英飛凌推可回收、可降解PCB：能溶解于90℃熱水，碳排放減少60%！

當地時(shí)間7月28日報道，芯片大廠(chǎng)英飛凌科技宣布攜手Jiva Materials推出基于天然纖維和無(wú)鹵聚合物的可回收和可生物降解印刷電路板（PCB）基板的演示和評估板Soluboard，將有助于減少電子行業(yè)的碳足跡，為電子行業(yè)可持續設計的測試做出重要貢獻。

可溶解于90℃熱水，碳排放量減少60%

據介紹，Soluboard所采用的PCB基材由總部位于英國漢普郡滑鐵盧維爾的初創(chuàng )公司Jiva Materials 開(kāi)發(fā)，其材料由天然纖維制成，其碳足跡比傳統的玻璃纖維增強的環(huán)氧層壓板低得多。其有機結構被封裝在無(wú)毒聚合物中，浸入熱水中時(shí)會(huì )溶解，只留下可堆肥的有機材料。這不僅消除了 PCB 浪費和污染，而且還允許焊接到PCB板上的電子元件可以更好的得到回收和再利用。

Jiva Materials 首席執行官兼聯(lián)合創(chuàng )始人 Jonathan Swanston博士表示：“采用水基回收工藝可以提高貴重金屬的回收率。” “此外，用 Soluboard 替代 FR-4 PCB 材料將導致碳排放量減少 60%，更具體地說(shuō)，每平方米 PCB 可以節省 10.5 公斤碳和 620 克塑料。”

Jonathan Swanston博士稱(chēng)，電子廢棄物是世界上增長(cháng)速度最快的廢棄物之一，電子產(chǎn)品通常使用關(guān)鍵礦物和昂貴的組件，但是這些組件的使用壽命比電路板的壽命更長(cháng)。

目前電子垃圾的處理方式是破碎，然后焚燒或填埋，這會(huì )導致污染。Jonathan Swanston博士的想法是重新設計傳統的層壓板，以便更容易回收。

Jonathan Swanston博士和Jiva Materials公司的首席產(chǎn)品官 Jack Herring 在倫敦 RCA 學(xué)習產(chǎn)品設計時(shí)開(kāi)發(fā)便開(kāi)發(fā)出了可降解的PC材料，兩人在 2019年至2020年間籌集了 85 萬(wàn)英鎊（約合 100 萬(wàn)美元）的種子資金創(chuàng )辦了Jiva Materials公司。

據介紹，在 Soluboard 中，傳統 PCB 的所采用的玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂被天然纖維和可溶于熱水的聚合物所取代。但是，這并不代表Soluboard被任何液體濺到就會(huì )發(fā)生“溶解”，而是需要大量的熱水和持續較長(cháng)時(shí)間才能降解。

據Jonathan Swanston博士介紹，Soluboard 印刷電路板需要浸入 90°C 的水中（接近沸點(diǎn)）30 分鐘，才能使產(chǎn)品分解。他強調稱(chēng)，“我們的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)設計和認證，能夠在惡劣的環(huán)境和使用案例中生存，但實(shí)際上將設備放入烹飪水中相當長(cháng)一段時(shí)間并不屬于這些使用案例的一部分。”

“Soluboard在熱水中分解后，就可以非常容易的回收——金屬、元器件、天然纖維和聚合物溶液。聚合物溶液可以通過(guò)家庭廢水處理進(jìn)行處理，纖維可以堆肥或再利用，金屬和元器件可以回收或再利用。”Jonathan Swanston博士說(shuō)道。

英飛凌考慮未來(lái)全面全面采用Soluboard

英飛凌綠色工業(yè)電源部門(mén)分立器件產(chǎn)品管理主管 Andreas Kopp 表示：“可回收、可生物降解的 PCB 材料首次用于消費和工業(yè)應用的電子產(chǎn)品設計，這是邁向綠色未來(lái)的里程碑?！?“我們還在積極研究分立功率器件在使用壽命結束時(shí)的可重復使用性，這將是推動(dòng)電子行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的又一重要步驟?！?/p>

英飛凌表示，其正在使用可生物降解材料來(lái)減少演示和評估板的碳足跡，同時(shí)也在探索在所有電路板中使用該材料的可能性，以使電子行業(yè)更具可持續性。

