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Peng Zhang
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Exploring e-waste management systems in the United States

Ramzy Kahhat et al.May 1, 2008
Quantities of end-of-life electronics (or e-waste) around the world keep growing. More than 1.36 million metric tons of e-waste were discarded, mainly in landfills, in the U.S. in 2005, and e-waste is projected to grow in the next few years. This paper explores issues relating to planning future e-waste regulation and management systems in the U.S. It begins by reviewing the existing U.S. recycling systems in the U.S. to establish the importance of developing public responses. Other countries and regions around the world have already legislated and implemented electronic takeback and recycling systems. To establish the context of existing experience, e-waste management systems in the European Union, Japan, South Korea and Taiwan are explored. The paper then discusses what specific conditions are expected to influence the acceptability and implementation in the U.S. A key consideration is the cultural imperative in the U.S. for market-driven solutions that enable competition. Given this context, a solution is proposed that is designed to ensure a proper end-of-life option while at the same time establishing a competitive market for reuse and recycling services. The solution, termed e-Market for Returned Deposit, begins with a deposit paid by consumers to sellers at the time of purchase, electronically registered and tracked via a radio-frequency identification device (RFID) placed on the product. At end-of-life, consumers consult an Internet-enabled market in which firms compete to receive the deposit by offering consumers variable degrees of return on the deposit. After collection of the computer by the selected firm, the cyberinfrastructure utilizes the RFID to transfer the deposit to the winning firm when recycled. If the firm chooses to refurbish or resell the computer in lieu of recycling, the transfer is deferred until true end-of-life processing. Finally the paper discusses the domestic and international consequences of the implementation of the proposed design.
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Study on Thermal Cycling Reliability of Epoxy-Enhanced SAC305 Solder Joint

Peng Zhang et al.Sep 14, 2024
In this work, epoxy was added into commercial Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) solder paste to enhance the thermal cycling reliability of the joint. The microstructure and fracture surface were observed using a scanning electron microscope/energy dispersive spectrometer (SEM/EDS), and a shear test was performed on the thermally cycled joint samples. The results indicated that during the thermal cycling test, the epoxy protective layer on the surface of the epoxy-enhanced SAC305 solder joint could significantly alleviate the thermal stress caused by coefficients of thermal expansion (CTE) mismatch, resulting in fewer structural defects. The interfacial compound of the original SAC305 solder joints gradually coarsened due to the accelerated atomic diffusion, but epoxy-enhanced SAC305 solder joints demonstrated a thinner interfacial layer and a smaller IMC grain size. Due to the reduced stress concentration and the additional mechanical support provided by the cured epoxy layer, epoxy-enhanced SAC305 solder joints displayed superior shear performance compared to the original joint during the thermal cycling test. After 1000 thermal cycles, Cu-Sn IMC regions were observed on the fracture surfaces of the original SAC305 solder joint, exhibiting brittle fracture characteristics. However, the fracture of the SAC305 solder joint with 8 wt.% epoxy remained within the solder bulk and exhibited a ductile fracture mode. This work indicates that epoxy-enhanced SAC305 solder pastes display high thermal cycling reliability and could meet the design needs of advanced packaging technology for high-performance electronic packaging materials.