용해 될 수있는 회로 기판 재료를 찾고


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우리는 장치가 작동 한 후 장치를 더 이상 사용할 수 없거나 원하지 않는 경우 전체 장치를 액체에 용해시켜야하는 제품을 연구하고 있습니다.

이것은 다운 홀 응용 프로그램입니다. 장치 본체는 알루미늄 또는 마그네슘입니다. 소형 리튬 이온 배터리와 일부 전자 장치가있는 회로 보드가 있습니다. 현재 알루미늄 몸체를 용해시킬 수있는 기술이 있으며, 장치가 용해 될 때까지 약 5 % 염화칼륨 (KCl)의 소금물 용액이 순환됩니다.

우리 고객은 회로 기판을 분해 / 분해하고 싶습니다. 보드는 현재 FR4 유리 에폭시이며 상단 및 하단 레이어에 흔적이 있습니다. 트레이스를 최상층에만 제한 할 수있는 가능성이 있는지 살펴보면 알루미늄 회로 기판을 사용할 수 있습니다. 그러나 이것이 가능하기를 바랍니다.

적절한 PCB 재료 또는 보드를 용해시킬 수있는 기술에 대한 제안을 찾고 있습니다.

예를 들어, 우리는 훨씬 더 취약한 PCB 재료 (종이 에폭시)를 사용하고 작은 폭발성 전하를 사용하여 보드를 훨씬 작은 조각으로 산산조각내는 것을 고려하고 있습니다. 그러나 목표를 달성 할 수있는 다른 기술에 대해 배우고 싶습니다.

쇼핑 질문이 아닙니다. 누군가가 직접적으로 적합한 PCB 재료를 제안 할 수 있다면 정말 좋습니다. 그러나 비슷한 결과를 얻을 수있는 다른 기술을 따르고 있습니다.

소금물 용액으로 인해 개별 구성 요소가 용해되지 않는다는 것을 알고 있습니다. 그러나 목표는 시스템을 막지 않고 펌핑 할 수있을 정도로 조각을 작게 만드는 것입니다. 조각을 걸러내어 버릴 수 있습니다.

[편집하다]

아래 의견에서 :

1) 군대가 아님

2) PCB는 현재 약 1.5 "x 1.0"입니다. 더 크지 만 축소했습니다.

3) 배치부터 수명 종료까지의 작동 시간은 시간 단위로 측정됩니다. 저는 프로젝트의 수석 엔지니어는 아니지만 약 24 시간 동안 배터리 용량이 충분하다고 생각합니다.

4) PCB는 두꺼운 알루미늄 캐니스터 내부에 밀봉되어 있습니다. 작동 수명 동안 회로 보드는 액체에 노출되지 않습니다.

5) 테스트 한 최대 온도는 100C입니다. 놀랍게도, 우리가 사용하는 특정 Lipo 배터리는 그 온도에서 매우 행복합니다.

6) 장치가 더 작은 조각으로 분해되거나 부서지면 작업이 끝났을 때 방해받지 않도록 간단합니다. 사악한 것은 없습니다. "그 자체로 정리"입니다.


의견은 긴 토론을위한 것이 아닙니다. 이 대화는 채팅 으로 이동 되었습니다 . 도달 한 모든 결론은 질문 및 / 또는 답변으로 다시 편집해야합니다.
Dave Tweed

답변:


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런던의 NPL (National Physical Laboratory)의 연구원들은 파트너 인 In2Teck Ltd 및 Gwent Electronic Materials Ltd와 협력하여 온수에 담그면 개별 구성 요소로 분리되는 3D 인쇄 회로 기판을 개발했습니다. ReUSE 프로젝트의 목표는 점점 늘어나는 전자 폐기물의 양을 줄이기 위해 전자 어셈블리의 재활용 성을 높이는 것이 었습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오
출처 : http://environmentaltestanddesign.com/dissolvable-printed-circuit-board-recycled-with-hot-water/

그래도 효과가 없다면 질산은 거의 모든 것에 작용합니다.

