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的碳足跡，為電子行業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公司Jiva Materials 開發，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氧層壓板低得多。其有機結構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 首席執行官兼聯合創始人 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，每平方米 PCB 可以節省 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，電子產品通常使用關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公司的首席產品官 Jack Herring 在倫敦 RCA 學習產品設計時開發便開發出了可降解的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生“溶解”，而是需要大量的熱水和持續較長時間才能降解。

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）30 分鐘，才能使產品分解。他強調稱，“我們的產品經過設計和認證，能夠在惡劣的環境和使用案例中生存，但實際上將設備放入烹飪水中相當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

英飛凌綠色工業電源部門分立器件產品管理主管 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應用的電子產品設計，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束時的可重復使用性，這將是推動電子行業循環經濟的又一重要步驟。”

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，以使電子行業更具可持續性。

目前，英飛凌已利用 Soluboard 生產了三種不同的演示板，并計劃在未來幾年擴大其產品范圍。并已經在超過 500 臺設備已投入使用，展示該公司的功率分立器件產品組合，其中包括一款配備專門用于冰箱應用的組件的電路板。根據正在進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，這可以顯著延長電子元件的使用壽命。

另據Theregister報道，英飛凌綠色工業電力部門總裁 Peter Wawer表示，少量選定的Soluboard主板已經與選定的客戶共享，這些產品將從 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；每年生產超過2.5億平方米。如果 Soluboard 按這種規模生產，其價格將是相同的。”Jonathan Swanston博士說道。

并且，可以預見的是，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的價值，也將在一定程度上彌補成本上的差異。

但是，另一個潛在的限制是，Soluboard 目前只能用于制造一側或兩側具有單層走線的印刷電路板，而復雜的產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 Andrew Buss 表示，任何使回收或使用回收材料變得更容易的技術開發都是值得歡迎的，但目前無法支持多層可能會限制其吸引力。

“對于大多數 PC 或服務器系統來說，現在的主板都是多層的，因此Soluboard目前不適合這些產品，所以它的市場可能集中在消費電子產品等領域更基本的 PCB 要求。關鍵在于可以擴展到多少層以及多密集。”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。”他同時補充說，Jiva Materials 擁有制造適用于多層板的層壓板的技術路線圖，并預計能夠未來幾年供應該市場。

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會很快對該行業產生任何重大影響。

“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。

Manoj Sukumaran稱，他還對回收此類電路中的組件能否產生任何重大價值表示懷疑。“收集和回收過程本身的成本可能是組件成本的數倍，”他說。

不過，Manoj Sukumaran謹慎的表示，他相信 Soluboard 未來可能會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多層PCB中的大多數剛性PCB。它不適合柔性電路板。”他說。

編輯：芯智訊-浪客劍