可持续PCB的未来：走向循环

可持续发展，已经成为电子行业未来趋势的必选项。随着企业和监管机构对更环保的电子产品解决方案的倡议，围绕PCB（印刷电路板）循环性的讨论势头强劲。目前，在PCB板材的可持续性和回收利用方面，已经取得很大进展。

自2002年（我们的第一个环保战略实施）起，我们一直在积极推动PCB的可持续性，并每年进行严格的审核，努力降低范围1-3的排放。我们也明白，对于可持续性，永远都有能够继续改善的地方。面对未来的挑战，我们还需要持续的创新、透明度和协作，“引领行业朝着绿色发展”也是我们努力的方向。

复杂的材料组合

环保材料、优化制造工艺加上有效的回收流程，才有可能实现PCB循环利用。然而，鉴于PCB是由玻璃纤维、树脂和铜箔等材料复合而成，所以会带来很多回收挑战。材料选择，是PCB可持续性的前提。我们正与行业伙伴一起，积极测试环保的替代材料，减少对环境的影响，提高PCB回收的可行性。

主要的创新点

• Recyclad – 一种可回收的FR4替代材料。经测试表明，其性能与SYTECH S1150G等无卤素CCL类似，非常适合用于较简单的双面板、多层板（最高12层），但目前还不适用于HDI。

• Soluboard  – Jiva Material开发了一种生物基PCB材料，由麻黄纤维和一种可在热水中溶解的生物降解聚合物制成，可最大程度进行回收，大大减少了电子垃圾。我们测试了Soluboard在PCB制造、低温焊接和自动化装配工序中的表现。结果表明，虽然这种材料有一些局限性，如焊接温度耐受度较低、机械强度较低，但对于对材料强度和可靠性要求较低的应用来说，仍可作为一种很有前途的环保型选择。我们将继续关注Soluboard的发展，看其是否能成为一种适用于2L以上PCB的坚固材料。

2024年秋，NCAB订购了Soluboard的样品。海泰克实验室对这种材料进行了标准的IPC评估和测试，随后进行了组装和低温焊接试验。必须指出的是，Soluboard性能无法与FR-4相提并论，我们需要根据材料自身的优势来评估其可用性，而非仅与FR4材料进行比对。

• Papershell & CirEl – 这是瑞典的探索纸质PCB材料的科研项目。我们测试了其在一些表面处理（ENIG和OSP），低温焊接以及铜箔附着力。虽然仍处于早期研发阶段，但这些材料显示了其成为可再生替代品的可能性。

• 竹子和木材基PCB – 几个正在进行的项目正在研究竹子和人造木材等快速生长的可持续资源被作为PCB基材的可能性。
• 生物基树脂材料 – Sicomin等公司最近开发的生物树脂，正在推动PCB行业向着更环保的方向发展。

持续测试

PCB的可持续发展不能仅限于纸上谈兵，而是需要实际测试的。自2023年5月以来，我们一直在进行可回收层压板的测试，将其结果与IPC-A-600标准对比。热稳定性、焊盘附着力和材料降解仍是需要重点改进的领域。钻孔精度和铜箔在较低焊接温度下的附着力等问题，也在持续攻破中。这些研究结果不仅为我们在材料开发方面提供了合作方向，也正推动形成更标准化的可持续性评估模型。

为了量化材料在可持续性方面的进展，我们正在开发基于生命周期评估（LCA）的可持续发展评级。该框架可评估不同印刷电路板技术、材料和制造工艺对环境的影响，同时还可评估整个生产过程中的能耗和水耗。此外，还能跟踪废物的产生，并探索其中潜在的可回收部分。我们与Cranfield大学、IMEC及其它机构合作，正在完善可持续发展评分模型，使客户能够做出明智的、数据驱动的决策，确保性能与环保之间的平衡。

循环性&可回收性

要理解和量化可持续性，首先要明确何谓循环。这涉及两个方面，一是PCB生产过程中加工化学品的循环性，二是报废后自然降解或大部分材料被回收用于新PCB制作的闭合循环。我们的主要目标是回收PCB材料，避免环境污染，减少碳足迹（CFP）。最理想的情况是使用能重复回收利用的材料，但这一目标似乎还很遥远。

虽然分离材料很复杂，但回收方法的进步正在推动这一过程。当今最有效的回收工艺，可以回收PCB中高达95%的金属，树脂和玻纤通常可在其它行业产品中重新使用。然而，不得不承认，由于材料分离难度太高，许多PCB的最终归宿还是被填埋。要推动PCB行业的循环性，不仅要提高回收利用率，还要确保环境法规不断符合发展态势。

RoHS和REACH

随着世界各国政府加强对有害物质的管控，制造商必须要改善材料选择和生产流程来适应新的要求。影响行业发展的两个关键框架是RoHS（有害物质限制）和REACH（化学品注册、评估、许可和限制）。RoHS限制电子产品中的有害物质，特别是铅、镉和汞等对人类健康和环境有风险的重金属，确保PCB符合安全标准，减少有害废料。REACH是一项应用更广的欧洲法规，侧重于跟踪和管控工业流程中使用的化学品，它要求制造商评估和报告与某些物质相关的潜在风险，确保透明度并最大限度减少对环境的影响。因此，PCB制造商必须仔细管控原材料和加工化学品，确保产品合规。

向无PFAS PCB制造转型

PFAS被成为“永恒的化学品”，因此耐热、耐水和耐化学品的特性被广泛应用于CCL、涂料和高频材料中。

由于PFAS（全氟烷基和多氟烷基物质）有害且难以降解，当今最紧迫的挑战之一就是全球逐步淘汰PFAS的使用。欧盟、美国和加拿大的全球性监管机构正对其实施限制和禁令。PFAS包括12,000多种物质，主要分为三类：PFOA、PFOS和PTFE。许多法规，如REACH、PoPs（持久性有机污染物）、CEPA（加拿大环境保护法）和TSCA（有毒物质控制法），都已禁止PFOA和PFOS的使用。根据我们的调查，PCB中已不再使用这两类物质。不过，Rogers、Taconic和Arlon等材料厂商生产的高频PCB材料中常用的PTFE仍在审查之中，欧盟正在考虑在2027年之前将其禁用。

合规流程的结构化

NCAB拥有结构化的合规流程，确保我们满足不断变化的监管要求。虽然不含PTFE的替代品还不能用于所有高频应用，但我们将所有含PTFE的材料，与介电常数和材料损耗因数等关键参数相同的非PTFE材料性能进行比较，为客户提供替代性解决方案。我们正积极关注材料的发展，与供应商评估替代材料的可行性。对于不需要使用聚四氟乙烯的常规PCB，已经有很多替代选择了。随着法规的不断发展，我们将致力于引领产品向使用不含PFAS的电路板过渡，确保客户产品的合规性和性能。

实现真正的循环需要持续投资、不断创新和全行业的协作。我们与材料厂商合作，开发可回收的PCB材料，扩展生命周期评估模型，来深入了解每个阶段的可持续发展情况，并引导制造商和客户采用减少废料的环保设计。遵守RoHS、REACH和PFAS法规不仅是为了满足要求，更是为了重塑行业的长期可持续性。

PCB可持续性的未来，并不是单维度的突破，而是由一系列改进、合作以及对重塑行业的共同承诺来定义的。PCB的循环利用不仅是一个目标，更是一个持续的过程。如果您正在寻找一个致力于创新、可持续发展和性能的合作伙伴，我们将竭诚为您服务。