Réduction et récupération de l'eau dans la fabrication des PCB

Il n'est pas un secret que la fabrication des PCB utilise d'énormes quantités d'eau—jusqu'à 264 milliards de gallons par an. Jusqu'à un changement de tendance récent, les initiatives de durabilité étaient principalement axées sur la diminution des émissions de carbone et de la consommation d'énergie. Cependant, l'industrie se tourne désormais vers la réduction et la récupération de l'eau pour préserver les ressources naturelles et contribuer à une planète plus équilibrée (et sûre pour la santé). Et cela ne pouvait pas arriver assez tôt.

Une recherche menée par le Service Forestier des États-Unis a trouvé que près de la moitié des 204 bassins d'eau douce aux États-Unis pourraient ne pas être en mesure de répondre à la demande mensuelle en eau d'ici 2071, citant la croissance démographique et le changement climatique comme raisons de la pénurie.

Bien que les grands fabricants aient géré leurs déchets matériels et leurs eaux usées, ils fixent et s'engagent désormais sur des objectifs agressifs pour entraîner un changement plus impactant.

Amkor Technology, pour sa part, a fixé un objectif ferme, «À l'heure actuelle, nos principaux objectifs de durabilité sont de réduire les émissions de GES (gaz à effet de serre), la consommation d'eau et les déchets générés de 20% d'ici 2030, par rapport à la moyenne de base de 2018 à 2020. Nous continuons de surveiller nos progrès, et nous sommes sur la bonne voie pour atteindre nos objectifs,»a déclaré HyeJu Lee, vice-présidente de la conformité chez Amkor Technology.

« Nous avons mis en œuvre un programme complet de gestion de l'eau dans nos installations de fabrication dans le monde entier, » a dit Lee d'Amkor. « Dans le cadre de cet effort, nous continuons d'exploiter des systèmes d'osmose inverse dans nos installations, nous permettant de purifier l'eau de process et de réutiliser l'eau dans notre processus de fabrication. Les systèmes d'osmose inverse sont combinés avec des systèmes d'électrodéionisation (EDI), et cela utilise moins de 95 % des produits chimiques utilisés dans les processus d'échange d'ions conventionnels. Cela aide à réduire l'utilisation d'eau douce, améliorer l'efficacité de l'eau et protéger l'environnement. Nous continuons de réduire notre utilisation d'eau et contribuons à la préservation des ressources en eau. Notre intensité totale de prélèvement d'eau a diminué de 12 % de 2021 à 2022. »

Comme le montre l'exemple d'Amkor, pour atteindre les objectifs, les organisations doivent intégrer la durabilité dans leurs modèles opérationnels et investir dans de nouvelles technologies plus respectueuses de la terre.

TTM : Une étude de cas sur l'intégration de la gestion durable de l'eau

Au cœur de la gestion environnementale de TTM Technologies (un grand fabricant de cartes de circuits imprimés) se trouve sa Déclaration environnementale et Politique environnementale, qui encourage l'innovation, l'éducation, la formation, la créativité, l'utilisation de technologies éprouvées et la mise en œuvre de pratiques et procédures solides pour minimiser continuellement l'impact de l'entreprise sur l'environnement.

TTM a adopté une approche mesurée et systématique de la gestion durable de l'eau, intégrant ses efforts de réduction de l'empreinte hydrique dans ses structures opérationnelles existantes, y compris les indicateurs de performance clés (KPI), les plans d'investissement et les objectifs de durabilité, et mesurant la performance environnementale comme elle le fait pour la performance de production et fournissant les ressources nécessaires pour assurer la réduction de l'utilisation des ressources naturelles dans la fabrication de ses PCBs, assemblages électriques, pièces et composants.

TTM a classé ses initiatives de réduction de la consommation d'eau dans les catégories suivantes : traitement des eaux usées et améliorations des systèmes, ségrégation de l'eau, réduction de la consommation d'eau et installations certifiées sans exposition aux eaux pluviales.

Comme rapporté par PCB007 Magazine, dans le domaine du traitement des eaux usées et des améliorations des systèmes, TTM a progressivement remplacé les systèmes de traitement des eaux usées basés sur des précipitants, qui dépendaient d'agents chimiques de traitement pour éliminer les contaminants métalliques et produisaient un matériau récupérable nécessitant une énergie excessive et/ou une manipulation pour récupérer le métal, ajoutant des coûts et aboutissant à de faibles retours, en faveur de l'échange d'ions sélectif.

