讓我們從永續發展的角度來比較化學銅和直接金屬化的製程技術
那麼,若將化學鍍銅和直接金屬化於永續方面互相並列比較時,各處於什麼位
置呢?接下來我們將從這個角度根據它們分別的優點來分解這兩個製程並提供一些例
子,說明它們過去幾年中在業界中曾遇到的問題,並粗估計在印刷電板製造中主要金
屬化過程的溫室氣體排放量的碳足跡。
與傳統的化學鍍銅主要金屬化製程相比,直接金屬化是一種更具永續性的主要金
屬化製程,因為它使用的水、電和有害化學品種類要少得多。
用水量
根據設備和製程選擇的不同,在比較操作主要金屬化的各種方式時,特別在用
水量會有所不同。水平製程比垂直式製程使用更少的水,因為讓電路板在製程設備中
的移動方式更有效率,直接金屬化過程幾乎完全是使用水平式的設備。在垂直加工方
式中,大型水洗槽需要更多與掛架和水,並且在每個水洗步驟中需要用一定的水洗速
率交換與板面接觸的水,以確保水洗過程在每個化學處理步驟之間充分清潔板面及孔
內。由於傳統化學銅製程中的化學步驟數量(超過七個)以及化學品的性質(貴重金
屬、螯合劑、催化劑),一條全製程通常至少有七個連槽式的水洗槽;相較之下,即
使在用於大批量產的大型double-pass的直接金屬生產線中,也只有五個化學浴槽和三
個連槽式的水洗槽。比較兩條每月約20,000平方米的高產量生產線,double-pass的
直接金屬生產線每天使用約25,000公升用水,而垂直化學鍍銅線每天則要大量用水約
84,000公升以上。
在2021年8月時,當水資源短缺
成為全球許多地區(包括電子供應鏈非
常重要的臺灣)出現的問題之一時,這
些製造的用水量比往年受到更嚴格的控
管。在臺灣,當時電路板製造業正在研
究以水車運水方式以確保封裝基板和高
階HDI電路板生產的可能性。當時工業
自來水的價格差價為每噸0.43美元,而
運水車的價格差異為每噸14.44美元。
圖4驗證了如果情況發展到上述以水車運水的情況下,兩條量產線每天的耗水量。
就估算用水的二氧化碳當量而言,由於我們選擇使用的投入,我們發現它們並沒
有產生令人難以置信的影響,因為工業化國家的生產需要的水僅需相對較低的能源投
入。但是當缺水時,若採用運水車來維持現場操作順利生產時,則將大大提高運水車
二氧化碳排放的當量值。
用電量
無論是水平還是垂直設備配置,直接金屬化的功耗始終比化學銅低一大倍。這是
因為化學鍍銅製程中的鍍液比直接金屬化製程中的鍍液數量更多,溫度更高。
電路板季刊 2023.10 專業技術 49