Do Resíduo ao Valor: Produção de PCBs Ecologicamente Consciente

No caminho para se tornar mais sustentável, a indústria eletrónica está a adotar procedimentos ecológicos na produção de Placas de Circuito Impresso (PCBs). As práticas sustentáveis para o fabrico e reciclagem de PCBs só recentemente começaram a ser implementadas na indústria. Com as novas restrições ao uso de substâncias tóxicas e outras formas de fabrico, a indústria de PCBs está a enfrentar as alterações climáticas. Fabricantes notáveis de PCBs observam regras como os regulamentos RoHS e REACH e outros requisitos. Neste artigo, o leitor obterá uma visão sobre as questões relacionadas com os efeitos ambientais das PCBs e as abordagens sustentáveis adotadas pelas empresas líderes nas indústrias.

Impacto da Produção de PCBs no Ambiente:

A produção de PCBs ecologicamente consciente visa abordar estas questões através de soluções inovadoras e sustentáveis. O fabrico tradicional de PCBs gera resíduos significativos:

• Poluição Química: Os processos de gravação de PCBs libertam produtos químicos perigosos, como ácidos e solventes, no ambiente.
• Consumo de Energia: Processos de alta energia, como perfuração e galvanização, contribuem para as emissões de carbono.
• Desperdício de Material: O excesso de cobre, resina e restos de laminado frequentemente vão para aterros sanitários.

Estratégias para uma Produção Sustentável de PCBs

Reciclagem e Reutilização de Materiais: Recuperar restos de cobre para reutilização reduz o consumo de matéria-prima. Reciclar materiais não condutores da placa minimiza as contribuições para aterros.

Materiais Verdes: Usar laminados sem halogéneo elimina fumos tóxicos durante o descarte. PCBs biodegradáveis estão a surgir como alternativas ecológicas. Cumprir as normas RoHS elimina o chumbo nocivo das PCBs.

Conservação de Água e Energia: Sistemas de água em circuito fechado reciclam a água de enxaguamento para minimizar o desperdício. Fontes de energia renováveis, como a energia solar, estão a ser integradas nas instalações de produção.

Técnicas de Fabrico Inovadoras: O fabrico aditivo (impressão 3D) reduz o desperdício de material ao depositar material apenas onde necessário. A perfuração a laser minimiza o uso de energia em comparação com a perfuração mecânica tradicional. As tecnologias de automação e IoT otimizam o uso de energia e reduzem o desperdício.

Papel dos Designers e Fabricantes: Optar por designs minimalistas para reduzir o uso de material. Colaborar com fornecedores que oferecem matérias-primas com certificação ecológica. Priorizar processos de fabrico de baixo consumo energético e baixa produção de resíduos.

Fabrico Sustentável de PCBs:

Anteriormente, a produção de PCBs costumava depender do uso de chumbo e formaldeído, que eram produtos químicos altamente tóxicos, tornando a produção muito perigosa para os trabalhadores e prejudicando o ambiente. A água nociva produzida durante os processos de gravação continha metais pesados, que prejudicavam muito o ambiente. Com o tempo, os fabricantes de PCBs passaram a cumprir as diretivas RoHS e REACH, o que lhes permitiu usar funções práticas.

RoHS: Significa Restrição de Substâncias Perigosas. Proíbe certos produtos químicos em componentes eletrónicos acabados, como placas de circuito impresso e cabos. A RoHS visa abordar a questão global dos resíduos de eletrónica de consumo. Veja o que está abrangido pela conformidade RoHS no nosso novo artigo detalhado sobre o assunto.

REACH: Significa Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos. Exige que os fabricantes de eletrónica:

• Registem os produtos químicos que produzem, importam ou usam
• Avaliem os dados de segurança de produtos químicos preocupantes
• Eliminem gradualmente produtos químicos de "elevada preocupação" e os substituam por alternativas mais seguras

Estas incluem a eliminação de substâncias tóxicas, a garantia de cadeias de fornecimento éticas e o uso de materiais ecológicos. Ao selecionar um fabricante, priorize aqueles que aderem a estas normas para apoiar uma indústria de PCBs mais sustentável. Embora os fabricantes de PCBs tenham de enfrentar vários desafios ao adotar uma produção ambientalmente sustentável. Por exemplo: custos iniciais mais elevados, os materiais verdes podem ter compromissos de desempenho e normas globais variadas podem complicar a implementação.

