来支持，要求相关的配套设施都要数字化。并且CTP技术是一项新技术，设备、工艺和操作技术还有待提高。CTP的发展完善，除了要依靠计算机、紫激光(UV)等高新技术外，CTP版材也是影响其发展的重要因素之一，虽然已推广应用热敏型版和光敏型版等多种CTP版材，但都存在一些缺陷，如热敏版在使用中还存在着版材对温度及湿度甚为感敏，容易变质，而且要在版材曝光后才发现问题，所以版材相对稳定性较低，设备的维修及耗电费用都比较高。此外，CTP版材普遍存在价格昂贵的弊病，它始终是CTP技术普及的最大瓶颈。目前国内使用的CTP版材多数还需要进口，并且能够供应高品质CTP版材的厂商也较少，供货渠道狭窄。但近两年来，随着CTP及相关技术的发展，CTP版材的质量和产量都有很大的提高，可以相信，随着CTP版材的继续完善，CTP技术终将占领整个制版领域。

3.5.2 数码印刷

在数码印刷中，喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的印刷方式，由系统控制器、喷墨控制器、喷头、承印物驱动机构等组成，在喷墨控制器的控制下，油墨经喷嘴喷印在承印物上。喷墨印刷是一种适于低碳印刷的先进印刷技术，它不仅可以简化PCB的制作过程，而且降低了PCB的制作成本。此外，通过该技术还能够在PCB上嵌入一些元件，增强其功能性。喷墨印刷最突出的优势之一是其灵活性，这对提高PCB的生产效率，尤其对于日益增多的小批量生产有更大的意义。喷墨印刷是继丝网印刷之后的又一万能的印刷新技术，它是随着计算机控制技术的不断发展而迅速发展起来的。在电路板印刷制作中，以往多用丝网印刷的方法来完成多个工序的印刷，随着喷墨印刷技术的进步并在印刷领域得到广泛应用，不仅广泛应用于纸张成像，而且应用于其他各种工业生产中，如塑胶电子、显示器、3D图像、医学设备、包装、快速成型等。如今这个技术也被引用到PCB制印方面上来，替代原始的丝网印刷，使PCB制印更趋于环保。目前在PCB制印中应用的数码印刷主要是喷墨印刷，其应用内容包括以下几个方面。

（1）蚀刻蒙版印刷。应用喷墨印刷进行蚀刻蒙版印刷，可以取代减成法照相平版印刷的多级处理过程，而且不会成为最终的PCB的一部分，所以不需要限定油墨作为最终的印刷电路产品的一部分。对于多层电路板，其优势更为明显，它能够在现有电路板上精确套准。蚀刻蒙版印刷加速了PCB制作过程，而且能够实现小批量产品甚至是一块电路板的经济型生产；打印设备取代了许多现存的工艺过程，包括蒙版准备、压合、曝光、显影、水洗等，而且能够提供更小的脚垫。此外，数码印刷使柔性承印物如铜/PET层压板等的卷对卷印刷成为可能。结合打印机中的在线检查，如发现故障，就可以使用喷墨印刷改写印好的图像，防止浪费。

（2）抗蚀刻/抗电镀油墨印刷。数字喷墨打印机直接把抗蚀剂（抗蚀刻油墨）喷印到内层（或外层）在制板上，便可得到酸性或碱性的抗蚀刻图形，经过UV光固化后，便可进行蚀刻和去膜，从而得到内层等要求的线路图形。它既减少了照相底片的制作过程，又避免了曝光和显影的过程，其带来的好处是节省了场地与空间，明显地降低了材料消耗（特别是底片和设备等），缩短了产品生产周期，减少了环境污染，降低了成本。

（3）直接线路图印刷。就是利用喷墨打印机直接采用导电油墨而喷印在基板（无铜箔）上面形成的导电线路和图形。全印制电子技术是指整个印制电路板的形成过程全部是用喷墨打印技术来完成的。在PCB上进行直接线路图喷墨印刷已经推出和应用多年，取得了不同程度的效果。与蚀刻蒙版不同，传统的图文丝网印刷，是另一种形式的直接写入，但需要准备蒙版，这不仅延长了生产时间，而且会导致定位不准等问题。现在，图文影像的喷墨印刷已得到良好的发展，而且正逐渐被行业所接受。今后，随着技术的进步，

