Redukcja i odzysk wody w produkcji PCB

Nie jest tajemnicą, że produkcja PCB zużywa ogromne ilości wody—aż do 264 miliardów galonów rocznie. Do niedawna inicjatywy zrównoważonego rozwoju koncentrowały się głównie na zmniejszaniu emisji dwutlenku węgla i zużycia energii. Jednak obecnie branża zwraca się w stronę redukcji zużycia wody i jej odzyskiwania, aby zachować zasoby naturalne i przyczynić się do bardziej zrównoważonej (i bezpiecznej dla zdrowia) planety. I nie mogło to nastąpić w lepszym momencie.

Badania przeprowadzone przez US Forest Service wykazały, że prawie połowa z 204 zlewni słodkowodnych w USA może nie być w stanie zaspokoić miesięcznego zapotrzebowania na wodę do 2071 roku, wskazując wzrost populacji i zmiany klimatyczne jako przyczyny niedoboru.

Chociaż duzi producenci zarządzali dotychczas swoimi odpadami materiałowymi i ściekami, obecnie wyznaczają i zobowiązują się do agresywnych celów, aby wprowadzić bardziej znaczące zmiany.

Amkor Technology, jako jeden z przykładów, ustalił konkretny cel: „Obecnie nasze kluczowe cele zrównoważonego rozwoju to redukcja emisji gazów cieplarnianych (GHG), zużycia wody i ilości generowanych odpadów o 20% do 2030 roku, w porównaniu ze średnią bazową z lat 2018 do 2020. Kontynuujemy monitorowanie naszych postępów i jesteśmy na dobrej drodze do osiągnięcia naszych celów,”stwierdziła HyeJu Lee, wiceprezes ds. zgodności w Amkor Technology.

„Wprowadziliśmy kompleksowy program zarządzania wodą w naszych zakładach produkcyjnych na całym świecie,” powiedziała Lee z Amkor. „Jako część tego wysiłku, kontynuujemy eksploatację systemów odwróconej osmozy w naszych obiektach, co pozwala nam na oczyszczanie wody procesowej i ponowne jej wykorzystanie w procesie produkcyjnym. Systemy odwróconej osmozy są połączone z systemami elektrodejonizacji (EDI) i używają mniej niż 95% produktów chemicznych stosowanych w konwencjonalnych procesach wymiany jonowej. To pomaga zmniejszyć zużycie wody słodkiej, poprawić efektywność wykorzystania wody i chronić środowisko. Kontynuujemy redukcję naszego zużycia wody i przyczyniamy się do ochrony zasobów wodnych. Nasza całkowita intensywność poboru wody zmniejszyła się o 12% z 2021 na 2022 rok.”

Jak pokazuje przykład Amkor, aby osiągnąć cele, organizacje muszą wprowadzić zrównoważony rozwój do modeli operacyjnych i inwestować w nowe, bardziej przyjazne dla Ziemi technologie.

TTM: Studium przypadku integracji zrównoważonego zarządzania wodą

W centrum zarządzania środowiskowego TTM Technologies (dużego producenta płytek drukowanych) znajduje się Oświadczenie Środowiskowe oraz Polityka Środowiskowa, które promują innowacje, edukację, szkolenia, kreatywność, wykorzystanie sprawdzonych technologii oraz wdrażanie solidnych praktyk i procedur w celu ciągłego minimalizowania wpływu firmy na środowisko.

TTM przyjęło zmierzone, systematyczne podejście do zrównoważonego zarządzania wodą, wplatając swoje wysiłki na rzecz redukcji śladu wodnego w istniejące struktury operacyjne, w tym kluczowe wskaźniki efektywności (KPI), plany kapitałowe oraz cele zrównoważonego rozwoju i mierząc wydajność środowiskową tak, jak wydajność produkcyjną oraz zapewniając zasoby niezbędne do zmniejszenia wykorzystania zasobów naturalnych w produkcji swoich PCB, zespołów elektrycznych, części i komponentów.

TTM podzieliło swoje inicjatywy dotyczące redukcji zużycia wody na następujące kategorie: oczyszczanie ścieków i modernizacje systemów, segregacja wody, redukcja zużycia wody oraz odprowadzanie wód opadowych: obiekty certyfikowane jako bez ekspozycji.

Jak podaje Magazyn PCB007, w obszarze oczyszczania ścieków i modernizacji systemów, TTM stopniowo zastępowało oparte na środkach chemicznych systemy oczyszczania ścieków (WWT), które polegały na agentach chemicznych do usuwania zanieczyszczeń metalowych i produkowały materiał możliwy do odzysku, który wymagał nadmiernego zużycia energii i/ lub obsługi w celu odzyskania metalu, dodając koszty i skutkując słabymi zwrotami na rzecz selektywnej wymiany jonowej.

