回路技術研究所: PCB リサイクルへの新しいアプローチ

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Innovate UK SMART Grant によって資金提供された 2 年間のプロジェクトは、天然由来の生分解性で毒性のない製品を使用して電子廃棄物の影響を軽減することを目的としています。 3 月 2 日に開催された回路技術研究所の年次総会のウェビナーに参加した人々は、このプロジェクトと英国 REACH 規制に基づく法定事務処理義務について詳しく学びました。

正式なビジネスの後、ICT 議長の Emma Hudson がこの技術ウェビナーの紹介と司会を務め、ReCollect プロジェクトの進捗状況に関する最終最新情報を提供し、英国 REACH 規制の法的影響について議論しました。

ReCollect (電気製品用のリサイクル可能な複合積層板の効率的な製造) は、Innovate UK SMART Grant スキームによって資金提供され、Coventive Composites と提携した Jiva Materials が主導する 30 か月のプロジェクトでした。 ReCollect プロジェクトは、生分解性で毒性のない天然由来の製品を使用して、電子廃棄物の流れの影響を軽減することを目的としています。

使用済みの回路基板を管理する代替方法として提案されたこのプロジェクトは、天然繊維織物をベースにした「Solboard」として知られる新しいリサイクル可能なラミネート技術を使用して、サプライチェーンからガラス繊維とエポキシ樹脂を除去することに焦点を当てています。補強材と熱水に溶けるポリマー。 この材料は、耐用年数が経過したときに、沸騰に近い水に浸すだけで​​ポリマーを溶解させるだけでリサイクルでき、繊維強化材を簡単に分離して再処理または堆肥化することができ、電子部品や回路を回収することができます。無傷。

主な目的は、英国内で CEM-1 および FR-4 に匹敵する性能を備えた PCB 基板を大量生産する実現可能性を実証することでした。 第 2 の目的は、この基板が PCB 製造で使用される既存の水性エッチングおよびめっきプロセスと互換性があることを確認することでした。 ICT は普及と業界へのフィードバックを提供してきました。 このプロジェクトは現在終了しており、Jiva Materials のマネージング ディレクターである Jack Herring 氏が、達成された内容について有意義な要約を述べました。

Herring 氏は、当初のターゲット市場は家庭用機器の汎用 PCB であり、そこからの廃棄物が WEEE の 32% を占めていると説明しました。 製品には、PC周辺機器、電源回路、LED照明が含まれます。 同氏は、WEEE指令では廃棄物回収の責任が製品のメーカーにあること、また、WEEE回収スキームを通じて回収された製品からSoluboard PCBをリサイクルのために除去できることを聴衆に思い出させた。

二酸化炭素削減を考慮すると、Solboard の 1 平方メートルの二酸化炭素排出量は 7.1 kg の CO2 に相当し、FR-4 の同様の平方メートルの二酸化炭素排出量は 17.7 kg であり、60% の削減に相当すると同氏は述べました。 また、FR-4 と比較した Soluboard のプラスチック節約量は 1 平方メートルあたり 620 グラムです。 FR-4と同等の販売価格を実現し、PCB製造用の銅張積層板やプリンテッドエレクトロニクス用途のアンクラッド積層板として供給可能です。

Soluboard は PCB 製造の業界標準の湿式プロセスと互換性があることが実証されています。 穴あけや配線が簡単で、PCB アセンブリは低温合金でうまくはんだ付けできます。 ヘリング氏は、熱硬化ソルダーレジストを備えたプリントアンドエッチング技術によって製造された電源ユニット用の基板の例を示しました。 さらなる例は、必要な反射率レベルを達成するように設計された LED 照明用のボードです。 プリンテッド エレクトロニクスの文脈では、アンクラッド Soluboard は、業界標準の機能性銀インクを使用して Arduino マイクロコントローラー用のボードを製造するために使用されています。

機械的および電気的特性の包括的なリストを含む予備的な技術データシートが作成されていました。 この材料はUL94V-0と同等の可燃性評価を有しており、間もなく正式に認められる予定です。