아, 당신이 '자신의 롤'제조 공정을 원한다면, 용해성 물질 (일종의 셀룰로오스 일까?)을 찾아서 이러한 PCB 전도성 잉크 프린터 ( https : //www.voltera )로 인쇄 할 수 있습니다. io /

Edgar Browns의 제안에 따라, 평평한 플렉스를위한 폴리이 미드를 용해시키기위한이 아이디어 :

Methanol : THF = 1 : 1의 혼합물을 사용해보십시오. 1-2 일이 소요됩니다. Kapton을 용해시키는 가장 쉬운 방법은 물에 0.1-0.3M NaOH를 사용하는 것입니다. 알칼리성 용액을 사용하면 Kapton을 초기 단량체로 완전히 분해 할 수 있습니다.

https://www.researchgate.net/post/can_polyimide_filmskapton_dissolved

NaOH는 거짓말입니다. 캡톤을 용해시키기 위해 어떤 농도를 사용해야할지 모르겠지만 실험하기가 쉬운 것 같습니다.


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NaOH는 수산화 나트륨 (용액)이다. "표백제"는 일반적으로 매우 다른 화학 물질 인 차아 염소산 나트륨 (NaOCl)을 나타냅니다.
duskwuff

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당신의 권리, 어떤 이유로 나는 항상 표백제가 물을 뿌린다 고 생각합니다. 수정 해 주셔서 감사합니다
Voltage Spike

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아, 그리고 "0.1-0.3M"은 필요한 농도의 설명입니다. 꽤 약합니다.
duskwuff

1
내가 실험실에서 시도해 봐야 할 것 같은데 ...
Voltage Spike

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이것이 다운 홀 애플리케이션 인 경우 이미 매우 뜨겁기 때문에 열 전용 솔루션은 좋지 않습니다. 일반적으로 폴리이 미드 PCB는 이미 고온 다운 홀 애플리케이션에 사용되므로 폴리이 미드 pcb에 대한 플렉스 솔루션을 조정할 수 있습니다. 당신은 여전히 구성 요소 disolve해야
crasic

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당신은 금속 코어 PCB를 재고해야 . 고전력 LED에 사용했으며 기본적으로 표준 프로세스를 사용하여 집에서 에칭했습니다. 이것은 우리가 구입 한 것 입니다.

물론 그들은 당신의 디자인을 제한하고 (그리고 그들은 땜납을 귀찮게합니다), 양면수 있습니다 (내가 사용한 사람이 아닌 위와 동일한 공급 업체의 예). 그들은 당신에게 당신의 Al 사건이 녹이는 무엇이든 녹일 솔루션을 줄 것입니다.

절연 층은 일반적으로 두께가 100 μm이며 에폭시 기반 프리프 레그 인 것으로 보입니다. 표면 실장 부품을 다룰 수 있다면 작은 폴리머 단열재 조각이 나올 수 있다고 가정합니다. 라우팅, 보드 슬롯 또는 스크라이브 러로 손으로 점수를 매겨 작은 조각으로 나눌 수 있습니다 (연구가 일회성인지 프로덕션인지 아닌지 모르겠습니다. 어떤 프로세스가 그럴듯한가).


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알루미늄과 마찬가지로 알루미나는 수산화 칼륨에 용해되며 많은 제조업체의 기판으로 제공되며 일부 제조업체는 양면 알루미늄을 사용합니다.

아마도 가장 혼잡 한 해결책은 알루미나 기판의 알루미늄 금속 화일 것입니다. 아마도 부품을 부착하기 위해 특별한 솔더와 플럭스가 필요할 것입니다. 그러나 모든 인터커넥트는 알칼리 염 용액에 용해되어야합니다. 표준 옵션으로 제공 할 수있는 곳은 없습니다.

용해성 염과 결합 된 목재 펄프는 또 다른 흥미로운 실험이지만 제조 과정에서 물이없는 공정 만 사용해야합니다.


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FR4의 경우 섬유 사이에 에폭시를 용해 또는 분해하기 만하면됩니다. 일반적인 과정은 열분해하는 것입니다.

