芯片大厂英飞凌科技宣布，携手Jiva Materials，推出基于天然纤维和无卤聚合物的可回收和可生物降解印刷电路板（PCB）基板的演示和评估板Soluboard，将有助于减少电子行业的碳足迹，为电子行业可持续设计的测试做出重要贡献。
可溶解于90℃热水，碳排放量减少60%
据介绍，Soluboard所采用的PCB基材由总部位于英国汉普郡滑铁卢维尔的初创公司Jiva Materials 开发，其材料由天然纤维制成，其碳足迹比传统的玻璃纤维增强的环氧层压板低得多，其有机结构被封装在无毒聚合物中，浸入热水中时会溶解，只留下可堆肥的有机材料。
这不仅消除了 PCB 浪费和污染，而且还允许焊接到PCB板上的电子元件可以更好的得到回收和再利用。
Jiva Materials 首席执行官兼联合创始人 Jonathan Swanston博士表示：“采用水基回收工艺可以提高贵重金属的回收率。”
“此外，用 Soluboard 替代 FR-4 PCB 材料将导致碳排放量减少 60%，更具体地说，每平方米 PCB 可以节省 10.5 公斤碳和 620 克塑料。”
Jonathan Swanston博士称，电子废弃物是世界上增长速度最快的废弃物之一，电子产品通常使用关键矿物和昂贵的组件，但是这些组件的使用寿命比电路板的寿命更长。
目前电子垃圾的处理方式是破碎，然后焚烧或填埋，这会导致污染。Jonathan Swanston博士的想法是重新设计传统的层压板，以便更容易回收。
Jonathan Swanston博士和Jiva Materials公司的首席产品官 Jack Herring 在伦敦 RCA 学习产品设计时开发便开发出了可降解的PC材料，两人在 2019年至2020年间筹集了 85 万英镑（约合 100 万美元）的种子资金创办了Jiva Materials公司。
据介绍，在 Soluboard 中，传统 PCB 的所采用的玻璃纤维和环氧树脂被天然纤维和可溶于热水的聚合物所取代。但是，这并不代表Soluboard被任何液体溅到就会发生“溶解”，而是需要大量的热水和持续较长时间才能降解。
据Jonathan Swanston博士介绍，Soluboard 印刷电路板需要浸入 90°C 的水中（接近沸点）30 分钟，才能使产品分解。
他强调称：“我们的产品经过设计和认证，能够在恶劣的环境和使用案例中生存，但实际上将设备放入烹饪水中相当长一段时间并不属于这些使用案例的一部分。”
“Soluboard在热水中分解后，就可以非常容易的回收——金属、元器件、天然纤维和聚合物溶液。聚合物溶液可以通过家庭废水处理进行处理，纤维可以堆肥或再利用，金属和元器件可以回收或再利用。”Jonathan Swanston博士说道。
英飞凌考虑未来全面全面采用Soluboard
英飞凌绿色工业电源部门分立器件产品管理主管 Andreas Kopp 表示：“可回收、可生物降解的 PCB 材料首次用于消费和工业应用的电子产品设计，这是迈向绿色未来的里程碑。” “我们还在积极研究分立功率器件在使用寿命结束时的可重复使用性，这将是推动电子行业循环经济的又一重要步骤。”
英飞凌表示，其正在使用可生物降解材料来减少演示和评估板的碳足迹，同时也在探索在所有电路板中使用该材料的可能性，以使电子行业更具可持续性。
目前，英飞凌已利用 Soluboard 生产了三种不同的演示板，并计划在未来几年扩大其产品范围。并已经在超过 500 台设备已投入使用，展示该公司的功率分立器件产品组合，其中包括一款配备专门用于冰箱应用的组件的电路板。
根据正在进行的压力测试的结果，英飞凌计划为从 Soluboard 上拆除的功率半导体的再利用和回收提供指导，这可以显着延长电子元件的使用寿命。
另据Theregister报道，英飞凌绿色工业电力部门总裁 Peter Wawer表示，少量选定的Soluboard主板已经与选定的客户共享，这些产品将从 2023 年第四季度开始通过英飞凌的既定渠道提供。
Soluboard前景如何？
虽然Soluboard号称可以减少60%的碳排放，并且可以被热水分解，非常有利于PCB上相关元器件及金属的回收利用，但是Soluboard的成本要远高于传统的PCB，大约高出了50%到75%，至少在初期是这样的。
英飞凌正在积极研究其分立功率器件的可重复使用性，因为它们在设计时并未考虑到这种回收方法。
“传统 PCB 材料的制造规模非常大，每年生产超过2.5亿平方米。如果 Soluboard 按这种规模生产，其价格将是相同的。”Jonathan Swanston博士说道。
并且，可以预见的是，Soluboard制造的低污染性、潜在的“碳权交易”及易于回收利用所带来的价值，也将在一定程度上弥补成本上的差异。
但是，另一个潜在的限制是，Soluboard 目前只能用于制造一侧或两侧具有单层走线的印刷电路板，而复杂的产品可能具有多层走线，且走线之间还有绝缘层。
IDC 欧洲高级研究总监 Andrew Buss 表示，任何使回收或使用回收材料变得更容易的技术开发都是值得欢迎的，但目前无法支持多层可能会限制其吸引力。
“对于大多数 PC 或服务器系统来说，现在的主板都是多层的，因此Soluboard目前不适合这些产品，所以它的市场可能集中在消费电子产品等领域更基本的 PCB 要求。关键在于可以扩展到多少层以及多密集。”Andrew Buss说道。
对此，Jonathan Swanston博士表示：“虽然Soluboard 目前仅适用于单面和双面印刷电路板，但这是一个重要的市场。”他同时补充说，Jiva Materials 拥有制造适用于多层板的层压板的技术路线图，并预计能够未来几年供应该市场。
但 Omdia 首席分析师 Manoj Sukumaran 对此不屑一顾，并表示他不相信此类技术会很快对该行业产生任何重大影响。
“其他重要的 PCB 特性包括散热能力、耐高温性和机械稳定性（不应轻易破裂）。水溶性材料能够在多大程度上提供这些功能是值得怀疑的，”他说。
Manoj Sukumaran称，他还对回收此类电路中的组件能否产生任何重大价值表示怀疑。“收集和回收过程本身的成本可能是组件成本的数倍，”他说。
不过，Manoj Sukumaran谨慎的表示，他相信 Soluboard 未来可能会用于大多数电路板设计中。“它可用于目前单面和双面商品板以及未来多层PCB中的大多数刚性PCB。它不适合柔性电路板。”他说。
