溶解できる回路基板材料を探しています

私たちは、デバイスが動作した後、デバイス全体が液体に溶解する必要があり、デバイスが使用できなくなったり、不要になったりする製品に取り組んでいます。

これはダウンホールアプリケーションです。デバイス本体は、アルミニウムまたはマグネシウムです。小型のリチウムイオン電池に加えて、いくつかの電子機器を備えた回路基板があります。現在、アルミニウム体を溶解できる技術が存在します。約5％の塩化カリウム（KCl）のブライン溶液が、デバイスが溶解するまで循環します。

私たちのクライアントは、回路基板も分解/分解することを望んでいます。現在、ボードはFR4ガラスエポキシで、上部と下部の両方の層にトレースがあります。トレースを上面層のみに制約できる可能性があるかどうかを確認します。これにより、アルミニウム回路基板を使用できるようになる可能性があります。ただし、これが可能になることを期待していません。

適切なPCB材料、またはボードを溶解できるテクニックの提案を探しています。

たとえば、はるかに壊れやすいPCB材料（紙エポキシ）を使用し、小さな爆発物を使用してボードをより小さな破片に粉砕することを検討しています。しかし、私たちの目標を達成するかもしれない他のテクニックについて学びたいです。

それは買い物の質問ではないことに注意してください。誰かが直接適切なPCB材料を提案できるなら、それは素晴らしいことです。しかし、私は同様の結果を達成するかもしれない他のテクニックを追っています。

私は、個々の成分がブライン溶液によって溶解されないことを知っています。ただし、目標は、システムを詰まらせることなくポンプで汲み上げることができるようにピースを十分に小さくすることです。ピースはフィルタで除去して廃棄できます。

[編集]

以下のコメントから：

1）軍隊ではない

2）PCBは現在、約1.5 "x 1.0"です。大きかったが、縮小してきました。

3）展開から使用終了までの操作時間は時間単位で測定されます。私はプロジェクトの主任エンジニアではありませんが、約24時間の運用に十分なバッテリー容量があると思います。

4）PCBは、厚壁のアルミ製キャニスター内に密封されています。回路基板は、動作中は液体にさらされません。

5）私たちがテストしてきた最高温度は100Cです。驚くべきことに、私たちが使用している特定のLipoバッテリーはその温度で非常に満足しています。

6）溶解または小さな破片に分解するユニットは、仕事を終えたときに邪魔にならないようにするためのものです。邪悪なものは何もありません-一種の「それ自体の後片付け」のようなものです。

ロンドンの国立物理研究所（NPL）の研究者は、In2Teck LtdおよびGwent Electronic Materials Ltdのパートナーと協力して、お湯に浸されると個々のコンポーネントに分離する3D印刷可能な回路基板を開発しました。ReUSEプロジェクトの目標は、増え続ける電子廃棄物の量を減らすために、電子アセンブリのリサイクル性を高めることでした。

ソース：http : //environmentaltestanddesign.com/dissolvable-printed-circuit-board-recycled-with-hot-water/

それがうまくいかない場合、硝酸はほぼすべてに作用します。

ああ、もしあなたが「独自の」製造プロセスをしたいなら、溶解性の材料（おそらくある種のセルロース？）を見つけて、これらのPCB導電性インクプリンターで印刷することができます：https：//www.voltera。 io /

エドガー・ブラウンズの提案によると、フラットフレックスのためにポリイミドを溶解するためのこのアイデア：

Methanol：THF = 1：1の混合を試してみてください。ただし、1〜2日かかります。カプトンを溶解する最も簡単な方法は、0.1-0.3M NaOHを使用することです。アルカリ溶液を使用することにより、カプトンを完全に分解できます-最初のモノマーまで。

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

NaOHは苛性アルカリです。カプトンを溶解させるために必要な濃度はわかりませんが、実験するのは簡単だと思われます。

金属コアPCBの例を再検討する必要があります。私はそれらを高出力LEDに使用しましたが、基本的に標準的なプロセスを使用して社内でエッチングしました。これは私たちが買ったものです。