目前，英飛凌已利用 Soluboard 生產(chǎn)了三種不同的演示板，并計劃在未來(lái)幾年擴大其產(chǎn)品范圍。并已經(jīng)在超過(guò) 500 臺設備已投入使用，展示該公司的功率分立器件產(chǎn)品組合，其中包括一款配備專(zhuān)門(mén)用于冰箱應用的組件的電路板。根據正在進(jìn)行的壓力測試的結果，英飛凌計劃為從 Soluboard 上拆除的功率半導體的再利用和回收提供指導，這可以顯著(zhù)延長(cháng)電子元件的使用壽命。

另?yè)heregister報道，英飛凌綠色工業(yè)電力部門(mén)總裁 Peter Wawer表示，少量選定的Soluboard主板已經(jīng)與選定的客戶(hù)共享，這些產(chǎn)品將從 2023 年第四季度開(kāi)始通過(guò)英飛凌的既定渠道提供。

Soluboard前景如何？

雖然Soluboard號稱(chēng)可以減少60%的碳排放，并且可以被熱水分解，非常有利于PCB上相關(guān)元器件及金屬的回收利用，但是Soluboard的成本要遠高于傳統的PCB，大約高出了50%到75%，至少在初期是這樣的。

英飛凌正在積極研究其分立功率器件的可重復使用性，因為它們在設計時(shí)并未考慮到這種回收方法。

“傳統 PCB 材料的制造規模非常大；每年生產(chǎn)超過(guò)2.5億平方米。如果 Soluboard 按這種規模生產(chǎn)，其價(jià)格將是相同的?！?span style="box-sizing: border-box !important; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; letter-spacing: 0.578px; overflow-wrap: break-word !important;">Jonathan Swanston博士說(shuō)道。

并且，可以預見(jiàn)的是，Soluboard制造的低污染性、潛在的“碳權交易”及易于回收利用所帶來(lái)的價(jià)值，也將在一定程度上彌補成本上的差異。

但是，另一個(gè)潛在的限制是，Soluboard 目前只能用于制造一側或兩側具有單層走線(xiàn)的印刷電路板，而復雜的產(chǎn)品可能具有多層走線(xiàn)，且走線(xiàn)之間還有絕緣層。

IDC 歐洲高級研究總監 Andrew Buss 表示，任何使回收或使用回收材料變得更容易的技術(shù)開(kāi)發(fā)都是值得歡迎的，但目前無(wú)法支持多層可能會(huì )限制其吸引力。

“對于大多數 PC 或服務(wù)器系統來(lái)說(shuō)，現在的主板都是多層的，因此Soluboard目前不適合這些產(chǎn)品，所以它的市場(chǎng)可能集中在消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域更基本的 PCB 要求。關(guān)鍵在于可以擴展到多少層以及多密集?！?span style="box-sizing: border-box !important; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; letter-spacing: 0.578px; overflow-wrap: break-word !important;">Andrew Buss說(shuō)道。

對此，Jonathan Swanston博士表示：“雖然Soluboard 目前僅適用于單面和雙面印刷電路板，但這是一個(gè)重要的市場(chǎng)。”他同時(shí)補充說(shuō)，Jiva Materials 擁有制造適用于多層板的層壓板的技術(shù)路線(xiàn)圖，并預計能夠未來(lái)幾年供應該市場(chǎng)。

但 Omdia 首席分析師 Manoj Sukumaran 對此不屑一顧，并表示他不相信此類(lèi)技術(shù)會(huì )很快對該行業(yè)產(chǎn)生任何重大影響。

“其他重要的 PCB 特性包括散熱能力、耐高溫性和機械穩定性（不應輕易破裂）。水溶性材料能夠在多大程度上提供這些功能是值得懷疑的，”他說(shuō)。

Manoj Sukumaran稱(chēng)，他還對回收此類(lèi)電路中的組件能否產(chǎn)生任何重大價(jià)值表示懷疑?！笆占突厥者^(guò)程本身的成本可能是組件成本的數倍，”他說(shuō)。

不過(guò)，Manoj Sukumaran謹慎的表示，他相信 Soluboard 未來(lái)可能會(huì )用于大多數電路板設計中。“它可用于目前單面和雙面商品板以及未來(lái)多層PCB中的大多數剛性PCB。它不適合柔性電路板?！彼f(shuō)。

編輯：芯智訊-浪客劍