"TTM s'est engagé dans l'élimination des systèmes de traitement des eaux usées par précipitation chimique (clarificateurs, précipitation par lots et micro-filtration) au profit de l'échange d'ions sélectif. Les systèmes d'échange d'ions sont très similaires aux systèmes d'eau déionisée que la plupart des processus de fabrication utilisent pour fournir de l'eau de produit conforme aux spécifications techniques correctes. La plupart de ces systèmes de traitement des eaux usées par échange d'ions sont construits en interne par TTM, en utilisant des équipements industriels disponibles dans le commerce et des technologies de traitement de l'eau. Cette approche offre une empreinte plus petite et plus durable pour les mêmes besoins de traitement. Avec le temps, TTM a constaté que ce moyen de traitement est évolutif et peut être modifié pour refléter ou répondre à l'augmentation de la capacité de fabrication en utilisant la même infrastructure de traitement des eaux usées de base. La sélection du bon média de résine d'échange d'ions est essentielle pour développer un processus de traitement robuste et répétable."

Le groupe ASE : Une entreprise mondiale avec une approche régionale

La pénurie d'eau est un problème mondial croissant.

La fabrication de semi-conducteurs consomme une énorme quantité d'eau ; une seule usine peut utiliser des dizaines de millions de gallons par jour, exerçant une pression massive sur les ressources en eau d'une région. Comme les usines sont souvent situées dans des régions où l'eau est rare, les multinationales doivent prioriser leurs efforts et adopter une approche stratégique sensible au contexte régional.

"Dans le cadre de notre stratégie ESG, nous continuons à réaliser des progrès dans l'économie d'eau," a déclaré Covell de Lam Research. "En 2022, nous avons dépassé notre objectif d'atteindre 17 millions de gallons d'économie d'eau dans les régions en pénurie d'eau par rapport à une base de référence de 2019 pour 2025. [9] Dans le cadre de la définition de cet objectif, nous avons utilisé l'Aqueduct Water Risk Atlas de l'Institut des Ressources Mondiales pour identifier les sites de nos installations situées dans des régions en pénurie d'eau. À ce jour, nous avons identifié six sites à travers la Californie, la Corée du Sud, l'Inde et la Malaisie."

Pour atteindre une efficacité dans l'utilisation de l'eau, le groupe ASE a aligné ses actions avec les ODD des Nations Unies pour parvenir à une économie et un environnement durables et a adopté le système de gestion de l'efficacité de l'eau ISO 46001. La norme aide l'entreprise à assurer une utilisation efficace et durable de l'eau en offrant des orientations pour identifier et évaluer les principaux risques et les opportunités d'amélioration de l'infrastructure. En 2021, l'opération de fabrication phare de l'entreprise, ASE Kaohsiung, a reçu la certification ISO 46001.

Le groupe déclare avoir amélioré ses projets de recyclage de l'eau pour leurs processus et installations, ce qui incluait le recyclage des eaux usées de coupe et de meulage, de l'eau de nettoyage, du condensat de climatisation et de l'eau de pluie, résultant dans la réutilisation de chaque goutte d'eau plus de 3,5 fois.

Sigma Engineering : Quelques technologies derrière la réduction de la consommation d'eau

Ce ne sont pas seulement les installations de fabrication qui s'efforcent de réduire la consommation d'eau et d'adopter des pratiques de fabrication de PCB plus durables. Les fournisseurs d'équipements et de matériaux s'engagent également dans cette voie.

Concentrée sur l'aide aux fabricants de PCB pour réduire la consommation d'eau et passer à une économie circulaire, Sigma Engineering propose des systèmes de recyclage et de régénération pour la gravure dans l'industrie des PCB ; leur système de réacteur d'oxydation pour l'agent de gravure acide utilise du gaz oxygène, remplaçant d'autres agents oxydants tels que le peroxyde d'hydrogène, l'ozone ou le chlorate de sodium. Avec les avantages environnementaux viennent également une réduction des coûts et une amélioration de la qualité et de la sécurité, affirme Sigma.

Le système de réacteur d'oxydation élimine les déchets dangereux générés par les agents oxydants traditionnels, réduisant les coûts de transport et de manipulation des déchets et permettant un contrôle précis du potentiel redox, des flancs plus raides et une meilleure tolérance par rapport à la température, aux concentrations de Cu1, Cu2 et HCl. En éliminant le risque de production de gaz chloré qui pourrait autrement se produire dans le processus d'utilisation du peroxyde d'hydrogène, le système de réacteur d'oxydation contribue à un lieu de travail plus sûr.

Conclusion

L'eau propre est aussi essentielle à la fabrication des PCB qu'elle l'est à la vie. Pour ceux dans l'industrie des PCB, réduire l'empreinte hydrique de votre entreprise devrait être tout aussi important que de réduire votre empreinte carbone.  Optimiser les options de traitement de l'eau et adopter de nouvelles technologies peuvent permettre une réutilisation accrue, améliorer les niveaux de pureté et aider à protéger notre ressource la plus précieuse.