從廢棄物到價值:環保意識的 PCB 生產
1 分鐘
- PCB 生產對環境的衝擊:
- 永續 PCB 生產策略
- PCB 的永續製造:
- RoHS 合規下的限制物質:
- REACH 倡議下的高度關注物質:
- PCB 製造對環境的影響為何?
- 現今 PCB 製造方式的改變:
- 結論:
在邁向永續發展的過程中,電子產業正於印刷電路板(PCB)的生產中採用環保程序。PCB 製造與回收的永續做法近期才開始在產業內實施。隨著對有毒物質使用的新限制及其他製造方式的出現,PCB 產業正積極應對氣候變遷。知名 PCB 製造商均遵守 RoHS 與 REACH 等法規及其他要求。本文將帶領讀者深入了解 PCB 對環境的影響,以及業界領導公司所採取的永續方案。
PCB 生產對環境的衝擊:
具環保意識的 PCB 生產旨在透過創新且永續的解決方案來處理這些問題。傳統 PCB 製造會產生大量廢棄物:
- 化學污染:PCB 蝕刻製程會將酸類與溶劑等有害化學物質釋放到環境中。
- 能源消耗:鑽孔與電鍍等高耗能製程會產生碳排放。
- 材料浪費:過多的銅、樹脂與基板邊料常被送往垃圾掩埋場。
永續 PCB 生產策略
回收與再利用材料:回收銅屑再使用可減少原料消耗,回收非導電板材則能降低掩埋量。
綠色材料:採用無鹵素基板可避免廢棄時產生有毒氣體;生物可分解 PCB 正成為環保替代方案;符合 RoHS 標準則可杜絕有害鉛的使用。
節水與節能:封閉式水循環系統可回收清洗用水以減少浪費;生產設施亦逐步導入太陽能等再生能源。
創新製造技術:積層製造(3D 列印)僅在需要處沉積材料,可減少浪費;雷射鑽孔相較傳統機械鑽孔更節能;自動化與物聯網技術可最佳化能源使用並降低廢料。
設計者與製造商的角色:選擇極簡設計以減少材料用量;與提供環保認證原料的供應商合作;優先採用低能耗、低廢料的製程。
PCB 的永續製造:
過去 PCB 生產依賴鉛與甲醛等劇毒化學品,不僅對工人危害極大,也嚴重破壞環境。蝕刻製程產生的廢水含有重金屬,對環境造成巨大傷害。隨著時間推移,PCB 製造商遵循 RoHS 與 REACH 指令,得以採用更安全的製程。
RoHS:全名為有害物質限制指令,禁止在電子元件成品(如印刷電路板與線纜)中使用特定化學物質,旨在解決全球消費性電子廢棄物問題。詳見我們關於RoHS 合規的最新文章。
REACH:全名為化學品註冊、評估、授權及限制法規,要求電子製造商:
- 註冊其生產、進口或使用的化學品
- 評估受關注化學品的安全數據
- 逐步淘汰「高度關注」化學品,並以更安全替代品取代
這些措施包括消除有毒物質、確保供應鏈合乎道德,並使用環保材料。選擇製造商時,請優先考慮遵守這些標準者,以支持更永續的 PCB 產業。然而,PCB 製造商在採用環境永續生產時仍面臨諸多挑戰,例如:初期成本較高、綠色材料可能影響性能,以及各國標準不一使實施複雜化。
RoHS 合規下的限制物質:
該指令旨在降低這些物質對環境與健康的衝擊。RoHS 常被稱為「無鉛指令」,但實際上限制以下十種物質:
- 鉛(Pb)
- 汞(Hg)
- 鎘(Cd)
- 六價鉻(Cr6+)
- 多溴聯苯(PBB)
- 多溴二苯醚(PBDE)
- 鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)
- 鄰苯二甲酸丁苄酯(BBP)
- 鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)
- 鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)
非豁免產品中各物質的最大允許濃度為 0.1% 或 1000 ppm(鎘除外,其限制為 0.01% 或 100 ppm)重量比。
限制適用於產品中每種均質材料,意即限制並非針對成品重量或單一元件,而是任何可(理論上)以機械方式分離的單一材料——例如纜線外皮或元件引腳的鍍錫。
產品於歐盟銷售前,PCB 製造商、進口商與經銷商皆須符合 RoHS 法規。PCB 組裝若超過允許濃度即無法符合 RoHS 規範。此外,亦須保留適當文件與可追溯性以證明合規。
REACH 倡議下的高度關注物質:
相較於 RoHS 限制最終產品中的有害物質,REACH 倡議則管控印刷電路板、電子元件及電子零件製程中使用的化學品。這些化學品被列入「高度關注物質(SVHC)」清單,包括:
- 鄰苯二甲酸二丁酯
- 鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯
- 六溴環十二烷
- 鄰苯二甲酸丁苄酯
- 氧化三丁錫
與 RoHS 不同,REACH 亦適用於供應鏈及製造商。供應商必須通知 PCB 製造商,裸板、組裝板、外殼、元件、子組件及成品均符合 REACH 倡議。
PCB 製造對環境的影響為何?
歷史上,PCB 製造因高能耗製程導致高排放量,引發環境擔憂。此外,若廢棄物管理不當,PCB 製造將產生有害廢棄物,可能影響人類健康與安全。
然而,PCB 製造本身的影響僅佔整個電子產業的一小部分。開發永續解決方案需改變第三方供應商生產元件的製造方式。
現今 PCB 製造方式的改變:
如今 PCB 製造商已整合新技術,在取代被禁材料的同時提升 PCB 性能與可靠性。例如,以錫-銀-銅焊料取代鉛錫焊料。儘管銀屬於有風險材料,但以銀片形式用於錫銀銅焊料時仍屬環保。
- 材料:為實現高導電性的強力黏接,採用含銀片的矽膠或聚醯胺聚合物膠黏劑。
- 技術:電鍍、焊球成型與浸焊均為無鉛方法,可提升焊點功能性。
轉向無鉛焊接亦促使設計團隊與製造商緊密合作,開發更緊密的佈局,使製造商得以低成本生產更小尺寸的電路板。這些改進確保 PCB 在符合環保政策與法規的同時,品質不受影響。
結論:
全球氣候變遷的消息是否讓你坐立難安?此刻已無拖延空間,必須關注企業產品的生態永續性。環保友善的 PCB 設計與製造是實現永續未來的關鍵。若在生產各階段採用永續做法,電子產業將出現顯著的環保轉變。透過製造商、消費者與設計師的共同努力,可將被視為對立的永續與科技發展結合。選擇權始終掌握在我們手中——在 PCB 設計與製造領域,永續並非遙不可及。
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