Substâncias Restritas sob Conformidade ROHS:

O objetivo da diretiva é reduzir o impacto ambiental e os riscos para a saúde destas substâncias. A RoHS é frequentemente referida como a "diretiva sem chumbo", mas restringe o uso das seguintes dez substâncias:

• Chumbo (Pb)
• Mercúrio (Hg)
• Cádmio (Cd)
• Crómio hexavalente (Cr6+)
• Bifenilos polibromados (PBB)
• Éter difenílico polibromado (PBDE)
• Ftalato de bis(2-etilhexilo) (DEHP)
• Ftalato de butilbenzilo (BBP)
• Ftalato de dibutilo (DBP)
• Ftalato de diisobutilo (DIBP)

As concentrações máximas permitidas em produtos não isentos são de 0,1% ou 1000 ppm (exceto para o cádmio, que está limitado a 0,01% ou 100 ppm) em peso.

As restrições aplicam-se a cada material homogéneo no produto, o que significa que os limites não se aplicam ao peso do produto acabado, ou mesmo a um componente, mas a qualquer material único que possa (teoricamente) ser separado mecanicamente – por exemplo, o revestimento de um cabo ou o estanhamento de um terminal de componente.

Antes que os produtos possam ser vendidos na UE, os fabricantes, importadores e distribuidores de PCBs devem cumprir os regulamentos RoHS. Um conjunto de PCB não pode conter estas substâncias restritas acima do limite permitido para estar em conformidade com a ROHS. Além disso, têm de manter documentação e rastreabilidade adequadas para demonstrar a conformidade.

Substâncias que Suscitam Elevada Preocupação ao abrigo da iniciativa REACH:

Enquanto a conformidade com os regulamentos RoHS restringe o uso de materiais perigosos num produto final, a iniciativa REACH controla os produtos químicos usados durante os processos de fabrico de placas de circuito impresso, componentes elétricos e componentes eletrónicos. Esses produtos químicos estão na lista de Substâncias que Suscitam Elevada Preocupação (SVHC) e incluem:

• Ftalato de dibutilo
• Ftalato de di(2-etilhexilo)
• Hexabromociclododecano
• Ftalato de butilbenzilo
• Óxido de tributilestanho

Em contraste com a RoHS, a REACH aplica-se à cadeia de fornecimento, bem como aos fabricantes. Um fornecedor deve notificar um fabricante de PCBs que as placas de circuito nuas, placas de circuito montadas, invólucros, componentes, subconjuntos e produtos acabados cumprem a iniciativa REACH.

Qual é o Impacto do Fabrico de PCBs no Ambiente?

Historicamente, o fabrico de PCBs tem levantado algumas preocupações ambientais devido a práticas de uso intensivo de energia que resultam em altas taxas de emissão. Além disso, sem uma gestão adequada de resíduos, o fabrico de PCBs contribui para resíduos perigosos que podem afetar a saúde e a segurança humanas.

Infelizmente, o impacto do fabrico de PCBs em si é apenas uma pequena percentagem do impacto criado por toda a indústria eletrónica. Desenvolver soluções sustentáveis para o fabrico de PCBs inclui mudar as práticas de fabrico de componentes feitos por fornecedores terceiros.

Como o Fabrico de PCBs Mudou Atualmente:

Hoje, os fabricantes de PCBs integraram novas técnicas para melhorar o desempenho e a fiabilidade das PCBs, substituindo materiais proibidos. Por exemplo, em vez de solda de estanho-chumbo, é usada uma solda de estanho-prata-cobre. Embora a prata seja um material de risco, a sua utilização na forma de floco de prata em solda de estanho-prata-cobre é ambientalmente amigável.

• Materiais: Para ligações fortes com alta condutividade, são usados adesivos feitos de polímero de silicone ou poliamida contendo flocos de prata.
• Tecnologias: A galvanoplastia, a formação de esferas de solda e a imersão em solda são métodos sem chumbo para aumentar a funcionalidade da solda.

A mudança para soldagem sem chumbo também incentivou as equipas de design a trabalhar em estreita colaboração com os fabricantes para chegar a layouts altamente compactos. Isto deu aos fabricantes a capacidade de produzir placas de pequeno tamanho a baixos custos. Tais melhorias são feitas nas PCBs para garantir que as políticas e regulamentações ambientais sejam cumpridas sem sacrificar a qualidade.

Conclusão:

As notícias sobre as alterações climáticas globais incomodam-no constantemente? Não há espaço para procrastinação, pois é preciso prestar atenção à eco-sustentabilidade dos produtos oferecidos pelas empresas. O design e fabrico de PCBs ambientalmente benignos são fundamentais para alcançar um futuro sustentável. Há um movimento ambiental considerável na indústria eletrónica se práticas sustentáveis forem empregues em todas as fases da produção. Há uma garantia de que a sustentabilidade e o desenvolvimento tecnológico, que muitos consideram como objetivos opostos, podem ser reunidos por fabricantes, consumidores e designers. A escolha é quase sempre dada. A sustentabilidade não é, neste caso, no que diz respeito ao design e fabrico de PCBs.