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Soluboard能否改善PCB板的回收处理?

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blust5|  楼主 | 2023-8-4 16:00 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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前景提要:7月30日消息,英飞凌官方今日宣布推出创新产品Soluboard,这是一种基于天然纤维和卤素的全新印刷电路板(PCB)基材,由英国初创公司Jiva Materials研发。这一环保型基材具备可回收和可生物降解的特性,将为电子产业带来更可持续的发展。


随着电子产品的普及,PCB电路板已经成为了电子产品中不可或缺的一部分。然而,由于各种原因,PCB线路板也会出现报废的情况。

那么对于这些报废的电路板,能够如何进行回收处理呢?
说到PCB的回收处理,首先要了解PCB都有哪些成分。
PCB电路板主要由基板、导电层、印刷层、覆铜层、焊盘、焊孔等组成。其中的金属成分可以回收利用,而一些有害物质如汞、铅等需要进行专门的处理。

处理废弃电路板一般有物理法、化学法、生物法以及超临界技术处理法等。
物理法指先将废旧电路板破碎成粉末,之后根据金属与非金属重量、导电性的不同进行分选,处理效率高,分选过程对环境无污染。物理方法是利用机械的手段和PCB物理性能的不同而实现回收的方法。


化学法是利用废旧电路板中各种化学成分稳定性的不同,进行金属提取的工艺。包括热处理湿法冶金两大类。
热处理法主要是通过高温的手段使有机物和金属分离的方法。它主要包括焚化法、真空裂解法、微波法等。
焚化法是通过高温焚烧处理有机成分,再将剩下的金属物质回收,但会产生大量有机废气和有毒物质,污染环境。
裂解在工业上也叫干馏,是将电子废弃物置于容器中在隔绝空气的条件下加热,控制温度和压力,使其中的有机物质被分解转化成油气,经冷凝收集后可回收。与电子废料的焚烧处理不同,真空热解过程是在无氧的条件下进行的,因此废气产生量少,对环境污染小。
微波回收法是先将电子废弃物破碎,然后用微波加热,使有机物受热分解。加热到1400 ℃左右使玻璃纤维和金属熔化形成玻璃化物质,这种物质冷却后金、银和其他金属就以小珠的形式分离出来,回收利用剩余的玻璃物质可回收用作建筑材料。该方法与传统加热方法有显着差异,具有高效、快速、资源回收利用率高、能耗低等显着优点。
湿法冶金技术主要是利用金属能够溶解在硝酸、硫酸和王水等酸液中的特点,将金属从电子废物中脱除并从液相中予以回收。它是目前应用较广泛的处理电子废弃物的方法。湿法冶金与火法冶金相比具有废气排放少,提取金属后残留物易于处理,经济效益显着,工艺流程简单等优点。


生物技术是利用微生物在矿物表面的吸附作用及微生物的氧化作用来解决金属的回收问题。微生物吸附可以分为利用微生物的代谢产物来固定金属离子和利用微生物直接固定金属离子两种类型。前者是利用细菌产生的硫化氢固定,当菌体表面吸附了离子达到饱和状态时,能形成絮凝体沉降下来;后者是利用三价铁离子的氧化性使金等贵金属合金中的其他金属氧化成可溶物而进入溶液,使贵金属裸露出来便于回收。生物技术提取金等贵金属具有工艺简单、费用低、操作方便的优点,但是浸取时间较长,浸取率较低,目前未真正投入使用。


超临界流体萃取技术是指在不改变化学组成的条件下,利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行萃取分离的提纯方法。与传统萃取方法相比较,超临界CO2萃取过程具有与环境友好、分离方便、低毒、少甚至无残留、可在常温下操作等优点。
但是超临界处理技术也有很大的缺陷如:萃取的选择性高需加入夹带剂,对环境产生危害;萃取压力比较高对设备要求高;萃取过程中要用到高温因此能耗大等。


目前常用的处理方法还是物理法和湿法冶金,其他方式应用较少。


回到文章开头的话题,英飞凌推出的Soluboard是什么?能否改善PCB回收过程中的各种问题呢?
Soluboard是一种基于天然纤维和卤素的全新印刷电路板(PCB)基材,这一环保型基材具备可回收和可生物降解的特性。

这种材料有哪些特性呢?
据官方披露,Soluboard在温水中可以实现聚合物溶解和复合材料层分层的过程,从而留下可堆肥的有机材料,而"剩余溶液"可以安全处理,类似于处理废水。同时,Soluboard上附着的90%组件可以进行回收,进一步提高了资源的可利用性。

溶解前的Soluboard电路板

溶解后的Soluboard电路板

根据这个描述,Soluboard确实可以大大减少回收过程中对塑料的使用,同时也提高了回收效率。

或许有人说了,Soluboard泡在热水里就会溶解,那会不会在使用过程中由于受热或者热的液体溅到上面而导致板子溶解损坏呢?
据Jonathan Swanston博士介绍,Soluboard 印刷电路板需要浸入 90°C 的水中(接近沸点)30 分钟,才能使产品分解。他强调称,“我们的产品经过设计和认证,能够在恶劣的环境和使用案例中生存,但实际上将设备放入烹饪水中相当长一段时间并不属于这些使用案例的一部分。”因此Soluboard不会发生被任何液体溅到就会“溶解”的情况,而是需要大量的热水和持续较长时间才能降解。

那么Soluboard能否完全取代目前的FR-4基板材料呢?目前来看还无法完成。
虽然Soluboard号称可以减少60%的碳排放,并且可以被热水分解,非常有利于PCB上相关元器件及金属的回收利用,但是Soluboard的成本要远高于传统的PCB,大约高出了50%到75%,至少在初期是这样的。不过据推测,如果制造规模达到目前常规PCB产量的话,成本也可以控制到差不多水平。
但是,另一个潜在的限制是,Soluboard 目前只能用于制造一侧或两侧具有单层走线的印刷电路板,这对于大多数电子产品来说,是无法接受的。

目前来看,Soluboard在回收利用方面很有优势,但是实际应用上还有很多路要走,包括批量生产工艺、多层PCB应用等方向。短期来说只能取代很少一部分PCB应用,无法做到完全替代。

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沙发
tpgf| | 2024-2-1 13:42 | 只看该作者
Soluboard在温水中可以实现聚合物溶解和复合材料层分层的过程,从而留下可堆肥的有机材料,而"剩余溶液"可以安全处理,类似于处理废水

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板凳
zljiu| | 2024-2-1 14:34 | 只看该作者
英飞凌已经利用Soluboard技术生产了三种不同的演示板

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地板
tfqi| | 2024-2-1 18:38 | 只看该作者
相对于现有的手段 这个方式应该是更加绿色环保的

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gwsan| | 2024-2-1 19:09 | 只看该作者
这种处理方式的原材料是对外公开的吗

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aoyi| | 2024-2-1 19:43 | 只看该作者
采用水基回收工艺可以有效提高贵重金属的回收率

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nawu| | 2024-2-1 20:17 | 只看该作者
Soluboard上附着的90%组件可以进行回收,进一步提高了资源的可利用性。

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SophiaOP| | 2024-2-21 16:20 | 只看该作者
环保确实不错,就是各方面性能能跟现在的板子差不多吗

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OliviaSH| | 2024-2-25 21:40 | 只看该作者
如果成本上升太高了厂家也接受不了

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CarterERO| | 2024-2-28 22:52 | 只看该作者
确实,成本非常影响技术进步

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