もちろん、彼らはあなたのデザインに制限を課します（そして、それらは手はんだに迷惑です）が、それらは両面である場合があります（上記と同じサプライヤーからの例、私が今まで使用したことのない人）。彼らはあなたのAlケースが溶解するものすべてに溶解するソリューションを提供します。

絶縁層の厚さは通常100 µmで、エポキシベースのプリプレグのようです。表面実装部品を扱うことができれば、ポリマー絶縁体の小さな破片も扱うことができ、それが壊れる可能性があると思います。ルーティング、ボードのスロット、またはスクライバーとの手作業でスコアを付けて小さなピースに分割することができます（これが1回限りの研究であるか、実稼働であるかはわかりません。どのプロセスがもっともらしいか）。

アルミニウムと同様に、アルミナは水酸化カリウムに可溶であり、多くのメーカーから基材として入手できます。また、一部のメーカーは両面アルミニウムを使用します。

おそらく最もソウルフルな解決策は、アルミナ基板上のアルミニウムのメタライゼーションであり、おそらく部品を取り付けるには特別なはんだとフラックスが必要ですが、すべての相互接続はアルカリ塩溶液に溶解するはずです。それを標準オプションとして提供できる場所は知りません。

可溶性塩で結合された木材パルプは別の興味深い実験ですが、製造中に水なしのプロセスのみを使用する必要があります

FR4の場合、繊維間のエポキシを溶解または分解するだけです。通常のプロセスは、それを熱分解することです。

FR4の隣には、PCBを作成する他の材料があります。ポリイミドフィルムは、多くの場合、フレキシブルボードに使用され、これは溶解する可能性があります。

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

用途を意識せずに、剛性または熱の目的で、この柔軟なPCBをより簡単に溶解できる別の基板に接着する必要があるかもしれません。

また、柔軟なPCBは燃え尽きやすくなります。一部の欠陥製品は、飲料水からすでにフレキシブルPCBを損傷しています。

PCBハウスとの緊密なコラボレーションが必要です。これはかなり珍しい製品要件であるためです。

柔軟なPCBを使用し、「粉砕機」設計を使用して1つの軸で圧縮し、2番目の軸で別の軸で再度圧縮することを検討してください。エンクロージャーから簡単に解放できるペレットが残ります。

PCBを廃棄する最も簡単な方法は、プロジェクトを展開した後ではなく、プロジェクトの設計段階で行うことです。つまり、PCBをまったく使用しないでください。

回路では、コーティングされていない厚紙の硬い部分を基材として使用できます。長いリード線付きコンポーネント（抵抗、ダイオードなど）は、段ボールを突き抜けます。短いリード線のコンポーネント（IC）にはソケットが必要な場合があります。トレースの代わりに、古き良き時代のワイヤラップ技術を使用して接続を行います。私はこれを貧乏人のプロトタイピング手法として長年使用してきました。

デバイスを廃棄するときが来ると、段ボールはかなり簡単に破壊されます（出典：ポーチのパッケージは、少し雨が降ってもいつでも）。残っているのは、コンポーネント自体と、ラットのKynar被覆ワイヤの巣です。Kynarは酸に耐性がありますが、それを破壊する溶媒があります（電子部品の中には、Kynarが中/上にある可能性が高いため、とにかくこの化学物質が必要です）。可能であれば、ケーシングを溶解するために使用しているものと同じ酸で分解するはんだを選択します。

このアプローチの主な欠点は、デバイスの製造が難しく（労力が多く、自動化が少ない）、堅牢性がはるかに低いことです（エンクロージャー内にあるため問題ありません）。回路が非常に複雑な場合は、ボードのサイズを大きくするか、複数のボードを重ねて多層回路を作成する必要があります。