Existe uma placa de PC reciclável em seu futuro?

Spencer Queixo | 18 de agosto de 2023

O vidro epóxi FR4 é o material tradicional usado em placas de circuito impresso, mas a incapacidade de reciclar efetivamente o FR4 criou enormes preocupações de sustentabilidade na indústria eletrônica e entre as agências que regulam o impacto ambiental. A empresa alemã de eletrônicos Infineon Technologies AG está tentando resolver esse problema por meio de um substrato de placa de circuito impresso (PCB) reciclável e biodegradável chamado Soluboard. O substrato, que incorpora fibras naturais e um polímero livre de halogênio, foi desenvolvido pela Jiva Materials, uma empresa iniciante com sede no Reino Unido que está desenvolvendo materiais recicláveis ​​para placas de PC.

“Provavelmente ainda faltam alguns anos para que as placas de PC recicláveis ​​se tornem uma realidade de produção”, disse Andreas Kopp, chefe de gerenciamento de produtos discretos da divisão de energia industrial verde da Infineon, durante uma recente teleconferência com a Design News. é alto para uma placa de circuito impresso que é potencialmente reciclável, dadas as crescentes preocupações sobre as emissões de gases de efeito estufa e as diretrizes declaradas de muitas empresas de eletrônicos para reduzir substancialmente essas emissões em seus próprios produtos e processos de fabricação. Além disso, as empresas estão tentando cumprir diretivas como a Diretiva da UE sobre Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos (REEE).

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“Há muito tempo estamos envolvidos na eficiência energética e na segurança ambiental”, disse Kopp. “Identificamos a Jiva Materials como uma possível empresa que poderia ajudar a fornecer uma solução e entramos em contato com eles.”

O material PCB à base de plantas da Soluboard compreende fibras naturais, que têm uma pegada de carbono muito menor do que as fibras tradicionais à base de vidro. A estrutura orgânica é envolvida por um polímero atóxico que se dissolve quando imerso em água quente, deixando apenas material orgânico compostável.

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Compare isso com o laminado de placa de PC dominante, FR4. Até o momento, os processos usados ​​para recuperar materiais de montagens baseadas em FR4 têm se mostrado em sua maioria fúteis, sendo apenas o cobre, que está presente em pequena quantidade, potencialmente recuperável. Os métodos de recuperação térmica, por exemplo, incineram o FR4 e produzem subprodutos de gases nocivos, como chumbo e dioxina. Os processos de recuperação química que imergem a placa em um banho ácido destroem o FR4 enquanto produzem águas residuais que devem ser descartadas adequadamente.

Hopp, da Infineon, disse na entrevista que a empresa está agora investigando a viabilidade do Soluboard reciclável em várias placas de demonstração e avaliação usadas para dispositivos eletrônicos de potência. Dadas as demandas adicionais que os semicondutores de potência impõem aos conjuntos de placas de circuito impresso, essas placas de avaliação permitirão à Infineon determinar como o material reciclável se comporta em relação a fatores como resistência à umidade, ciclagem térmica, rigidez dielétrica e propriedades mecânicas - todas as áreas onde o FR4 tem longa tinha uma vantagem.

Hopp acrescentou que a Infineon e a Jiva também estão investigando possíveis processos de reciclagem para conjuntos eletrônicos que utilizam materiais Soluboard. Isto não só recuperaria o material da própria placa de circuito impresso, mas potencialmente tornaria possível recuperar alguns componentes, tais como dispositivos de energia discretos, da própria placa. Até agora, a Infineon produziu três placas de demonstração diferentes usando a tecnologia Soluboard e está investigando seu uso potencial em produtos de caixa branca. Com base nos resultados dos testes de estresse em andamento, a Infineon planeja fornecer orientação sobre a reutilização e reciclagem de semicondutores de potência removidos dos Soluboards, o que poderia prolongar significativamente a vida útil dos componentes eletrônicos.

Jonathan Swanston, CEO e cofundador da Jiva Materials, disse em comunicado: “A adoção de um processo de reciclagem à base de água poderia levar a maiores rendimentos na recuperação de metais valiosos. “Além disso, a substituição dos materiais FR-4 PCB pelo Soluboard resultaria em uma redução de 60% nas emissões de carbono – mais especificamente, 10,5 kg de carbono e 620 g de plástico podem ser economizados por metro quadrado de PCB.”