FR4 옆에는 PCB를 만들 다른 재료가 있습니다. 폴리이 미드 필름은 종종 플렉시블 보드에 사용되며, 이는 용해 될 수 있습니다.

https://electronics.stackexchange.com/a/221926/148363

적용에 대해 알지 못하는 경우이 유연한 PCB를 강성 또는 열 목적으로 더 쉽게 용해되는 다른 기판에 접착해야 할 수도 있습니다.

유연한 PCB도 쉽게 태울 수 있습니다. 일부 결함있는 제품은 음료수로 인해 유연한 PCB가 이미 손상되었습니다.

PCB 하우스와의 긴밀한 협업이 필요합니다. 이것은 다소 특이한 제품 요구 사항이기 때문입니다.


그들은 단단한 폴리이 미드 PCB를 만듭니다. 라미네이트 공급 업체의 예 - 이 솔라 , 아를의 85N
crasic

FR-2 en.wikipedia.org/wiki/FR-2는 어떻습니까?
spuck

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유연한 PCB를 사용하고 "can-crusher"디자인을 사용하여 한 축에서 압축 한 다음 두 번째 축에서 다른 축으로 다시 압축하는 것을 고려하십시오. 인클로저에서 쉽게 분리 할 수있는 펠릿이 남습니다.


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PCB를 폐기하는 가장 쉬운 방법은 프로젝트가 배포 된 후가 아니라 프로젝트의 디자인 단계에있는 것입니다. 즉, PCB를 전혀 사용하지 마십시오 .

회로는 코팅되지 않은 단단한 판지를 인쇄물로 사용할 수 있습니다 . 긴 리드 부품 (저항, 다이오드 등)은 골판지에 바로 붙일 수 있습니다. 짧은 리드 구성 요소 (IC)에는 소켓이 필요할 수 있습니다. 트레이스 대신에, 구식 와이어 랩 기술을 사용하여 연결하십시오 . 나는 이것을 오랫동안 가난한 사람의 프로토 타이핑 기술로 사용했습니다.

장치를 폐기 할 때가되면 판지는 쉽게 파기됩니다 (출처 : 약간 비가 올 때마다 내 파우치에있는 포장). 남은 것은 컴포넌트 자체와 Kynar 코팅 와이어 의 쥐 둥지입니다 . Kynar는 산에 강하지 만 산을 ​​파괴하는 용매가 있습니다 (일부 전자 부품에는 Kynar가 들어있을 가능성이 있으므로 어쨌든이 화학 물질이 필요할 것입니다). 가능하면 케이싱을 용해하는 데 사용하는 것과 동일한 산에서 분해되는 솔더를 선택하십시오.

이 방법의 주요 단점은 장치를 제조하기가 더 어렵고 (노동이 많고 자동화가 적음) 장치가 훨씬 견고하지 않다는 것입니다. 회로가 매우 복잡한 경우 더 큰 보드 크기로 이동하거나 여러 보드를 서로 쌓아 다층 회로를 만들어야 할 수도 있습니다.


내 질문에 대한 수정 사항을 읽었는지 잘 모르겠습니다. 회로 기판은 한쪽면에만 구성품이있는 약 1.0 "x 1.5"양면입니다. 대부분의 구성 요소는 QFN 패키지 및 기타 패키지와 함께 0603 크기입니다. 그러나 30 AWG Kynar 와이어 랩 와이어를 해당 QFN 패키지에 납땜하려고 시도하는 것은 스타터가 아닙니다.
드웨인 리드

예상 생산 수량이 연간 수천 건에이를 것이라고 아직 언급하지 않았습니다. 직접 손으로 작성하는 것은 의문의 여지가 없습니다.
드웨인 리드

@DwayneReid 스루 홀 부품이 필요한 것이 맞습니다. 부품에 사용 가능한 스루 홀 버전이없는 경우 소켓 또는 캐리어 보드를 찾을 수 있습니다. 와이어 랩 보드의 조립을 자동화하는 기계가 실제로 존재하지만 오늘날 60 년대보다 찾기가 더 어렵습니다. 와이어 랩은 여전히 ​​일부 틈새 응용 분야에서 사용되므로 알 수 없습니다.
bta
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