电子工程专辑讯 近日，英飞凌推出可生物可降解的印刷电路板（PCB）基板的演示内容引起热议，该PCB板采用Jiva Materials Ltd公司最新研发的Soluboard材料，Soluboard是通过聚合物和无卤阻燃剂浸渍天然纤维制成，是一种完全可生物降解的材料。
Soluboard材料，来源Jiva官网
众所周知，传统电子废弃物会造成严重的环境污染，更何况该电子垃圾数量持续增长，根据世界经济论坛数据显示，在全球范围内估计每年会产生超过5000万吨的废弃电子元器件，目前传统的电子垃圾处理方式是先破碎，然后焚烧或填埋，而且PCB中可重复利用的贵金属材料也很难得到有效的回收。
Soluboard是如何做到可生物降解回收利用的？ Soluboard中的无卤阻燃剂浸渍天然纤维被封装在无毒聚合物中，这种聚合物在浸入90℃热水中且30分钟时间会溶解，溶解后的聚合物溶液可以正常进行废水处理，PCB板上的电子元器件会分离，剩余的天然纤维可以作为肥料再次利用。
从视频截图中来看，英飞凌的演示过程中其电子元器件在沸水中已经逐渐剥离 Soluboard PCB板。
来源英飞凌采用 Soluboard可生物降解的印刷电路板基材视频展示截图
在Jiva官网上推出的可生物降解和可回收的Soluboard PCB板视频讲解中，Soluboard PCB基板的有机材料在浸入90℃中加热30分钟，电子元器件被轻松分离，随着聚合物的溶解，该纤维材料开始分层，能轻松的像纸片一样被撕开。
但真的把Soluboard材料用在电子设备中多少让人担忧其可靠性，Soluboard材料究竟能应用到哪种程度，推向商业进程是否有可能？
Jiva成立于 2017 年 9 月，总部位于英国的汉普郡沃特卢维尔，获得了英国皇家艺术学院和 Venrex Investment Management LLP 的种子前投资，并被 InnovationRCA 孵化器接纳。
为推进 Soluboard 的商业化，Jiva也因此获得了一轮 100 万英镑的融资。
Soluboard材料是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，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 Ltd公司。
目前PCB行业使用的基材是由环氧树脂和玻璃纤维构成的，处理废弃多氯联苯的少数商业方法是将其粉碎并焚烧，以提取其中的贵金属。这种低效的过程非常耗能，并导致回收的任何贵金属价值大幅损失。
Soluboard可以作为PCB行业市场上所使用的FR-4材料的替代品，FR-4或FR4是指由环氧树脂和玻璃纤维织物组成的一类阻燃阻燃复合材料。缩写FR代表英文阻燃剂，符合UL94V-0的要求。该材料在市场上有不同的版本，具有不同的吸水率、玻璃化转变温度、介电常数和介电损耗因数。Soluboard可以与环氧树脂和玻璃纤维相媲美。
Soluboard 的多层生物复合材料结构能满足电子行业大多数部门的机械和电气要求。
对比FR-4 中使用的环氧树脂和玻璃纤维，Soluboard的燃烧能减少大气中的碳和其他致癌物质的排放量，焚烧过程中也如FR-4 一样容易燃烧。重要的是，一平方米 Soluboard PCB 的碳足迹估计为 7.1 千克，一平方米标准 FR-4 PCB 的碳足迹估计为 17.7 千克，这相当于总体碳足迹减少 60%。确实在很大程度上减少了碳排放量，在保护环境上起到一定的帮助。
Jiva公司也在不断优化Soluboard，解决在技术层面上Soluboard材料的疑惑，Jiva公司给出回答，比如：
1、Soluboard 容易受潮吗？
Jiva表示，Jiva 正在确保 Soluboard 与水性 PCB 制造工艺兼容。Jiva 还设计了能够耐受高湿度环境的 Soluboard。
2、Soluboard 有可用的技术数据吗？
Jiva表示，Jiva 正在全面测试 Soluboard，以确保其满足 PCB 行业预期的技术要求。
3、电路如何应用于 Soluboard？
Jiva表示，Jiva 正在优化 Soluboard，使其可以与加成法（导电银油墨和铜烧结）和减成法（传统铜箔蚀刻）一起使用。
也不是任何液体以某种方式溅到电子设备上，就可以破坏Soluboard PCB板子，似乎需要大量的水和持续的高温才能降解 Soluboard。
先说下价格，新产品的发现其价格成本会高很多，就对比当前的PCB基板材料成本就高出了50%-75%。不过如果Soluboard材料能走量的话，其价格就跟传统PCB材料差不多，Swanston博士表示，传统PCB材料每年生产的规模超过2.5亿平方米，如果Soluboard能按照这种规模生产的话，其价格是相同。
还有一个潜在限制是，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，且走线之间有绝缘层。Jiva 拥有制造适用于多层板的层压板的技术路线图，不过预计要在未来几年才能供应该市场。
在PCB板材料下功夫，可生物降解的技术开发确实是得到市场的关注，但现在的Soluboard PCB还只适用于低可靠性的消费电子产品上，对于多层主板的PC或者服务器系统来说，并不适用。
就比如PCB特性包括散热能力、耐火性和机械稳定性（不应轻易破裂）等，Soluboard这种水溶性材料能否胜任是受到质疑的。
不过Swanston 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。”
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。而且收集和回收过程的成本可能也会很高。
Soluboard如果真的能解决传统PCB板的问题，从长远来看，不仅能减少企业对原材料进口的依赖，还能减少电路板造成的电子元器件浪费，这对电子行业的循环经济起到一定的推进作用。
使用天然纤维的复合材料是一个具有争议的话题，但英飞凌仍推进并探索更多在该材料上的可能性。英飞凌考虑未来的PCB产品逐步替换成可回收循环使用的材料，英飞凌还制定了少量的Soluboard产品与选定客户共享，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。
英飞凌 Soluboard 产品，来源Jiva
除此之外，Jiva 还在继续开发适合黄麻等纤维的应用材料，与市场上现有的玻璃纤维 PCB 基板相比，黄麻纤维的密度较低，从而减少货运碳排放，以及通过 Jiva 的新型水基回收工艺完全可回收。内部测试还表明，Soluboard 的电气性能与玻璃纤维 PCB 基板相当。
也就是说，Jiva 的 Soluboard实际上是一种片状纤维增强聚合物 (FRP)，与任何复合材料或玻璃钢一样，就是在材料替换过程中能降低碳排放量，以及减少对环境的污染。
Jiva也跟微软合作，就是微软主要研究人员之一 Bichlien Nguyen参与研发使用 Soluboard作为 PCB 层压板“制造地球友好型电子产品”，助力微软到 2030 年实现碳负值和净零废物排放目标。
Jiva 也在积极寻求与潜在客户合作的项目，比如与英国主要合作伙伴之一Printed Electronics Ltd (PEL)，Jiva 和 PEL 合作开发了一款开源 Arduino 的单面变体，这是一种在创客社区中普遍使用的微控制器。PEL 是全球电子设计和制造专家，专注于功能材料印刷工艺开发的各个领域。
不过Soluboard在电子产品中的使用还存在很多隐患，离真正商用还需要较长一段时间，不仅是产品性能还是成本价格问题。不过随着更多企业与之合作推进，这个时间或将会大幅缩减，毕竟可降解的PCB和可循环使用的IC在电子行业中也是多一种可选性。
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