PCB的可(kě)持续制造方式

2021-03-12

PCB行业对环境的奉献似乎令人怀疑。复杂的多(duō)步骤制造过程依赖于溶剂，例如乙二醇醚和有(yǒu)毒化學(xué)品，其中包括甲醛，二甲基甲酰胺和铅。例如，PCB蚀刻过程中的冲洗水含有(yǒu)高浓度的铜，铅，镍，铬和锡。除了用(yòng)化學(xué)药品填充的废水污染环境，并用(yòng)危险废物(wù)填埋垃圾，PCB生产过程还使工人接触到可(kě)能(néng)造成生殖伤害的致癌物(wù)和化學(xué)药品。 

幸运的是，多(duō)年来，PCB的制造方式已经发生了变化。尽管要实现真正可(kě)持续的PCB制造过程仍需进行大量工作，但遵守有(yǒu)害物(wù)质限制（RoHS）指令以及化學(xué)品注册，评估，授权和限制（REACH）计划已促使PCB制造商(shāng)：

放弃使用(yòng)有(yǒu)毒化學(xué)品

检查供应链的道德规范

发现板组件的环保替代品

在比较PCB制造商(shāng)时，请始终检查它们是否符合RoHS和REACH法规，因為(wèi)这些法规使PCB行业开始着手迈向更可(kě)持续的未来。

有(yǒu)害物(wù)质指令限制

RoHS于2003年被欧盟采用(yòng)，并于2011年得到扩展。RoHS禁止在電(diàn)路板中使用(yòng)有(yǒu)毒物(wù)质，并且已获得进口商(shāng)，分(fēn)销商(shāng)和制造商(shāng)的全球合规性。RoHS禁止使用(yòng)的有(yǒu)毒物(wù)质包括：

带领 

汞

镉 

六价铬 

多(duō)溴联苯 

多(duō)溴二苯醚

四类邻苯二甲酸盐

除了从PCB制造过程中消除这些化學(xué)物(wù)质之外，RoHS符合性还涵盖应用(yòng)于電(diàn)子产品的任何電(diàn)镀或表面处理(lǐ)，并涉及维护有(yǒu)关符合性和不符合性的文(wén)档。

原始的RoHS也适用(yòng)于连接到PCB的组件，子组件和布線(xiàn)，而RoHS 2涵盖了所有(yǒu)電(diàn)气/電(diàn)子设备，電(diàn)缆和组件。RoHS 3将其他(tā)邻苯二甲酸盐列為(wèi)危险物(wù)质。符合RoHS指令会导致在产品上加上CE标志(zhì)。

化學(xué)品注册，评估，授权和限制计划

像RoHS一样，REACH计划始于欧盟。但是，美國(guó)许多(duō)司法管辖區(qū)对危险化學(xué)品的使用(yòng)也有(yǒu)类似的限制。美國(guó)环境保护局使用(yòng)称為(wèi)“化學(xué)和其他(tā)环境影响的减少和评估工具”（TRACI）和“风险筛选环境指标”（RSEI）的补充筛选方法来量化环境影响。

尽管遵守RoHS法规限制了最终产品中使用(yòng)有(yǒu)害物(wù)质，但REACH计划控制着印刷電(diàn)路板，電(diàn)气组件和電(diàn)子组件制造过程中使用(yòng)的化學(xué)物(wù)质。这些化學(xué)物(wù)质在高度关注物(wù)质（SHVC）列表中，包括：

邻苯二甲酸二丁酯 

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯

六溴环十二烷  

邻苯二甲酸丁苄酯

三丁基氧化锡

与RoHS相比，REACH适用(yòng)于供应链以及制造商(shāng)。供应商(shāng)必须通知PCB制造商(shāng)裸露的電(diàn)路板，组装的電(diàn)路板，外壳，组件，子组件和成品均符合REACH倡议。

如今如何制造PCB

尽管每种禁止使用(yòng)的化學(xué)品都為(wèi)PCB制造提供了优势，但行业中已经找到了具有(yǒu)相同（甚至更好）性能(néng)和可(kě)靠性的替代产品。例如，PCB制造过程不使用(yòng)铅锡焊料，而是依靠锡银铜焊料。即使银是有(yǒu)害物(wù)质，锡银铜焊料中使用(yòng)的少量银也不会对环境造成有(yǒu)害影响。 

与锡银焊料一起，PCB制造商(shāng)还使用(yòng)有(yǒu)机硅和聚酰胺聚合物(wù)粘合剂，其中包括小(xiǎo)的嵌入式银片，以实现高导電(diàn)性并牢固地粘合到電(diàn)路板上。其他(tā)无铅焊料技术包括電(diàn)镀，焊球形成技术和焊料浸渍技术。 

转向无铅焊接也促使设计团队和制造商(shāng)合作，以紧密封装的组件实现简化的布局。结果，制造商(shāng)获得了以较低的成本制造较小(xiǎo)的板的能(néng)力。

纸质PCB提供另一种替代解决方案

除了禁用(yòng)RoHS的化學(xué)药品外，PCB制造商(shāng)还开始在生产过程中不再使用(yòng)乙二醇醚，甲醛和二甲基甲酰胺。 

将组件安装在柔性纸质基板上的纸质PCB（P-PCB）将可(kě)靠的功能(néng)与环保，可(kě)再生材料结合在一起。P-PCB依靠将表面安装的组件连接到锡或锌导體(tǐ)的无铅导電(diàn)胶。这些导體(tǐ)通过丝网印刷，3-D打印或喷墨打印转移到纸质PCB上。

在导電(diàn)性，可(kě)靠性，多(duō)层功能(néng)和電(diàn)阻损耗方面，原型纸质PCB已展示出与传统電(diàn)路板相同的功能(néng)。典型的P-PCB制造过程涉及使用(yòng)添加技术将ECA印刷到纸质基材的每一层上。下一步包括固化粘合剂，对齐逐层電(diàn)路，然后使用(yòng)压敏粘合剂将各层相互粘合。在每一层上打通孔之后，继续将表面安装器件安装到导體(tǐ)上，此过程继续进行。

尽管纸质PCB仍处于原型阶段，但先进纸质材料的发展有(yǒu)望提供可(kě)将基于纸的技术用(yòng)于高速，高密度应用(yòng)的特性。纸材料的进步通过改善的导電(diàn)性和导热性，增强的耐火性，防潮性和改善的介電(diàn)性能(néng)，抵消了RoHS禁令材料所带来的性能(néng)损失。