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.”