Umweltauswirkungen der Halbleiter- und Elektronikfertigung

Leiterplatten, Halbleiter und andere Arten von Elektronik verfügen über eine fortschrittlichere Technologie als je zuvor. Mit zunehmender Komplexität im Produktdesign wird jedoch eine breitere Palette von verwendeten Materialien verwendet. Einige der Substanzen, die traditionell zur Herstellung von PCB verwendet werden, können der Umwelt und den Menschen, die damit umgehen, Schaden zufügen. Glücklicherweise hat auch die Elektronikindustrie Maßnahmen ergriffen, um ihre Auswirkungen auf den Planeten zu verringern. Dieser Leitfaden erklärt häufige Umweltprobleme im Zusammenhang mit Leiterplatten und wie Lieferanten und Hersteller damit umgehen.

Sind Leiterplatten gefährlicher Abfall?

Leiterplatten umfassen eine Vielzahl von Materialien. Während einige Stoffe, die in der Leiterplattenherstellung verwendet werden, als gefährlicher Abfall gelten, haben andere keine negativen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Im Jahr 2011 veröffentlichte die Europäische Union den Restriction of Hazardous Substances Act (RoHS), der die Verwendung bestimmter Materialien in PCBs und anderer Elektronik einschränkt oder verbietet. Um ein Produkt in ein EU-Land zu exportieren, muss ein Unternehmen RoHS befolgen. Diese Richtlinie enthält auch Richtlinien für Hersteller, die ihre Leiterplatten verantwortungsbewusst produzieren möchten.

RoHS regelt die Verwendung der folgenden Materialien zur Herstellung von PCBs:

• Führung
• Quecksilber
• Cadmium
• Sechswertiges Chrom
• Polybromierte Biphenyle
• Polybromierter Diphenylether

Diese Komponenten haben das höchste Risiko, Deponien zu kontaminieren und Produktionsarbeiter zu schädigen. Leiterplatten, die RoHS-konform sind, haben viel weniger gefährliche Substanzen als nicht konforme Produkte. Viele Unternehmen stellen sicher, dass alle ihre Produkte den RoHS-Richtlinien entsprechen, damit sie frei mit EU-Ländern handeln können. Daher enthalten PCBs nicht mehr so ​​viele gefährliche Materialien wie in der Vergangenheit.

PCB-Recyclingmethoden

Während PCBs eine lange Lebensdauer haben können, funktionieren sie alle irgendwann nicht mehr. Sobald eine Leiterplatte defekt wird, entscheiden sich viele Verbraucher und Unternehmen jetzt dafür, sie zu recyceln, anstatt sie wegzuwerfen. Das Recycling von PCB-Materialien reduziert nicht nur den Abfall, der auf Deponien landet, sondern verringert auch die Anzahl der natürlichen Ressourcen, die für die Herstellung neuer PCBs und anderer Produkte benötigt werden. Die PCB-Industrie recycelt Produktionsabfälle und fehlerhafte Produkte mit Methoden wie:

• Rückgewinnung von Kupfer aus dem Randstreifen der Leiterplatte
• Rückgewinnung von Zinn aus Zinn- oder Bleilotkrätze
• Gewinnung von Kupferoxid aus Klärschlamm
• Rückgewinnung von Kupfer aus verbrauchter Ätzlösung und Ablöselösung
• Trennung von Kupferhydroxid aus Kupfersulfatlösung

Während die meisten Recyclingmethoden für PCBs die Extraktion von Metallen beinhalten, entdecken Wissenschaftler immer wieder neue Wege, um den nichtmetallischen Teilen ein neues Leben zu geben. Beispielsweise entdeckten Umweltingenieure, dass sie nichtmetallische PCB-Teile verwenden könnten, um Schwermetalle im Wasser zu absorbieren.

Reduzierung von Emissionen in der Halbleiterindustrie

So wie PCBs kritische Technologie mit Strom versorgen, sorgen Halbleiter dafür, dass PCBs funktionieren. Da Halbleiter die meisten Exportindustrien des Landes anführen, ist die Industrie bestrebt, ihre Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren. Laut einem Bericht aus dem Jahr 2014 verursachte die Halbleiterindustrie einen Bruchteil von einem Prozent der Treibhausgasemissionen der Vereinigten Staaten. Elektronikhersteller wie Halbleiterhersteller verursachen etwa 0,2 % aller Industrieemissionen.

Die meisten von der Industrie erzeugten Treibhausgase stammen aus der Verwendung von fluorierten Gasen, die für fortschrittliche Prozesse benötigt werden. Die Semiconductor Industry Association (SIA) arbeitet daran, diese Emissionen so weit wie möglich zu reduzieren. SIA-Mitglieder melden ihre Fluorgasemissionen regelmäßig an die EPA, und sie haben ihre kollektiven Zahlen seit 1999 um 50 % reduziert. Sie arbeiten auch mit dem World Semiconductor Council (WSC) zusammen, um sich zu langfristigen Reduktionszielen zu verpflichten.

Wie geht die Halbleiterindustrie auf Umweltbelange ein?

Neben der Senkung ihrer Treibhausgasemissionen zielt die SIA darauf ab, besorgniserregende Chemikalien und die Arbeitssicherheit anzugehen. Halbleiter können auch Stoffe enthalten, die Mensch und Umwelt schaden können. Wenn sie feststellen, dass ein Material gefährliche Eigenschaften hat, verwenden sie es nicht mehr für nicht wesentliche Zwecke und suchen nach Alternativen für seine kritischen Verwendungszwecke. Der SIA gab auch eine fünfjährige Studie in Auftrag, die die Auswirkungen der Halbleiterfertigung auf Reinraummitarbeiter untersuchte. Die Studie ergab, dass ihre Methoden die Sterblichkeitsrate durch keine Krankheit erhöhten.

Die SIA stellt auch sicher, dass Halbleiter den Energieverbrauch nicht erhöhen. Tatsächlich zeigen Untersuchungen, dass Halbleitertechnologie wie die in PCBs verwendete Technologie energieeffizienter ist als ältere Technologien.

Branchenführende PCB-Technologie

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