печатная плата is an integral part of every electronic product. With the increase in the use of electronic gadgets in all aspects of our lives and due to their shortened lifespan, one thing is the increase in the amount of e-waste. With the development of emerging industries such as the Internet of Things and the vigorous development of advanced driver assistance technologies in the automotive sector, this growth will only accelerate.

Почему отходы ПХД – настоящая проблема？

Хотя конструкции печатных плат можно использовать в течение многих лет, факт в том, что эти небольшие инструменты, в которых преобладают печатные платы, заменяются с тревожной частотой. Поэтому ключевой проблемой, которая возникает, является проблема разложения, которая приводит ко многим экологическим проблемам. Особенно в развитых странах, поскольку большое количество выброшенных электронных продуктов вывозится на свалки, они выделяют в окружающую среду токсичные вещества, такие как:

Mercury-may cause kidney and brain damage.

Cadmium-known to cause cancer.

Известно, что свинец вызывает повреждение головного мозга

Бромированные антипирены (BFR) – известно, что они влияют на гормональную функцию женщин.

Бериллий вызывает рак

Даже если картон перерабатывается и используется повторно, а не выбрасывается на свалку, процесс переработки опасен и может нанести вред здоровью. Еще одна проблема заключается в том, что по мере того, как наше оборудование становится все меньше и легче, становится все труднее разбирать его для вторичной переработки деталей. Перед изъятием любых перерабатываемых материалов все использованные клеи и адгезивы необходимо удалить вручную. Поэтому процесс очень трудоемкий. Обычно это означает доставку печатных плат в менее развитые страны с более низкими затратами на рабочую силу. Ответ на эти вопросы (электронное оборудование складывается на свалках или перерабатывается) – очевидно, биоразлагаемые ПХБ, которые могут значительно сократить количество электронных отходов.

Замена нынешних токсичных материалов переходными металлами (такими как вольфрам или цинк) – большой шаг в этом направлении. Группа ученых из Лаборатории исследования материалов Фредерика Зейтца в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне поставила перед собой задачу создать полностью функциональную печатную плату, которая разлагается под воздействием воды. Печатная плата изготовлена ​​из следующих материалов:

Готовые коммерческие компоненты

Магниевая паста

Tungsten Paste

Sodium Carboxymethyl Cellulose (Na-CMC) Substrate

Связующий слой из полиэтиленоксида (ПЭО)

In fact, fully biodegradable PCBs have been developed using biocomposites made of natural cellulose fibers extracted from banana stems and wheat gluten. The biocomposite material does not contain chemical substances. These biodegradable transient PCBs have similar properties to conventional PCBs. Some biodegradable PCBs have also been developed using chicken feathers and glass fibers.

Biopolymers such as carbohydrates and proteins are biodegradable, but the natural resources they require (such as land and water) are becoming scarce. Renewable and sustainable biopolymers can also be obtained from agricultural waste (such as banana fiber), which is extracted from plant stems. These agricultural by-products can be used to develop fully biodegradable composite materials.

Надежна ли доска по охране окружающей среды?

Обычно термин «охрана окружающей среды» напоминает людям об образе хрупких продуктов, что не является атрибутом, который мы хотим ассоциировать с печатными платами. Некоторые из наших опасений относительно зеленых печатных плат включают:

Механические свойства. Тот факт, что экологически чистые плиты изготовлены из бананового волокна, заставляет нас думать, что плиты могут быть такими же хрупкими, как листья. Но дело в том, что исследователи комбинируют материалы подложки для создания плит, сопоставимых по прочности с обычными плитами.

Thermal performance-PCB needs to be excellent in thermal performance and not easy to catch fire. It is known that biological materials have a lower temperature threshold, so in a sense, this fear is well-founded. However, low temperature solder can help avoid this problem.

Dielectric constant-This is the area where the performance of the biodegradable board is the same as that of the traditional board. The dielectric constants achieved by these plates are well within the required range.

Работа в экстремальных условиях – если печатная плата биокомпозитного материала подвергается воздействию высокой влажности или высокой температуры, отклонения на выходе не будет.

Heat dissipation-biocomposite materials can radiate a lot of heat, which is a required characteristic of PCBs.

Поскольку использование электронных продуктов становится все более и более распространенным, количество электронных отходов будет продолжать расти до угрожающих размеров. Однако хорошая новость заключается в том, что с дальнейшим развитием исследований в области защиты окружающей среды зеленые доски станут коммерческой реальностью, тем самым уменьшив количество электронных отходов и электронной вторичной переработки. Пока мы боремся с электронными отходами прошлого и нынешним электронным оборудованием, нам пора заглянуть в будущее и обеспечить широкое использование биоразлагаемых ПХД.