喷墨印刷在直接形成线路图喷墨印刷中还将开发多层印制电路板、系统封装（SIP）等的喷墨印刷机；产业化（规模化生产）用的先进喷墨打印机，特别是超级喷墨打印设备；开发产业化用的先进喷印油墨，特别是各种各样的金属纳米级油墨，如银、铜和金等纳米级油墨。总之，未来的喷墨技术完全可以代替光刻技术生产电子产品。将其用于制造直线线条间隙小于50 μm、膜厚小于1 μm的薄膜印刷工艺，具有独特的优势。

（4）阻焊墨印刷。就是采用数字喷墨打印机直接把阻焊剂（阻焊性油墨）或字符油墨直接喷印到PCB在制板上，分别经过UV光固化后，便得到最终需要的阻焊剂图形和字符图形。用数字喷墨打印技术与工艺来获得阻焊和字符图形，可明显提高了PCB产品的阻焊和字符图形的位置精确度，能很好地改善PCB板质量和提高产品合格率。阻焊喷镀通常被认为是喷墨印刷最简单的应用，因为PCB的覆盖率非常高。然而，PCB的形体尺寸，特别是连接器衬垫间的线间的形体尺寸很小，而且其覆盖是不连续的；此外，阻焊是电路板的关键组成部分，必须持续到电路板印刷甚至应用报废为止。因此，有必要进行大量深入的测试，以从主要使用帘式涂布的蚀刻蒙版向喷墨印刷的蚀刻蒙版转变。

（5）无源元件印刷。主要是指电阻、电容和电感等。目前，埋嵌无源元件的传统方法，多是采用含电阻型/电容型的覆铜箔板（CCL）或丝网印刷相关的油墨等方法来实现，不仅工艺过程多而复杂，周期长，设备占用空间大，而且产品性能偏差大，很难生产高档次产品。更重要的是加工时耗能大，污染严重，有悖于低碳印刷。而采用喷墨印刷工艺技术来实现埋嵌无源元件的方法，将极大地改善这些不利的状况。喷墨印刷埋嵌无源元件，是指喷墨打印机直接把用作无源元件的导电油墨等相关油墨喷印到PCB内部设定的位置上，经过UV光处理或烘干/烧结处理，从而形成埋嵌无源元件的PCB产品。喷墨印刷之所以能进行无源无件印刷，其电特性是由形体区域以及印刷材料的电导性决定的。随着碳墨的应用更加广泛，它使调极的电阻器成为可能，而且因为也能使用金属导体，所以可以使用喷墨印刷制作多层设备，如电容器等。用作电阻的电阻导电胶（油墨）利用喷墨打印设备喷印到PCB的内层片（已蚀刻过）已设定的位置上，其底部的两端有蚀刻的导线（开路）连接着，经过烘烤、检测，然后压入PCB板内即可。同样，用作电容的电容导电胶（油墨）利用喷墨打印机喷印到预置位置的铜箔上，烘干和/或烧结，再喷印上一层含银等导电油墨，再烘干和/或烧结，然后层压（倒置过来）、蚀刻，既形成电容，又形成内层线路。电感器在电子产品中的使用数量远少于电阻和电容，利用喷墨打印机把导电性油墨（形成中心电极）、电感材料油墨形成高电感性介质层，再在高电感性介质层上喷印导电油墨形成线圈即可。

总而言之，在PCB印刷中推行低碳印刷，发展循环经济是解决环境与发展矛盾的根本措施，是在发展中解决环境问题的治本之策印刷工具。要按照“减量化、再利用、资源化”的原则，以提高资源利用效率、保护环境为核心，积极进行产业循环经济试点工作印刷技术。对中小印刷企业面临的环保问题，要采取有针对性地措施妥善解决物资行情。在这方面，一些外商投资的大型印刷企业已经走在行业前列，多数实现了有机废气回收和工业废水“零排放”印刷技术。要鼓励设立，或将现有企业转型升级为广泛应用数字技术的印刷企业设备耗材。要在印刷企业推进节能、节水、节地、节材和资源综合利用、循环利用，努力实现清洁生产，低碳印刷。