当谈道可持续性发展时，你不会联想到电子产品，因为仅其制造过程就会产生大量废弃物，工艺中还含有挥发性化学品和化合物。消费者会不时处理其个人电子设备，同上加上制造过程中的废弃物，数量累积相当可观。根据联合国环境规划署的一份报告，全球每年产生约5000万吨电子、电气废弃物。
这种电子垃圾中充满了汞等有毒成分，这些成分与电子工艺有关，往往没有得到妥善处理。同一份报告强调，每年只有20%的电子垃圾被合理回收；其余的很可能最终被填埋或不当回收。随着时间推移，可能会对周围环境产生巨大影响。
正在开展的工作
最近，不仅在电子行业，而且在更广泛的科技行业，可持续性发展一直是热门话题。例如，在2023年消费电子展会上，可持续性发展是热点之一，也是3个小组讨论的主题。整个电子界都在努力团结起来，开创可持续性电子产品的新时代。
朝着更可持续性发展努力，国际标准化组织(International Organization for Standardization，简称ISO)围绕环境管理制定了ISO 14000系列标准。最近一次更新是在2021年，建立了有助于可持续性发展的环境管理体系14001标准。
然而，即使开发出这些标准，电子界也在为此进行沟通交流，但可行的变革却迟迟没有到来。例如，仅在2020年，电子制造业就贡献了相当于温室气体排放量590万公吨(Million Metric Ton，简称MMT)二氧化碳。这让人们关注到电子行业不可持续性的发展，并引出“电子制造业有可能实现可持续性发展”的问题。
增材工艺简介
为了真正将可持续性纳入制造过程，行业需要全新的计划。通过重新思考如何制造及封装电子产品，包括我们正在使用的方法和材料，可以引发行业真正的变化。减少制造所涉及步骤数量同时减少所涉及浪费的重要方法之一是通过增材制造要素。
我们通常看到增材制造与基本的3D打印工作相结合，但它可以应用于各种不同的工艺。增材制造的基本定义是在计算机控制下沉积、连接或固化材料，将每种材料逐层添加在一起。
然而，在电子领域，“增材制造”似乎违反直觉。乍一看，听到这个术语会让你认为制造过程中有额外的步骤，而且从本质上讲，会有更多的浪费。事实上，将增材工艺集成到目前的电子制造方法中，消除了许多导致浪费的“减材”工艺步骤，从而带来了一些环境效益。
印制图形
制造PCB的一种常见做法是光刻以形成图形，然后蚀刻去除不需要的材料。在增材工艺中，图形是简单地打印出来，因此消除了与去除相关的若干步骤和浪费。我们已经通过组装挠性混合电子产品（Flexible Hybrid Electronics，简称FHE）证明了这一点，并从封装的角度对此进行了说明 。在那篇文章中，我们介绍了如何在低成本的挠性基板上增材打印PCB。如果从可持续性发展的角度分析高阶封装的这种转变，行业会发现增材制造的集成也使其更具可持续性。
不必要的封装
增材制造的另一个优点是取消对单个元器件或芯片的不必要封装，将它们直接连接到PCB上。想象一下，在PCB的层中添加原始元器件，可以为电子元器件提供前所未有的互连机会，且可实现小型化。这种系统级封装还意味着可以消除制造过程中不必要的步骤，并减少与这些步骤相关的浪费。
在常规电子制造工艺中引入增材工艺只是使电子行业更加可持续性发展的步骤之一。当与ISO 14001等标准的实施相结合时，我们会看到行业正朝着正确的方向发展。为了实现真正的可持续性发展，作为专业人士，需要继续团结起来，找到创新的方法，以消除电子制造相关的浪费，同时提供当今消费者预期的复杂产品。
更多内容请点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》23年7月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。