将来に向けてニシン氏は今後の計画について話し合った。 当初のターゲット市場は汎用 PCB (メッキスルーホールのない片面および両面) であり、この技術レベルは Innovate が資金提供した ReCollect プロジェクト内で達成されていました。 今後は、マルチレイヤー アプリケーションに対応することを目的としています。 興味深い見通しの 1 つは、Dell Technologies の Concept Luna です。Dell は、製品の二酸化炭素排出量を削減して、最終的に材料やコンポーネントをリサイクルする前に、製品を再利用および修理可能にする方法を模索しています。 デルは「ベースに亜麻繊維、接着剤として水溶性ポリマーを使用して作られた新しいバイオベースのプリント基板」に明確な関心を示しており、ジバ氏はこのプロジェクトの協力者になることを楽しみにしているとヘリング氏は語った。

基材の開発に関しては、Soluboard の最初のバージョンは比較的粗い織りのジュート生地で補強されていました。 より細かい織りの生地により電気的特性が向上し、第 2 世代のラミネートの基礎を形成することになります。 水性めっきスルーホールの化学的性質に遭遇した場合、樹脂成分の溶解性は明らかにいくつかの障害を克服する必要があり、これは資金がさらに確保されたら取り組むべきさらなる開発分野でした。 もう 1 つの関心のあるトピックはインモールドエレクトロニクスであり、Soluboard の熱可塑性特性により適切な選択となり、回収計画から回収された Soluboard を処理する効率的なリサイクル装置が開発される予定です。

規制に対する体系的なアプローチ化学的良心と刺激的な法律の世界のテーマを続ける中で、パラケム コンサルティング ケミストのシニア パートナーであるコリン マーティン氏から、REACH (化学物質の登録、評価、認可、制限) 規制に基づく法的責任について思い出させられました。

REACH は、化学物質の固有の特性を特定することによって人間の健康と環境の保護を改善することを目的とした欧州の化学規制として 2007 年に制定されました。 英国は 2020 年 1 月 31 日に正式に EU を離脱 (「BREXIT」) したため、EU REACH 規制は法的拘束力を失いました。 これらは、製造された「製品」の組成に関する情報を開示するという新しい法的要件である英国の REACH に置き換えられましたが、開示要求は依然として EU 企業からサプライチェーンを遡ることになります。

REACH を担当する英国政府部門は環境食糧農村省 (DEFRA) であり、REACH 遵守に関する英国産業界の状況を確立するための調査を実施しました。 REACHとそれに伴う義務についてはメーカーはほとんど理解していないと結論付けた。 開示義務を遵守しないことは実際には犯罪であるにもかかわらず、業界のほとんどは規制やその影響について認識していませんでした。 調査結果を発表したばかりで、DEFRA は REACH に対して積極的な姿勢を示しており、その規制が施行されることになります。

次は何が起こる？ マーティンは、複雑な手順を解きほぐし、コンプライアンスに対する体系的なアプローチを提示することに着手しました。 同氏は、これには資源の投入が必要だが、訓練が系統的に取り組めばそれほど困難になる必要はない、と強調した。 製造品中の「高懸念物質」（SVHC）に関するデータを提供するデータベースを構築する必要がある。 データベースには、SVHC が特定され、その質量パーセントが計算された、すべての製造消耗品およびすべての製造品目または購入品目の在庫が含まれる必要があります。 消費者に提供するために必要な最小限の情報は SVHC の名前であり、これは 45 日以内に提供する必要があります。 データベースの管理に役立つ、専門の独自ソフトウェアを利用できます。

Martin 氏は、すべての消耗品とその構成のリスト例を示し、次に特定の製品の個々のコンポーネントを具体的に見ていきました。説明のために架空の独自のはんだマスクの構成を使用しました。 製品中のこれらの消耗品のそれぞれの濃度が測定されました。 同様に、彼の物品の目録には、各物品の製造に使用されるすべての成分とその質量パーセントがリストされていました。

このデータ収集がすべて完了すると、5 つのカテゴリーの正式なレポートを作成できるリソースが提供されました。個々の論文に含まれる 0.1% を超える濃度の英国 SVHC、EU SVHC と同様、含まれる英国 SVHC の顧客レポートEU の SVHC についても同様の記事があり、欧州化学庁は 1 年間に 1,000 kg を超える SVHC が処理されているかどうかを報告しています。

実際にプリント基板を製造する技術的なことに慣れ親しんでキャリアを積んできた私は、今日の法定事務処理義務が日常的な製造や品質保証の文書をはるかに超えていることを思い出しました。