TTM podjęło się eliminacji systemów WWT opartych na chemicznych procesach strącania (klarowniki, strącanie wsadowe i mikrofiltracja) na rzecz selektywnej wymiany jonowej. Systemy wymiany jonowej są bardzo podobne do systemów wody zdemineralizowanej, które większość procesów produkcyjnych wykorzystuje do dostarczania wody produktowej o odpowiednich specyfikacjach technicznych. Większość tych systemów WWT opartych na wymianie jonowej jest budowana wewnętrznie przez TTM, wykorzystując dostępne na rynku przemysłowe urządzenia i technologie uzdatniania wody. Takie podejście zapewnia mniejszy, bardziej zrównoważony ślad ekologiczny dla tych samych potrzeb związanych z oczyszczaniem. Z czasem TTM stwierdziło, że ta metoda oczyszczania jest skalowalna i może być dostosowywana w celu odzwierciedlenia lub reagowania na zwiększoną pojemność produkcyjną, wykorzystując tę samą podstawową infrastrukturę WWT. Wybór odpowiedniego nośnika żywicy do wymiany jonowej jest kluczowy dla opracowania solidnego i powtarzalnego procesu oczyszczania.

Grupa ASE: Globalna firma o regionalnym podejściu

Brak wody jest rosnącym problemem globalnym.

Produkcja półprzewodników pochłania ogromne ilości wody; pojedyncza fabryka może zużywać dziesiątki milionów galonów dziennie, co stanowi ogromne obciążenie dla zasobów wodnych regionu. Ponieważ fabryki często znajdują się w regionach o ograniczonych zasobach wodnych, wielonarodowe korporacje muszą priorytetowo podchodzić do swoich działań i przyjmować strategiczne, wrażliwe na region podejście.

"W ramach naszej strategii ESG kontynuujemy postępy w osiąganiu oszczędności wody," powiedział Covell z Lam Research. "W 2022 roku przekroczyliśmy nasz cel, aby osiągnąć 17 milionów galonów oszczędności wody w regionach dotkniętych niedoborem wody, bazując na danych z 2019 roku do 2025 roku. [9] Ustalając ten cel, użyliśmy Atlasu Ryzyka Wodnego Aqueduct z World Resource Institute, aby zidentyfikować, które z naszych obiektów znajdują się w regionach dotkniętych niedoborem wody. Do tej pory zidentyfikowaliśmy sześć miejsc w Kalifornii, Korei Południowej, Indiach i Malezji."

W celu osiągnięcia efektywności wykorzystania wody, Grupa ASE dostosowała swoje działania do Celów Zrównoważonego Rozwoju Organizacji Narodów Zjednoczonych dla osiągnięcia zrównoważonej gospodarki i środowiska oraz przyjęła System Zarządzania Efektywnością Wykorzystania Wody ISO 46001. Standard pomaga firmie zapewnić efektywne i zrównoważone wykorzystanie wody, oferując wskazówki w identyfikowaniu i ocenie głównych ryzyk oraz możliwości poprawy infrastruktury. W 2021 roku flagowa operacja produkcyjna firmy, ASE Kaohsiung, otrzymała certyfikat ISO 46001.

Grupa twierdzi, że poprawiła swoje projekty recyklingu wody dla swoich procesów i obiektów, które obejmowały recykling ścieków z cięcia i szlifowania, wody do czyszczenia, skropliny z klimatyzacji oraz deszczówki, co skutkowało ponownym wykorzystaniem każdej kropli wody ponad 3,5 raza.

Sigma Engineering: Niektóre z technologii stojących za redukcją zużycia wody

To nie tylko zakłady produkcyjne podejmują wysiłki na rzecz redukcji zużycia wody i bardziej zrównoważonych praktyk w produkcji PCB. Dostawcy sprzętu i materiałów również wychodzą z inicjatywą.

Skupiając się na pomocy producentom PCB w redukcji zużycia wody i przejściu na gospodarkę obiegu zamkniętego, Sigma Engineering oferuje systemy recyklingu i regeneracji dla przemysłu PCB do trawienia; ich system reaktora utleniającego do trawienia kwasowego wykorzystuje gaz tlenowy, zastępując inne środki utleniające, takie jak nadtlenek wodoru, ozon czy chlorek sodu. Wraz z korzyściami dla środowiska pojawiają się również obniżone koszty oraz poprawa jakości i bezpieczeństwa, twierdzi Sigma.

System reaktora utleniającego usuwa niebezpieczne odpady powstające z tradycyjnych środków utleniających, redukując koszty transportu i obsługi odpadów oraz umożliwiając ścisłą kontrolę potencjału redoks, stromsze zbocza oraz lepszą tolerancję w zakresie temperatury, stężenia Cu1, Cu2 i HCl. Eliminując ryzyko wytworzenia gazu chlorowego, które mogłoby wystąpić w procesie używania nadtlenku wodoru, system reaktora utleniającego przyczynia się do bezpieczniejszego miejsca pracy.

Podsumowanie

Czysta woda jest tak samo istotna dla produkcji PCB, jak i dla życia. Dla osób z branży PCB, redukcja śladu wodnego Twojej firmy powinna być równie ważna, co redukcja śladu węglowego.  Optymalizacja opcji oczyszczania wody i przyjmowanie nowych technologii może umożliwić zwiększone ponowne wykorzystanie, poprawić poziomy czystości oraz pomóc chronić nasze najcenniejsze zasoby.