寻找可以溶解的电路板材料

我们正在开发一种产品，该产品在设备运行后需要将整个设备溶解在液体中，并且该设备不再可用或不再需要。

这是一个井下应用。设备主体是铝或镁。有一个小的锂离子电池，外加带有一些电子设备的电路板。当前存在可以溶解铝体的技术-循环约5％氯化钾（KCl）的盐水溶液直到设备溶解。

我们的客户也希望电路板分解/溶解。该板目前是FR4玻璃环氧树脂，在顶层和底层都有痕迹。我们将看看是否有可能仅将走线限制在顶层上-这可能使我们可以使用铝制电路板。但是，我不希望有这种可能。

我正在寻找适合的PCB材料或可能会使电路板溶解的技术的建议。

例如，我们正在考虑使用更易碎的PCB材料（纸环氧树脂），并使用少量炸药将电路板粉碎成更小的碎片。但是，我想了解其他可能实现我们目标的技术。

请注意，这不是购物问题。如果有人可以建议直接适合的PCB材料-太好了。但是我在追求其他可能达到类似结果的技术。

我知道盐溶液不会溶解各个成分。但是，目标是使碎片足够小，以便可以泵送它们而不会阻塞系统-碎片可以被过滤掉并丢弃。

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从下面的评论：

1）不是军事

2）PCB当前约为1.5“ x 1.0”。更大，但我们一直在缩小。

3）从部署到报废的运行时间以小时为单位。我不是该项目的首席工程师，但我认为有足够的电池容量可运行约24小时。

4）PCB密封在厚壁铝罐内。在使用寿命期间，电路板不会暴露在任何液体中。

5）我们已经测试的最高温度为100C。出乎意料的是，我们使用的特定Lipo电池在该温度下非常满意。

6）溶解或分解成较小块的单元只是为了使它在完成工作时不会造成阻塞。没什么邪恶的-只是一种“自我清理”。

伦敦国家物理实验室（NPL）的研究人员与合作伙伴In2Teck Ltd和Gwent Electronic Materials Ltd合作开发了一种3D可印刷电路板，当将其浸入热水中时，该电路板可以分成单独的组件。ReUSE项目的目标是提高电子组件的可回收性，以减少不断增加的电子废物。

资料来源：http : //environmentaltestanddesign.com/dissolvable-printed-circuit-board-recycled-with-hot-water/

如果那不起作用，硝酸将对几乎所有东西起作用。

哦，如果您想“自己动手”制造流程，则可以找到一种可溶解的材料（也许是某种纤维素？），然后使用以下这些PCB导电油墨打印机在其上进行打印： https：//www.voltera。 io /

根据埃德加·布朗（Edgar Browns）的建议，将聚酰亚胺溶解成扁平柔韧性的想法也如下：

尝试使用甲醇：THF = 1：1的混合物，但需要1-2天；溶解Kapton的最简单方法-在水中使用0.1-0.3M NaOH。通过使用碱性溶液，您可以将Kapton完全分解为初始单体。

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

NaOH是碱液，我不知道要使kapton溶解必须达到什么浓度，但这似乎很容易进行实验。

您应该重新考虑金属芯PCB 示例。我已经将它们用于大功率LED，我们使用基本的标准工艺在内部进行蚀刻。这是我们买的。

当然，它们确实会限制您的设计（并且很烦人手工焊接），但是它们可以是双面的（例如，与上述供应商来自同一供应商，而不是我曾经使用过的供应商）。他们会为您提供解决方案，该解决方案将解决您的Al案件将解决的所有问题。

绝缘层的厚度通常为100 µm，似乎是基于环氧的预浸料。我假设如果可以处理表面贴装的组件，那么可能会破裂的小块聚合物绝缘材料也可以处理。可以通过布线，刻板，甚至用划线器手动对它进行打分，从而将其分成较小的部分（我不知道这是一次研究还是一次生产，所以我不知道哪些过程是合理的）。

像铝一样，氧化铝可溶于氢氧化钾，许多制造商都可以将其用作基材，有些制造商也会生产双面铝。

最可行的解决方案可能是在氧化铝基板上进行铝金属化处理，可能需要特殊的焊料和助焊剂来固定部件，但所有互连件都应溶于您的碱性盐溶液中。我不知道有任何地方可以将其作为标准选项提供。

与可溶性盐粘合的木浆将是另一个有趣的实验，但在制造过程中仅需使用无水工艺

对于FR4，您只需要溶解或分解纤维之间的环氧树脂即可。通常的过程是将其热解。

FR4旁边还有其他材料可以制成PCB。聚酰亚胺薄膜通常用于挠性板中，并且可以溶解。

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

如果不了解应用，您可能需要将这种柔性PCB粘合到另一个较易溶解的基板上，以达到刚性或散热的目的。

柔性PCB也将更容易烧掉。由于饮料中的水，一些不良产品已经损坏了柔性PCB。

需要与您的PCB房屋紧密合作。由于这是相当不寻常的产品要求。

考虑使用柔性PCB并使用“碎罐机”设计在一个轴上压缩它，然后在第二个轴上再次使用另一个压缩器。您将留下可以从外壳轻松释放的颗粒。

处置PCB的最简单方法是在项目的设计阶段，而不是在部署之后。也就是说，根本不要使用PCB。

您的电路可以使用一块坚硬的无涂层纸板作为基材。长引线组件（电阻器，二极管等）可以直接穿过纸板。引线较短的组件（IC）可能需要一个插座。使用良好的老式绕线技术进行连接，而不是走线。多年来，我一直将此作为穷人的原型制作技术。

当需要处理设备时，纸板很容易销毁（出处：门廊上的包裹即使下雨也可以）。您将剩下的是组件本身以及Kynar涂层线的老鼠窝。Kynar耐酸，但是有溶剂会破坏它（某些电子组件可能在其中/上面带有Kynar，因此您仍然需要这种化学物质）。如果可能的话，请选择一种能分解成与用来溶解套管相同的酸的焊料。

这种方法的主要缺点是设备更难制造（更多的人工，更少的自动化），并且坚固得多（因为您将放在外壳中，因此没有什么问题）。如果您的电路非常复杂，则可能必须使用更大的电路板尺寸，或者通过将数个电路板彼此叠放来制作多层电路。