90℃熱水溶解PCB回收IC，英飛凌首次使用的可降解Soluboard顛覆行業也是有可能？

電子工程專輯訊 近日，英飛凌推出可生物可降解的印刷電路板（PCB）基板的演示內容引起熱議，該PCB板采用Jiva Materials Ltd公司最新研發的Soluboard材料，Soluboard是通過聚合物和無鹵阻燃劑浸漬天然纖維制成，是一種完全可生物降解的材料。

Soluboard材料，來源Jiva官網

眾所周知，傳統電子廢棄物會造成嚴重的環境污染，更何況該電子垃圾數量持續增長，根據世界經濟論壇數據顯示，在全球范圍內估計每年會產生超過5000萬噸的廢棄電子元器件，目前傳統的電子垃圾處理方式是先破碎，然后焚燒或填埋，而且PCB中可重復利用的貴金屬材料也很難得到有效的回收。

 Soluboard是如何做到可生物降解回收利用的？ Soluboard中的無鹵阻燃劑浸漬天然纖維被封裝在無毒聚合物中，這種聚合物在浸入90℃熱水中且30分鐘時間會溶解，溶解后的聚合物溶液可以正常進行廢水處理，PCB板上的電子元器件會分離，剩余的天然纖維可以作為肥料再次利用。

從視頻截圖中來看，英飛凌的演示過程中其電子元器件在沸水中已經逐漸剝離 Soluboard PCB板。

來源英飛凌采用 Soluboard可生物降解的印刷電路板基材視頻展示截圖

在Jiva官網上推出的可生物降解和可回收的Soluboard PCB板視頻講解中，Soluboard PCB基板的有機材料在浸入90℃中加熱30分鐘，電子元器件被輕松分離，隨著聚合物的溶解，該纖維材料開始分層，能輕松的像紙片一樣被撕開。

但真的把Soluboard材料用在電子設備中多少讓人擔憂其可靠性，Soluboard材料究竟能應用到哪種程度，推向商業進程是否有可能？

可溶于水的可回收電路板Soluboard 如何而來？

Jiva成立于 2017 年 9 月，總部位于英國的漢普郡沃特盧維爾，獲得了英國皇家藝術學院和 Venrex Investment Management LLP 的種子前投資，并被 InnovationRCA 孵化器接納。

為推進 Soluboard 的商業化，Jiva也因此獲得了一輪 100 萬英鎊的融資。

Soluboard材料是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，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 Ltd公司。

目前PCB行業使用的基材是由環氧樹脂和玻璃纖維構成的，處理廢棄多氯聯苯的唯一商業方法是將其粉碎并焚燒，以提取其中的貴金屬。這種低效的過程非常耗能，并導致回收的任何貴金屬價值大幅損失。

Soluboard可以作為PCB行業市場上所使用的FR-4材料的替代品，FR-4或FR4是指由環氧樹脂和玻璃纖維織物組成的一類阻燃阻燃復合材料。縮寫FR代表英文阻燃劑，符合UL94V-0的要求。該材料在市場上有不同的版本，具有不同的吸水率、玻璃化轉變溫度、介電常數和介電損耗因數。Soluboard可以與環氧樹脂和玻璃纖維相媲美。

Soluboard 的多層生物復合材料結構能滿足電子行業大多數部門的機械和電氣要求。

對比FR-4 中使用的環氧樹脂和玻璃纖維，Soluboard的燃燒能減少大氣中的碳和其他致癌物質的排放量，焚燒過程中也如FR-4 一樣容易燃燒。重要的是，一平方米 Soluboard PCB 的碳足跡估計為 7.1 千克，一平方米標準 FR-4 PCB 的碳足跡估計為 17.7 千克，這相當于總體碳足跡減少 60%。確實在很大程度上減少了碳排放量，在保護環境上起到一定的幫助。

