在电子废弃物快速增长的当下，瞬态抑制二极管（TVS）作为电子设备的关键防护元件，其回收利用不仅关乎资源节约，更对减少电子污染具有重要意义，TVS 中含有的高纯度硅材料与贵金属电极（如镀金引脚），通过科学的回收技术可实现 80% 以上的材料再生率，而构建

“设计 - 生产 - 回收”

的闭环管理模式，能从根本上降低电子废弃物对环境的影响！

1．化学剥离法：硅材料的 “无损提取”

硅基 TVS 的芯片核心由高纯度单晶硅（纯度 99.9999%）构成，传统机械破碎法会导致硅材料晶格损伤，再生利用率不足 30%，化学剥离法则通过精准控制化学反应，实现硅材料的完整提取，其工艺核心包括三个阶段：

1.1 表层清洗阶段

采用体积比 1:3 的氢氟酸与硝酸混合溶液，在 25℃下浸泡 TVS 器件 10 分钟，可去除表面的环氧树脂封装层与钝化层（主要成分为 SiO₂）。反应生成的氟硅酸（H₂SiF₆）易溶于水，通过过滤即可分离出固态硅芯片，此时硅表面的金属杂质（如铝、铜）含量降至 0.01% 以下

1.2 PN 结剥离阶段：针对芯片内部的 PN 结掺杂层（厚度约 5-20μm），使用浓度为 10% 的氢氧化钾溶液进行 anisotropic 腐蚀，在 80℃水浴条件下，硅的腐蚀速率可达 1μm/min，且对不同晶向的腐蚀速率差异（如 <100> 晶向是 < 111 > 晶向的 400 倍），可实现掺杂层的定向剥离。通过实时监测溶液的电阻率变化（从初始 100Ω・cm 升至 5000Ω・cm），可精准控制腐蚀终点，确保剩余硅衬底的纯度恢复至 99.999%。

1.3 提纯再生阶段：将剥离后的硅材料置于石英管中，在 1200℃惰性气体（氩气）氛围下进行区熔提纯，利用杂质在固液界面的分凝效应，进一步降低金属杂质含量（<1ppb）。再生硅材料的少子寿命可达 500μs 以上，完全满足中低压 TVS（<200V）的生产需求，且生产成本较原生硅材料降低 40%

实验数据显示，该工艺对硅材料的回收率稳定在 85% 以上，回收硅制成的 TVS 在击穿电压（VBR）一致性（±3%）和浪涌承受能力（400W）上，与原生材料产品无显著差异

2．贵金属电极的再利用工艺：从拆解到提纯的全流程

TVS 的电极系统（如镀金引脚、银浆焊点）含有金（Au）、银（Ag）、钯（Pd）等贵金属，其回收价值占器件总回收价值的 60% 以上；针对不同封装形式（如 SOD-123、DO-214），需采用差异化的回收工艺：

第一步：精密拆解阶段：对于贴片封装 TVS，采用激光切割（波长 1064nm，功率 5W）沿封装边缘分离引脚与壳体，激光光斑直径控制在 50μm 以下，避免损伤电极镀层。插装封装则通过热解工艺（300℃氮气氛围）软化引脚与塑封体的结合部，再用机械臂以 0.1N 的力拔除引脚，脱附率可达 99%。

第二步：分离富集阶段：将拆解得到的电极材料置于王水溶液（浓盐酸：浓硝酸 = 3:1）中，在 60℃下搅拌 30 分钟，金、钯等贵金属会溶解形成氯金酸（HAuCl₄）、氯钯酸（H₂PdCl₆），而铜、镍等贱金属则通过加入亚硫酸钠溶液沉淀分离（pH 控制在 2.0-2.5）。对于银电极，采用硝酸溶解 - 氯化钠沉淀法，生成氯化银（AgCl）沉淀，再用肼还原得到金属银粉，纯度可达 99.95%。

第三步：高纯度精炼阶段：采用电解精炼法提升贵金属纯度，以回收的粗金为阳极，纯金片为阴极，在浓度为 50g/L 的氯金酸溶液中，控制电流密度为 200A/m²，电解 24 小时后，阴极金的纯度可达 99.99%。对于钯的精炼，采用二氯二氨合钯（[Pd (NH₃)₂] Cl₂）溶液体系，通过控制氨浓度（8mol/L），可使钯纯度提升至 99.995%

该工艺的贵金属总回收率：金 92%、银 95%、钯 88%，回收的贵金属制成的 TVS 电极，在导电性（电阻率 < 2.0×10⁻⁸Ω・m）和焊接性能（润湿时间 < 2s）上，与新贵金属材料相当，且每吨电子废弃物可回收黄金 350-500 克，经济效益显著

3．“设计 - 生产 - 回收” 闭环管理模式：从源头降低回收难度

构建全生命周期闭环体系，需在产品全流程植入可回收设计理念：

3.1 设计阶段的可回收性优化

采用模块化电极设计，将贵金属镀层厚度从传统的 2μm 减至 0.5μm（通过纳米晶镀层技术保证导电性），同时在封装材料中添加 0.5% 的荧光标记物，便于自动化分拣设备识别 TVS 器件。引脚与芯片的连接采用可降解 solder paste（含 5% 植物基树脂），在 80℃热水中可完全溶解，简化拆解流程。

3.2 生产阶段的绿色工艺

引入无氰电镀技术（如亚硫酸盐镀金），减少回收过程的有毒废液；采用激光焊接替代传统锡焊，避免铅、锡等重金属对贵金属回收的干扰。建立物料追溯系统，记录每批次 TVS 的材料成分（如硅的晶向、贵金属纯度），为后续回收提供精准数据支持

3.3 回收阶段的体系建设：构建 “生产者责任延伸（EPR）” 制度，电子设备制造商需预留 TVS 的专用回收接口（如在 PCB 设计时标注 TVS 位置的二维码），并承担 30% 的回收处理费用。建立区域性回收网络，采用无人机巡检 + 物联网溯源技术，提高电子废弃物的收集效率（目标覆盖率 > 80%）。

该闭环模式可使 TVS 的材料循环利用率从当前的 30% 提升至 75% 以上，按年产能 10 亿颗计算，每年可减少硅材料消耗 200 吨，回收贵金属价值超 2 亿元，同时降低电子废弃物的填埋量 1500 吨，实现环境效益与经济效益的双赢。

总结：

循环经济视角下的 TVS 回收技术，不仅是对 “末端治理” 模式的突破，更是通过材料再生技术与全生命周期管理的结合，重塑电子产业的资源流动逻辑。随着化学剥离法的成熟与贵金属回收工艺的优化，TVS 有望成为电子废弃物中回收率最高、再生价值最大的器件之一，为电子产业的绿色转型提供关键支撑

https://yint.com.cn/products/emsproduct/tvs/221.html