01.

電子垃圾挑戰地球環境

電子產品的報廢處理很重要，本來是個寶，卻被當成垃圾“丟掉”。聯合國《2020年全球電子廢棄物監測》報告顯示，2019年全球產生的電子廢棄物總量達到了創紀錄的5,360萬公噸。預測2030年將達到7,400萬噸。

這是啥概念？相當于近15萬個重達498噸的長征二號F運載火箭的重量。

可惜的是，在2019年的電子廢棄物中，僅有17.4％被收集和回收。也就是說，大概有價值570億美元的黃金、白銀、銅、鉑和其他高價值、可回收的材料大多被傾倒或焚燒了。

先不論被浪費掉的可回收價值，光是被傾倒和焚燒的電子廢棄物，就會嚴重危害環境健康，其中含有的有毒添加劑和有害物質會損害人的大腦和身體協調系統，嚴重會致癌甚至致命。

而電腦的制造更是需要700多種化工原料，有300多種對人體有害的物質。不僅會對環境土壤和水資源造成污染，其中的鉛會破壞人體神經系統、血液系統和腎臟，鎘和溴化阻燃劑等成分還會誘發癌癥。

因此，電子垃圾的減少需要增加回收率，這其中PCB板的回收再利用更是迫在眉睫。

02.

英飛凌推出可回收、可降解PCB

通常來說，PCB板的回收方式包括完全碾碎的物理法、萃取分離化學物質的超臨界技術處理法、焚化法、生物技術等，不同方法有不同的優勢也有著不同的缺點，并且單一的回收技術也很難回收徹底。

但最近，還真的有PCB廠商推出一種創新解決方案，讓PCB可溶解于90℃熱水，碳排放量減少60％！

據eeNews報道，英飛凌科技公司正在其電源演示板中使用可回收PCB技術，以減少電子垃圾。

據了解，Soluboard采用的是由英國初創公司Jiva Materials開發的一種PCB基材，其材料由天然纖維制成，碳足跡比傳統的玻璃纖維增強的環氧層壓板低得多。

更重要的是，這種材料的有機結構被封裝在無毒聚合物中，浸入熱水中時會溶解，只留下可堆肥的有機材料。這不僅消除了PCB浪費和污染，而且還允許焊接到PCB板上的電子元件可以更好的得到回收和再利用。

Jiva Materials首席執行官兼聯合創始人Jonathan Swanston博士表示：“采用水基回收工藝可以提高貴重金屬的回收率。此外，用Soluboard替代FR-4 PCB材料將導致碳排放量減少60％，更具體地說，每平方米PCB可以節省10.5公斤碳和620克塑料。”

不過，Soluboard中傳統PCB的所采用的玻璃纖維和環氧樹脂雖然被天然纖維和可溶于熱水的聚合物所取代了，但這并不代表Soluboard被任何液體濺到就會發生“溶解”，而是需要大量的熱水和持續較長時間才能降解。

其發生降解的條件也很多限制，比如Soluboard印刷電路板需要浸入90°C的水中（接近沸點）30分鐘，才能使產品分解。Soluboard在熱水中分解后，就可以非常容易的回收——金屬、元器件、天然纖維和聚合物溶液。聚合物溶液可以通過家庭廢水處理進行處理，纖維可以堆肥或再利用，金屬和元器件可以回收或再利用。

對此，英飛凌綠色工業電源部門分立器件產品管理主管Andreas Kopp表示：“可回收、可生物降解的PCB材料首次用于消費和工業應用的電子產品設計，這是邁向綠色未來的里程碑。”“我們還在積極研究分立功率器件在使用壽命結束時的可重復使用性，這將是推動電子行業循環經濟的又一重要步驟。”

英飛凌目前正在將可生物降解材料用于三個演示PCB，并正在探索在所有電路板中使用該材料的可能性，以使電子行業更具可持續性。

該研究還將讓英飛凌對客戶在設計中使用可生物降解PCB時面臨的設計和可靠性挑戰有一個基本的了解。特別是，客戶將受益于新知識，因為它將有助于可持續設計的開發。

不過這一技術還在研究初期，盡管可以減少60％的碳排放，并且可以被熱水分解，有利于PCB上相關元器件及金屬的回收利，但Soluboard的成本要要比傳統的PCB約高出了50％-75％，因此英飛凌正在積極研究其分立功率器件的可重復使用性。

另一個潛在的限制是，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，且走線之間還有絕緣層。換句話說，對于電子企業巨頭而言，任何能夠使回收或使用回收材料變得更容易的技術都是值得歡迎的，但無法支持多層走線的限制就會讓其吸引力大大降低。

目前大多數PC或服務器系統的主板都是多層的，因此Soluboard不適合這些產品，所以它的市場可能集中在消費電子產品等領域更基本的PCB要求。未來要想朝著更多元化發展，關鍵在于可以擴展到多少層以及多密集。

此外，還有部分業內人士對此不屑一顧，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。比如，有些PCB的特性包括散熱能力、耐高溫性和機械穩定性（不應輕易破裂）。而Soluboard水溶性材料在90℃的情況下就會溶解，那萬一遇到高溫環境豈不是直接被破壞。

03.

PCB變廢為寶？

實際上，筆者發現，很早之前澳大利亞的一家公司Myceliotronics，就試圖通過一種創造性的生物材料方法來解決電子廢棄物的問題，該方法用真菌菌絲材料取代PCB中通常的層壓組分。

資料顯示，他們采用了一種名為亮蓋靈芝（一種蘑菇）的材料，這種材料被證明具有類似PCB的品質（如耐熱性、柔韌性和絕緣性），同時由于其生物來源，因此更易于分解和回收。

根據研究人員的說法，靈芝屬中的菌絲就是這樣一種材料，它既薄又有彈性，同時保持強大的結構完整性。它能夠承受大約2000次重復彎曲，且絕緣電流，可以承受高達250攝氏度的溫度，甚至高于頂級PCB組件 （通常額定溫度為150攝氏度）。此外有趣的是，菌絲會隨著老化增強耐熱性。

此外，菌絲材料的PCB基板可以使用水或紫外線照射進行生物降解，似乎也比較適合電子設備的PCB，因為傳統的PCB一般也不會遇到水和直接照射。如果不與這兩種東西接觸，菌絲材料的PCB基板可以使用數百年。

04.

減少電子廢棄物，從PCB板創新開始

在前面也提到過，PCB板的回收方式包括完全碾碎的物理法、萃取分離化學物質的超臨界技術處理法、焚化法、生物技術等，不同方法有不同的優勢也有著不同的缺點。

比如焚化法看起來簡單，但PCB在焚化爐中有機成分被分解，焚燒后產生金屬、金屬氧化物及玻璃纖維混合殘渣，這樣的方法會生成大量廢氣、有毒物質，直接污染大氣、土壤和水源。

用傳統方式回收的話，通常可以很簡單的把金屬元素簡單提煉出來，但是其他部分的物質讓大家簡單粗暴地選擇直接丟棄，就會極大影響環境安全。

不論如何，PCB板的創新只是冰山一角，電子廢棄物的回收需要更多、更持久的創新和堅持。如果我們什么都不做，那么在2030年7,400萬噸電子廢棄物堆在我們面前的時候，一切都是被動的，我們還會付出更多的成本去亡羊補牢。

如今有了越來越多PCB廠商發力于此，相信在未來也會有越來越多本著可持續發展的理念打造出來的PCB產品，減少電子垃圾的產生，讓PCB板的回收再利用越來越便捷。