电路板在电子设备和系统中扮演着至关重要的角色,它是电子设备的基板,用于支持和连接各种电子元件,如电阻、电容、晶体管等。并在电子设备工作的时候,担任信号和电力的传输工作。此外,在大多数设备上,电路板还起到保护元件的作用,防止元件受到机械损坏、灰尘、潮气等外部环境的影响;保护元件之间出现“冲突”形成短路。甚至从电子产品的发展来看,除了各种元器件的小型化外,电路板的集成度也反映了电子产品的轻便、灵活程度。也正因如此,在技术发展的长河中,关于电路板的研发和制造始终是浓墨重彩的一笔,并且推动了电子产品的的发展,推动了制造业的发展。
但与此同时,电路板的普及与发展也为环境带来了巨大的压力,这种压力体现在其生产、使用和废弃过程中。尤其是淘汰时产生的污染,在过去很难被避免。当电子设备被淘汰时,电路板往往成为电子垃圾的一部分。这些废弃的电路板如果处理不当,其中的重金属和有毒物质可能会渗入土壤和水源,对环境和人体健康造成危害。此外,电路板中的金属和其他有价值的材料如果得不到有效的回收和再利用,也是对资源的一种浪费。
可问题同样出现在此——电路板的回收难度相较于其他零部件要大的许多。一方面电路板在制作时会将多种元素混合在一起,使用传统的回收方式通常只能简单地提炼出金属元素,但其他部分的物质由于难以分离,或者因为成本和技术问题,导致被直接丢弃。与此同时,为了分离,期间产生大量废气、有毒物质,也会直接污染大气、土壤和水源。
另一方面,电路板种类繁多,回收标准又严格,如果想要大范围回收,许多时候只能采用一系列复杂的物理和化学方法对其进行分解,这个过程中不但存在专业设备和操作人员的需求,还要保证回收企业有能力处理这些副产品。
这两方面原因也就导致了电路板回收成本过高,大部分时候只能简单的处理其中易于回收的部分后进行遗弃,造成资源浪费与二次污染。不过这种情况或许最近有望获得突破。
美国华盛顿大学科学家开发出一种新型印刷电路板,能够在保证性能同时,降低回收难度。据悉,这种电路板主要原材料为一类玻璃化环氧树脂(Vitrimer),这种材料在特定温度环境下,具备分子可重新排列并形成新键的特质。因此,用这种材料制成的电路板回收时,只需将其浸入沸点相对较低的有机溶剂中即可。此时,其内部塑料膨胀,变成果冻状物质,但玻璃板和电子元件并不会受到影响,可以完整取出。并且事后,果冻状物质还能够还原,用于制造新的PCB。
值得一提的是,根据测试结果来看,与传统电路板相比,新型电路板强度和电气性能时毫不逊色于传统电路板,但是却能够整体减少48%的温室气体排放和81%的致癌物质排放。