Leiterplatten, die sich in heißem Wasser auflösen und vollständig recycelt werden können ...

Aug 22, 2023

„Wir haben gerade im Juli 1 Million Pfund gesammelt, um unsere Reise fortzusetzen“, sagte Jonathan Swanston, CEO und Mitbegründer von Jiva Materials, gegenüber eeNews Europe. „Wir haben jetzt zahlreiche Proof-of-Concepts und verfügen über ein- und doppelseitige Durchsteckplatinen, sodass wir den wichtigen Markt für Standard-Leiterplatten ansprechen können“, sagte er.

Das Soluboard-Material wird jetzt von Infineon Technologies kommerziell für Evaluierungsplatinen mit Leistungsgeräten verwendet, und Jiva verfügt über weitere Designs für Beleuchtung, Peripheriegeräte und Controllerplatinen. Das in Waterlooville in Hampshire ansässige Unternehmen arbeitet derzeit an einer neuen Rezeptur für Mehrschichtplatten.

Die Technologie entstand aus einer unerwarteten Richtung.

„Jack Herring machte seinen Master-Abschluss in Design am Royal College of Art und beschäftigte sich mit dem Recycling von Elektronikgeräten. Er ersetzte die Glasfaser durch Naturfaser und ein Epoxidharz, das sich in heißem Wasser auflöst“, sagte Swanston.

Wenn sich die Platine im Wasser auflöst, werden die für die Signalbahnen und die Bauteile verwendeten Metalle freigesetzt, sodass rein kompostierbare Materialien zurückbleiben. Infineon untersucht derzeit, wie diese Geräte wiederhergestellt und sogar wiederverwendet werden können.

„Wir haben 2019 zunächst 850.000 £ gesammelt, um das Team zu patentieren und zu vergrößern, und haben den Postcode Lottery Green Prize gewonnen, was uns durch Covid geführt hat. Unser erstes Projekt war mit der Microsoft Recyclable-Computermaus in einer Geschichte von zwei Mäusen.“

Microsoft hat das Soluboard PCB verwendet

„Wir haben ein Patent auf das Soluboard-Material in Großbritannien, Indien, Taiwan, Japan und in der Endphase in Europa und den USA. Die jüngste Erhöhung ermöglicht uns die Kommerzialisierung und den Übergang zu mehrschichtigen Leiterplatten“, sagte Swanston. Diese Runde wurde von Katapult VC und Low Carbon Innovation Fund 2 geleitet und von Sorbon Investments, Armstrong Capital Management und Moonstone unterstützt.

„Wir haben jetzt Vertragshersteller mit einem in Frankreich und einem in Ungarn im Vereinigten Königreich zusammengebracht. Wir haben in Frankreich Material hergestellt, als ob es auf der Welt Kapazitätsreserven gäbe, die man nutzt und nicht selbst in sie investiert. Wir testen derzeit in Ungarn und im Vereinigten Königreich.“

Die Lieferkettenkrise hat dazu beigetragen, dass das Geschäft wieder nach Europa zurückkehrt.

„Viele große Unternehmen verlagern ihre Fertigung auf neue Produktionsstandorte und unser Weg zur Markteinführung führt über die ESD-Direktoren in großen Unternehmen, und wir wollen ein Produkt entwickeln, das vor Ort hergestellt wird.“

„Wir haben Leiterplatten mit Dritten hergestellt, um zu zeigen, dass dies mit den gleichen Entflammbarkeits-, mechanischen und elektrischen Eigenschaften wie FR4 möglich ist. Es gibt weltweit eine riesige Infrastruktur für die Verarbeitung von Leiterplatten und wir haben gezeigt, dass man die Leiterplatten über die bestehende Infrastruktur verarbeiten kann.“

Swanston verweist auf Untersuchungen der UNU, wonach 15,5 % des Elektroschrotts über nationale Programme und Systeme korrekt entsorgt werden. Durch den Einsatz von Soluboard wird vermieden, dass Elektroschrott verbrannt oder auf Mülldeponien entsorgt wird, was beides äußerst gefährlich für Gesundheit und Umwelt ist.

Der CO2-Fußabdruck eines Quadratmeters Soluboard-Leiterplatte wird auf 7,1 kg geschätzt, verglichen mit 17,7 kg für einen Quadratmeter Standard-FR4-Leiterplatte. Außerdem gibt es eine deutliche Kunststoffeinsparung von 620 g pro Quadratmeter Soluboard im Vergleich zu FR4.

Dies ist auf die geringere Dichte von 1,35 g pro Kubikzentimeter Soluboard im Vergleich zu 2 g pro Kubikzentimeter FR4 zurückzuführen, was zu einem Massenunterschied von fast 1 kg pro Quadratmeter führt. Dieser Massenunterschied reduziert die Kohlenstoff- und Kunststoffauswirkungen von Soluboard im Vergleich zum Lebenszyklus einer FR4-Leiterplatte erheblich.

Allerdings weist das Material unterschiedliche Eigenschaften auf, die sich auf den Produktionsprozess auswirken.

„Es kommt auf die Temperatur an, da es eher thermoplastisch als duroplastisch ist, was Vorteile hinsichtlich eines geringeren CO2-Fußabdrucks mit sich bringt. Deshalb montieren wir unsere Platinen mit Niedrigtemperaturlot.“

„Wir formulieren ein V2-Soluboard für den Multilayer-Markt neu und dabei geht es vor allem um die Leistung der Durchkontaktierung. Im Moment können wir die Platine vor Ätzung schützen, aber dann wird sie gebohrt und dann plattiert, wodurch unser Material freigelegt wird. Für die aktuellen Boards haben wir eine Möglichkeit, dies zu umgehen, aber wir formulieren es neu, um mehr Dimensionsstabilität zu erreichen. Wir haben Prototypen erstellt, wollen diesen Markt aber erst 2025 erschließen“, sagte er.

www.jivamaterials.com