PCB減碳技術發展現況(上)：材料世界網

李文欽 / 工研院材化所

國內印刷電路板(PCB)供應鏈的產品製造分工精細，中小廠商家數眾多，今(2023)年TPCA甫完成第一個官方版的台灣PCB供應鏈碳排放資料統計報告實屬不容易。由於全球暖化加劇，電子產品減碳成為國際產業趨勢，資訊品牌大廠已陸續執行碳中和策略並開始邁向淨零排放。電子產品中碳足跡較高的部件如PCB，亦開始採取減量設計，這對於掌握新台幣近兆元PCB產值的台商來說是一項警訊。本篇文章將介紹資訊電子產品減碳設計趨勢，梳理國際間正在發展的PCB減碳技術，盼能協助台灣PCB業者規劃合適的產品減碳策略。

【內文精選】

前言

電路板產業進行低碳轉型是非常複雜的過程，因為電路板只是眾多產品的零部件，舉凡資訊電子、工業設備、家電、國防武器、網路通訊和各種交通工具都包含各種形式與數量的電路板零件。每種產品對電路板有不同的功能性與耐用性要求，使用的面積或數量也大不相同，導致不同產品製造商對電路板零件減碳排(Reducing Greenhouse Gas Emissions)有著不同的期待。對於品牌導向的民生消費品產業，生產低碳足跡(Carbon Footprint)的產品是未來企業可持續發展(Sustainable Development)的關鍵；民生產品設計成熟、產量大，使用的電路板零件可變更性高，品牌產業會優先採用低碳足跡的電路板設計和供應商。不過在國防、衛星、網路通訊等產業則仍期待有更高性能的電路板零件可以設計更先進耐用或更節能的終端產品，這類型高階電路板產品製造難度高，且良率較低並伴隨著非常高的碳足跡；但是高階電路板若能使終端產品更耐用或更節能，根據生命週期評估(Life Cycle Assessment; LCA)結果對環境衝擊反而會更小。

荷蘭台夫特理工大學(Technische Universiteit Delft)的團隊曾協助飛利浦分析Econova電視機對環境的衝擊性並發表一份研究報告，內容包括使用標準資料庫數據(涵蓋多種材料和生產工藝的溫室氣體排放數據)進行比較。由於電視機對環境衝擊性評估結果，電路板占比過半；該團隊謹慎地以多種方式分析Econova電視機內部電路板的溫室氣體排放量，結果發現若仔細地選用材料與製程，可以讓電路板碳足跡比資料庫內建的數值低10倍。這個研究結論或許暗示，將電路板當作單一材料並以重量或面積來推算其碳足跡其實非常不準確(電路板業者笑，這我早就知道了)。更廣泛的電子產品溫室氣體排放研究可以參考2013年加拿大學者發表在ACS Environ. Sci. Technol期刊上的報告，在不含螢幕的產品中，電路板的溫室氣體排放占比都在前2名內(見圖一)。該研究在估算電子產品製造的溫室氣體排放時，對於新機型和更高階的產品都會偏低，筆者解釋這是由於新產品使用更少的IC和電路板面積。

圖一、多種資訊電子產品的溫室氣體排放量研究分析

電路板產業的碳中和選項

電路板供應鏈的碳中和選項除了買綠電或自建太陽能板發電和氫能發電，還有企業節能(高效率生產管理與各種節電省水措施，包括辦公場所與工廠設備)和縮短供應鏈運輸距離等；目的是減少企業碳排放之範疇1 (Scope 1)和範疇2 (Scope 2)的排放源。這些措施放諸四海，各產業都通用，但是碳中和不能僅抵掉電的碳排放，還必須消抵掉企業直接排放的溫室氣體，例如燃油設備和運輸工具，或是有機廢氣燃燒後直接排放，尤其燃燒塔廢氣碳排放在電路板的上游材料廠占比很高。規模大的化學工業會開發各種負碳技術，投入負碳材料生產，抵銷生產中無法降低的溫室氣體排放；規模小的電路板業者常常需要透過其他方法達到碳中和，例如採用更低碳排放的製造技術和材料(這部分有利於企業淨零排放)，最後手段是購買碳權或是與具公信力的碳捕捉業者合作(例如種樹)。

資訊電子產品減碳設計趨勢

位於英國的一家工程顧問公司Cambridge Design Partnership (CDP)以一張圖表(圖二)很好地詮釋該如何設計一個更具可持續性的電子產品。該公司將低碳產品設計重點放在三個選項上：根據生命週期評估做決定、減少複雜性與加法製造；其中減少複雜性顯然是民生用品產業最能立竿見影的做法。不過，業者若能夠爛熟產品生命週期評估並轉型加法製造，可善用低碳製造特色在市場上劃分出綠色產品區塊，以碳中和產品打造新的綠色招牌 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。