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(dāng)?shù)貢r間7月28日報道，芯片大廠英飛凌科技宣布攜手Jiva Materials推出基于天然纖維和無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(xù)設(shè)計的測試做出重要貢獻(xiàn)。

可溶解于90℃熱水，碳排放量減少60%

據(jù)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 開發(fā)，其材料由天然纖維制成，其碳足跡比傳統(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧層壓板低得多。其有機(jī)結(jié)構(gòu)被封裝在無毒聚合物中，浸入熱水中時會溶解，只留下可堆肥的有機(jī)材料。這不僅消除了 PCB 浪費(fèi)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(zhí)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(dǎo)致碳排放量減少 60%，更具體地說，每平方米 PCB 可以節(jié)省 10.5 公斤碳和 620 克塑料。”

Jonathan Swanston博士稱，電子廢棄物是世界上增長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。

目前電子垃圾的處理方式是破碎，然后焚燒或填埋，這會導(dǎo)致污染。Jonathan Swanston博士的想法是重新設(shè)計傳統(tǒng)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(xí)產(chǎn)品設(shè)計時開發(fā)便開發(fā)出了可降解的PC材料，兩人在 2019年至2020年間籌集了 85 萬英鎊（約合 100 萬美元）的種子資金創(chuàng)辦了Jiva Materials公司。

據(jù)介紹，在 Soluboard 中，傳統(tǒng) PCB 的所采用的玻璃纖維和環(huán)氧樹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發(fā)生“溶解”，而是需要大量的熱水和持續(xù)較長時間才能降解。

據(jù)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(qiáng)調(diào)稱，“我們的產(chǎn)品經(jīng)過設(shè)計和認(rèn)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(shè)備放入烹飪水中相當(dāng)長一段時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博士說道。

英飛凌考慮未來全面全面采用Soluboard

英飛凌綠色工業(yè)電源部門分立器件產(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(fèi)和工業(yè)應(yīng)用的電子產(chǎn)品設(shè)計，這是邁向綠色未來的里程碑。” “我們還在積極研究分立功率器件在使用壽命結(jié)束時的可重復(fù)使用性，這將是推動電子行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)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減少演示和評估板的碳足跡，同時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(xù)性。

目前，英飛凌已利用 Soluboard 生產(chǎn)了三種不同的演示板，并計劃在未來幾年擴(kuò)大其產(chǎn)品范圍。并已經(jīng)在超過 500 臺設(shè)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門用于冰箱應(yīng)用的組件的電路板。根據(jù)正在進(jìn)行的壓力測試的結(jié)果，英飛凌計劃為從 Soluboard 上拆除的功率半導(dǎo)體的再利用和回收提供指導(dǎo)，這可以顯著延長電子元件的使用壽命。

另據(jù)Theregister報道，英飛凌綠色工業(yè)電力部門總裁 Peter Wawer表示，少量選定的Soluboard主板已經(jīng)與選定的客戶共享，這些產(chǎn)品將從 2023 年第四季度開始通過英飛凌的既定渠道提供。

Soluboard前景如何？

雖然Soluboard號稱可以減少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(yuǎn)高于傳統(tǒng)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(fù)使用性，因?yàn)樗鼈冊谠O(shè)計時并未考慮到這種回收方法。

“傳統(tǒng) PCB 材料的制造規(guī)模非常大；每年生產(chǎn)超過2.5億平方米。如果 Soluboard 按這種規(guī)模生產(chǎn)，其價格將是相同的?！?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博士說道。

并且，可以預(yù)見的是，Soluboard制造的低污染性、潛在的“碳權(quán)交易”及易于回收利用所帶來的價值，也將在一定程度上彌補(bǔ)成本上的差異。

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

IDC 歐洲高級研究總監(jiān) 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)開發(fā)都是值得歡迎的，但目前無法支持多層可能會限制其吸引力。

“對于大多數(shù) PC 或服務(wù)器系統(tǒng)來說，現(xiàn)在的主板都是多層的，因此Soluboard目前不適合這些產(chǎn)品，所以它的市場可能集中在消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域更基本的 PCB 要求。關(guān)鍵在于可以擴(kuò)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，但這是一個重要的市場。”他同時補(bǔ)充說，Jiva Materials 擁有制造適用于多層板的層壓板的技術(shù)路線圖，并預(yù)計能夠未來幾年供應(yīng)該市場。

但 Omdia 首席分析師 Manoj Sukumaran 對此不屑一顧，并表示他不相信此類技術(shù)會很快對該行業(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(jī)械穩(wěn)定性（不應(yīng)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。

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

不過，Manoj Sukumaran謹(jǐn)慎的表示，他相信 Soluboard 未來可能會用于大多數(shù)電路板設(shè)計中。“它可用于目前單面和雙面商品板以及未來多層PCB中的大多數(shù)剛性PCB。它不適合柔性電路板。”他說。

編輯：芯智訊-浪客劍