PCB Biodegradabili: Aiuteranno Davvero Lo Smaltimento Dei Rifiuti PCB?

 

Non è incredibile l’espansione dell’industria del PCB? Negli ultimi 100 anni, siamo passati dall’utilizzare fili di ottone e pezzi di legno per incidere tracce di rame e substrati in vetroresina. Ora settori come l’Internet delle Cose (IoT) e i sistemi di assistenza di guida avanzati (ADAS) nelle automobili stanno accelerando la crescita. Ci sono milioni di PCB che esistono oggi e quel numero continuerà soltanto a crescere.

La cosa bella è che progettiamo PCB per durare anni ed anni, ma i dispositivi che accendono durano poco. Ogni due anni La Legge di Moore decreta che il nostro stato dell’arte dei PCB è obsoleto. Quindi i consumatori li getta e compra la generazione successiva di apparecchi.

Da quando abbiamo progettato il primo PCB fino all’ultimo, il disfacimento spesso è stato un problema e le nostre soluzioni elettroniche possono tramutarsi in problemi ambientali. I PCB biodegradabili possono aiutare a risolvere il problema dello smaltimento elettronico dando accesso a una gamma più vasta di proprietà di materiale per i nostri circuiti. 

 

Cimitero di PCB.

È Effettivamente un Problema lo Smaltimento di PCB? 

È effettivamente un problema lo smaltimento di PCB? Non solo è un reale problema di rifiuti,ma anche la durata e la tossicità dei PCB ne fanno un problema. 

I gruppi ambientali stimano che 25,000,000 tonnellate di rifiuti elettronici (e-waste) vengono prodotti in tutto il mondo ogni anno. Circa tutto (82%) finisce in discariche. Mentre siamo orgogliosi dei nostri design PCB, i dispositivi che accendiamo sono spesso fatti con uno standard minore. Il nostro PCB potrebbe durare 20 anni, ma smart fork (forchetta smart) che ci impiantano attorno, durerà solo 1 anno. Quando questo pessimo progetto viene interrato in una discarica il PCB all’interno sarà lì per anni, rilasciando tossine nel sottosuolo. 

Bene, perchè non riciclare i circuiti anziché gettarli in discarica? La maggior parte dei processi di riciclo sono un azzardo ed hanno gravi rischi per la salute. Inoltre, necessitano di un lavoro di laboratorio intenso. Ciò significa che le basette devono essere spedite in paesi con costo della manodopera inferiore per essere riciclati. Questi trucchi logistici si rivelano tutt’oggi in costi elevati nel riciclaggio di PCB. La risposta ad entrambi i problemi potrebbero essere i PCB biodegradabili. Sarebbe bello poter gettare un PCB in una discarica e sapere che si dissolve no? 

I PCB biodegradabili sarebbero più facili anche da riciclare. Abbiamo la nostra soluzione, ma è effettivamente possibile?

 

Come possiamo rendere il riciclo dei PCB più semplice? 

Sono Realmente Realizzabili i PCB “Green”? 

I PCB biodegradabili non sono solo delle soluzioni da hippy inverosimili che non accadranno mai. I ricercatori stanno già studiando i materiali che possono renderlo possibile. 

Potresti aver pensato che ero pazzo a parlare di PCB che si dissolvono, ma già esistono. Alcuni ricercatori hanno creato dei PCB solubili in acqua che misurano la temperatura dei dati e trasmettono quei dati in modalità wireless. I conduttori in un dissolubile sono fatti di metalli transienti, come tungsteno o zinco. Sebbene questi metalli non siano conduttori alla stregua di rame, argento o oro, i ricercatori stanno lavorando per migliorare la loro conduttività. Rimpiazzare metalli a corrente, che può essere tossico, con metalli transienti sarebbe un enorme passo in avanti. 

L’altro lato dell’equazione ambientale è il substrato del PCB. C’è un’ampia varietà di materiali che viene studiata per essere utilizzata nei substrati. Tutto dalle piume di gallina all’olio di soia, alla carbossimetilcellulosa sodica (Na-CMC). Con multipli candidati, ci sono anche più opportunità per differenti specifiche di substrato.

Possono Essere All’Altezza i Circuiti Eco Sostenibili? 

Quando sento le parole “eco sostenibile” penso inconsistente. Ovviamente, questa non è una qualità che vogliamo nei nostri PCB. Quindi come si comparano i materiali verdi a quelli tradizionali quando si parla di proprietà dei materiali? 

  1. Proprietà Meccaniche - La prestazione meccanica delle basette “green” è una preoccupazione reale. Anche se la tua basetta è fatta di fibre di banana, non vuoi che sia debole come una foglia. I biomateriali nelle loro forme correnti, ancora non reggono il confronto con FR4 quando parliamo di forza. In ogni caso, i ricercatori si stanno muovendo nei materiali dei substrati combinati e si aspettano di ottenere basette con proprietà fisiche simili.

  2. Proprietà Termiche - La prestazione termica è un altro aspetto serio. Non desideri che la tua basetta prenda fuoco durante il riflusso di saldatura o durante il suo funzionamento. I substrati di biomateriale hanno soglie di temperatura più basse rispetto al FR4, ma saldature a basse temperature rendono impossibile la produzione. Per quanto riguarda il funzionamento, uno studio sulle fibre di banane ha funzionato con successo a 45 C. Ancora un po’ basso, ma un buon design termico e ulteriori ricerche potrebbero spingere la gamma della temperatura. 

  3. Costanti Dielettriche - Le costanti dielettriche sono una grossa preoccupazione, visto che stanno diventando sempre più importanti nei circuiti ad alta frequenza. Questa è un’area in cui le basette biodegradabili competono allo stesso livello delle basette tradizionali. Le stesse fibre di banana hanno raggiunto le costanti dielettriche fra 2 e 36, ben dentro il range richiesto. Infatti, l’ampia gamma di biomateriali dovrebbe permettere ai progettisti di scegliere fra un’ampia gamma di costanti dielettriche per i propri circuiti.

Quando si parla di proprietà del materiale, le opzioni ecosostenibili non sono abbastanza. In ogni caso, ulteriori ricerche nelle opzioni del materiale dovrebbero fornire progressi in questi settori. in these arenas. Prova di tale concezione di circuiti è stata già creata e testata. Ciò dimostra che le basette “green” non sono solo un sogno folle. Come crescono le opzioni di PCB basati sul bio, possono aiutarti a risolvere il problema degli e-waste e del riciclo dell’elettronica.

Le tecniche di progettazione di basette stanno diventando molto più complicate , ed i PCB “green” si aggiungeranno alla confusione. Necessiti di un buon software di design PCB per aiutarti a farsi carico del lavoro e lasciarti concentrare sulla progettazione. CircuitStudio® ha un’ampia gamma di funzionalità avanzate che si evolvono con il tempo. Se vuoi progettare circuiti di futura generazione, avrai bisogno di un software all’avanguardia. .

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