Jiva公司也在不斷優化Soluboard，解決在技術層面上Soluboard材料的疑惑，Jiva公司給出回答，比如：

1、Soluboard 容易受潮嗎？

Jiva表示，Jiva 正在確保 Soluboard 與水性 PCB 制造工藝兼容。Jiva 還設計了能夠耐受高濕度環境的 Soluboard。

2、Soluboard 有可用的技術數據嗎？

Jiva表示，Jiva 正在全面測試 Soluboard，以確保其滿足 PCB 行業預期的技術要求。

3、電路如何應用于 Soluboard？

Jiva表示，Jiva 正在優化 Soluboard，使其可以與加成法（導電銀油墨和銅燒結）和減成法（傳統銅箔蝕刻）一起使用。

也不是任何液體以某種方式濺到電子設備上，就可以破壞Soluboard PCB板子，似乎需要大量的水和持續的高溫才能降解 Soluboard。

Soluboard材料的缺點

先說下價格，新產品的發現其價格成本會高很多，就對比當前的PCB基板材料成本就高出了50%-75%。不過如果Soluboard材料能走量的話，其價格就跟傳統PCB材料差不多，Swanston博士表示，傳統PCB材料每年生產的規模超過2.5億平方米，如果Soluboard能按照這種規模生產的話，其價格是相同。

還有一個潛在限制是，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，且走線之間有絕緣層。Jiva 擁有制造適用于多層板的層壓板的技術路線圖，不過預計要在未來幾年才能供應該市場。

在PCB板材料下功夫，可生物降解的技術開發確實是得到市場的關注，但現在的Soluboard PCB還只適用于低可靠性的消費電子產品上，對于多層主板的PC或者服務器系統來說，并不適用。

就比如PCB特性包括散熱能力、耐火性和機械穩定性（不應輕易破裂）等，Soluboard這種水溶性材料能否勝任是受到質疑的。

不過Swanston 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。”

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。而且收集和回收過程的成本可能也會很高。

英飛凌首次使用天然纖維制成的印刷電路板

Soluboard如果真的能解決傳統PCB板的問題，從長遠來看，不僅能減少企業對原材料進口的依賴，還能減少電路板造成的電子元器件浪費，這對電子行業的循環經濟起到一定的推進作用。

使用天然纖維的復合材料是一個具有爭議的話題，但英飛凌仍推進并探索更多在該材料上的可能性。英飛凌考慮未來的PCB產品逐步替換成可回收循環使用的材料，英飛凌還制定了少量的Soluboard產品與選定客戶共享，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。

英飛凌 Soluboard 產品，來源Jiva

除此之外，Jiva 還在繼續開發適合黃麻等纖維的應用材料，與市場上現有的玻璃纖維 PCB 基板相比，黃麻纖維的密度較低，從而減少貨運碳排放，以及通過 Jiva 的新型水基回收工藝完全可回收。內部測試還表明，Soluboard 的電氣性能與玻璃纖維 PCB 基板相當。

也就是說，Jiva 的 Soluboard實際上是一種片狀纖維增強聚合物 (FRP)，與任何復合材料或玻璃鋼一樣，就是在材料替換過程中能降低碳排放量，以及減少對環境的污染。

Jiva也跟微軟合作，就是微軟主要研究人員之一 Bichlien Nguyen參與研發使用 Soluboard作為 PCB 層壓板“制造地球友好型電子產品”，助力微軟到 2030 年實現碳負值和凈零廢物排放目標。

Jiva 也在積極尋求與潛在客戶合作的項目，比如與英國主要合作伙伴之一Printed Electronics Ltd (PEL)，Jiva 和 PEL 合作開發了一款開源 Arduino 的單面變體，這是一種在創客社區中普遍使用的微控制器。PEL 是全球電子設計和制造專家，專注于功能材料印刷工藝開發的各個領域。

不過Soluboard在電子產品中的使用還存在很多隱患，離真正商用還需要較長一段時間，不僅是產品性能還是成本價格問題。不過隨著更多企業與之合作推進，這個時間或將會大幅縮減，畢竟可降解的PCB和可循環使用的IC在電子行業中也是多一種可選性。