Esiste una scheda PC riciclabile nel tuo futuro?

Spencer Chin | 18 agosto 2023

Il vetro epossidico FR4 è il materiale tradizionalmente utilizzato nei circuiti stampati, ma l'incapacità di riciclare efficacemente l'FR4 ha creato enormi preoccupazioni sulla sostenibilità all'interno dell'industria elettronica e tra le agenzie che regolano l'impatto ambientale. La società di elettronica tedesca Infineon Technologies AG sta cercando di affrontare questo problema attraverso un substrato riciclabile e biodegradabile per circuiti stampati (PCB) chiamato Soluboard. Il substrato, che incorpora fibre naturali e un polimero privo di alogeni, è stato sviluppato da Jiva Materials, una startup con sede nel Regno Unito che sta sviluppando materiali riciclabili per schede PC.

"Le schede PC riciclabili sono probabilmente ancora a qualche anno di distanza dall'essere una realtà produttiva", ha affermato Andreas Kopp, responsabile della gestione dei prodotti discreti presso la divisione Green Industrial Power di Infineon, durante una recente teleconferenza con Design News. Ma non commettere errori, l'ondata di terreno è elevato per un circuito stampato potenzialmente riciclabile, date le crescenti preoccupazioni sulle emissioni di gas serra e le direttive dichiarate da molte aziende elettroniche per ridurre sostanzialmente tali emissioni nei propri prodotti e processi produttivi. direttive come la Direttiva UE sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (RAEE).

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"Siamo impegnati da tempo nel campo dell'efficienza energetica e della sicurezza ambientale", ha affermato Kopp. "Abbiamo identificato Jiva Materials come una possibile azienda che potrebbe aiutare a fornire una soluzione e li abbiamo contattati."

Il materiale PCB a base vegetale di Soluboard comprende fibre naturali, che hanno un'impronta di carbonio molto inferiore rispetto alle tradizionali fibre a base di vetro. La struttura organica è racchiusa in un polimero atossico che si dissolve quando immerso in acqua calda, lasciando solo materiale organico compostabile.

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Confrontalo con il laminato dominante della scheda PC, FR4. Ad oggi, i processi utilizzati per recuperare materiali da assemblaggi basati su FR4 si sono rivelati per lo più inutili, poiché solo il rame, presente in una piccola quantità, è potenzialmente recuperabile. I metodi di recupero termico, ad esempio, inceneriscono l’FR4 e producono sottoprodotti di gas nocivi come piombo e diossina. I processi di recupero chimico che immergono la scheda in un bagno acido distruggono l’FR4 producendo acque reflue che poi devono essere smaltite adeguatamente.

Hopp di Infineon ha affermato nell'intervista che l'azienda sta ora studiando la fattibilità del Soluboard riciclabile in diverse schede dimostrative e di valutazione utilizzate per dispositivi elettronici di potenza. Considerate le ulteriori richieste che i semiconduttori di potenza impongono ai gruppi di schede pc, queste schede di valutazione consentiranno a Infineon di determinare come si comporta il materiale riciclabile rispetto a fattori quali resistenza all'umidità, cicli termici, rigidità dielettrica e proprietà meccaniche, tutte aree in cui FR4 ha una lunga esperienza aveva un vantaggio.

Hopp ha aggiunto che Infineon e Jiva stanno anche studiando potenziali processi di riciclaggio per gli assemblaggi elettronici che utilizzano materiali Soluboard. Ciò non solo recupererebbe il materiale dalla scheda stessa, ma renderebbe potenzialmente possibile recuperare alcuni componenti, come i dispositivi di alimentazione discreti, dalla scheda stessa. Infineon ha finora prodotto tre diverse schede dimostrative utilizzando la tecnologia Soluboard e sta studiando il loro potenziale utilizzo nei prodotti white box. Sulla base dei risultati degli stress test in corso, Infineon prevede di fornire indicazioni sul riutilizzo e il riciclaggio dei semiconduttori di potenza rimossi da Soluboards, che potrebbero prolungare significativamente la durata dei componenti elettronici.

Jonathan Swanston, CEO e co-fondatore di Jiva Materials, ha dichiarato in una nota: “L’adozione di un processo di riciclaggio a base acqua potrebbe portare a rendimenti più elevati nel recupero di metalli preziosi. “Inoltre, la sostituzione dei materiali PCB FR-4 con Soluboard comporterebbe una riduzione del 60% delle emissioni di carbonio: più specificamente, si potrebbero risparmiare 10,5 kg di carbonio e 620 g di plastica per metro quadrato di PCB”.