Есть ли в вашем будущем перерабатываемая печатная плата?

Спенсер Чин | 18 августа 2023 г.

Эпоксидное стекло FR4 является традиционным материалом, используемым в печатных платах, но невозможность эффективной переработки FR4 создала огромные проблемы в области устойчивого развития в электронной промышленности и среди агентств, регулирующих воздействие на окружающую среду. Немецкая компания по производству электроники Infineon Technologies AG пытается решить эту проблему с помощью подлежащей вторичной переработке и биоразлагаемой подложки для печатных плат (PCB) под названием Soluboard. Подложка, состоящая из натуральных волокон и безгалогенного полимера, была разработана Jiva Materials, британской стартап-компанией, занимающейся разработкой материалов для печатных плат, пригодных для вторичной переработки.

«Печатные платы, подлежащие вторичной переработке, вероятно, еще через несколько лет станут производственной реальностью», — сказал Андреас Копп, руководитель отдела управления продуктами в подразделении Green Industrial Power компании Infineon, во время недавней телефонной конференции с Design News. Это высокий показатель для печатной платы, которая потенциально подлежит вторичной переработке, учитывая растущую обеспокоенность по поводу выбросов парниковых газов и заявленные директивы многих компаний по производству электроники о существенном сокращении этих выбросов в их собственных продуктах и ​​производственных процессах. директивы, такие как Директива ЕС об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE).

Связанный: 5 советов по улучшению проектирования высокоскоростных схем

«Мы уже давно занимаемся вопросами энергоэффективности и экологической безопасности», — сказал Копп. «Мы определили Jiva Materials как возможную компанию, которая могла бы помочь найти решение, и связались с ними».

Материал печатной платы Soluboard на растительной основе состоит из натуральных волокон, которые имеют гораздо меньший углеродный след, чем традиционные волокна на основе стекла. Органическая структура заключена в нетоксичный полимер, который растворяется при погружении в горячую воду, оставляя только компостируемый органический материал.

Связанный: Расширение возможностей для жестко-гибких печатных плат

Сравните это с доминирующим ламинатом печатных плат FR4. На сегодняшний день процессы, используемые для восстановления материалов из сборок на основе FR4, оказались в основном бесполезными, и только медь, которая присутствует в небольшом количестве, потенциально поддается восстановлению. Например, методы термической регенерации сжигают FR4 и производят вредные побочные продукты, такие как свинец и диоксин. Процессы химического восстановления, при которых плита погружается в кислотную ванну, разрушают FR4, образуя при этом сточные воды, которые затем необходимо утилизировать надлежащим образом.

Хопп из Infineon заявил в интервью, что компания сейчас изучает возможность использования перерабатываемой платы Soluboard в нескольких демонстрационных и оценочных платах, используемых в устройствах силовой электроники. Учитывая дополнительные требования, предъявляемые силовыми полупроводниками к печатным платам, эти оценочные платы позволят Infineon определить, как перерабатываемый материал ведет себя с точки зрения таких факторов, как влагостойкость, термоциклирование, диэлектрическая прочность и механические свойства — во всех областях, где FR4 уже давно используется. имел преимущество.

Хопп добавил, что Infineon и Jiva также изучают потенциальные процессы переработки электронных сборок, в которых используются материалы Soluboard. Это не только позволит восстановить материал самой печатной платы, но и потенциально позволит восстановить некоторые компоненты, такие как устройства дискретного питания, с самой платы. На данный момент компания Infineon выпустила три различные демонстрационные платы с использованием технологии Soluboard и изучает их потенциальное использование в продуктах «белого ящика». Основываясь на результатах текущих стресс-тестов, Infineon планирует предоставить рекомендации по повторному использованию и переработке силовых полупроводников, удаленных из плат Soluboard, что может значительно продлить срок службы электронных компонентов.

Джонатан Суонстон, генеральный директор и соучредитель Jiva Materials, заявил в своем заявлении: «Внедрение процесса переработки на водной основе может привести к более высокому выходу при восстановлении ценных металлов. «Кроме того, замена материалов печатных плат FR-4 на Soluboard приведет к сокращению выбросов углекислого газа на 60 процентов, а точнее, на квадратный метр печатной платы можно сэкономить 10,5 кг углерода и 620 г пластика».