¿Existe una placa de PC reciclable en el futuro?

Spencer barbilla | 18 de agosto de 2023

El vidrio epoxi FR4 es el material tradicional utilizado en las placas de circuito impreso, pero la incapacidad de reciclar FR4 de manera efectiva ha creado enormes preocupaciones sobre la sostenibilidad dentro de la industria electrónica y entre las agencias que regulan el impacto ambiental. La empresa de electrónica con sede en Alemania Infineon Technologies AG está tratando de abordar este problema a través de un sustrato de placa de circuito impreso (PCB) reciclable y biodegradable llamado Soluboard. El sustrato, que incorpora fibras naturales y un polímero libre de halógenos, fue desarrollado por Jiva Materials, una nueva empresa con sede en el Reino Unido que está desarrollando materiales para placas de PC reciclables.

"Es probable que aún falten algunos años para que las placas de PC reciclables se conviertan en una realidad de producción", afirmó Andreas Kopp, director de gestión de productos discretos de la división de energía industrial ecológica de Infineon, durante una reciente conferencia telefónica con Design News. es alto para una placa de circuito impreso que es potencialmente reciclable, dadas las crecientes preocupaciones sobre las emisiones de gases de efecto invernadero y las directivas declaradas de muchas empresas de electrónica para reducir sustancialmente esas emisiones en sus propios productos y procesos de fabricación. directivas como la Directiva de la UE sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE).

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"Llevamos mucho tiempo comprometidos con la eficiencia energética y la seguridad medioambiental", afirmó Kopp. "Identificamos a Jiva Materials como una posible empresa que podría ayudar a proporcionar una solución y nos pusimos en contacto con ellos".

El material de PCB de origen vegetal Soluboard comprende fibras naturales, que tienen una huella de carbono mucho menor que las fibras tradicionales de vidrio. La estructura orgánica está encerrada en un polímero no tóxico que se disuelve cuando se sumerge en agua caliente, dejando solo material orgánico compostable.

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Compare esto con el laminado de placa de PC dominante, FR4. Hasta la fecha, los procesos utilizados para recuperar materiales de conjuntos basados ​​en FR4 han demostrado ser en su mayoría inútiles, y sólo el cobre, que está presente en una pequeña cantidad, es potencialmente recuperable. Los métodos de recuperación térmica, por ejemplo, incineran el FR4 y producen subproductos de gases nocivos como plomo y dioxina. Los procesos de recuperación química que sumergen la placa en un baño ácido destruyen el FR4 y producen aguas residuales que luego deben eliminarse adecuadamente.

Hopp de Infineon dijo en la entrevista que la compañía ahora está investigando la viabilidad del Soluboard reciclable en varias placas de demostración y evaluación utilizadas para dispositivos electrónicos de potencia. Dadas las demandas adicionales que los semiconductores de potencia imponen a los conjuntos de placas de circuito impreso, estas placas de evaluación permitirán a Infineon determinar cómo se comporta el material reciclable con respecto a factores como la resistencia a la humedad, los ciclos térmicos, la rigidez dieléctrica y las propiedades mecánicas, todas áreas en las que el FR4 tiene una larga trayectoria. tenía una ventaja.

Hopp añadió que Infineon y Jiva también están investigando posibles procesos de reciclaje para conjuntos electrónicos que utilizan materiales Soluboard. Esto no sólo recuperaría el material de la propia placa de circuito impreso, sino que también haría posible recuperar algunos componentes, como dispositivos de alimentación discretos, de la propia placa. Hasta ahora, Infineon ha producido tres placas de demostración diferentes utilizando la tecnología Soluboard y está investigando su uso potencial en productos de caja blanca. Basándose en los resultados de las pruebas de resistencia en curso, Infineon planea brindar orientación sobre la reutilización y el reciclaje de semiconductores de potencia retirados de Soluboards, lo que podría extender significativamente la vida útil de los componentes electrónicos.

Jonathan Swanston, director ejecutivo y cofundador de Jiva Materials, dijo en un comunicado: “La adopción de un proceso de reciclaje a base de agua podría conducir a mayores rendimientos en la recuperación de metales valiosos. "Además, reemplazar los materiales de PCB FR-4 con Soluboard daría como resultado una reducción del 60 por ciento en las emisiones de carbono; más específicamente, se pueden ahorrar 10,5 kg de carbono y 620 g de plástico por metro cuadrado de PCB".

Una consideración para las Soluboards y otros materiales de placas de circuito impreso reciclables es su costo en comparación con el FR4. Hopp de Infineon admite que si bien el costo de estos materiales probablemente sería inicialmente más alto, las posibles regulaciones industriales que impondrían un costo a la eliminación de productos y aparatos electrónicos harían que las placas de circuito impreso reciclables fueran más atractivas desde el punto de vista de los costos, al tiempo que permitirían a las empresas alcanzar objetivos de sostenibilidad ambiental.

Spencer Chin es editor senior de Design News y cubre el ámbito de la electrónica. Tiene muchos años de experiencia cubriendo desarrollos en componentes, semiconductores, subsistemas, energía y otras facetas de la electrónica desde una perspectiva empresarial/de cadena de suministro y tecnológica. Puede ser contactado en [email protected].

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