Infineon nutzt recyceltes PCB-Material für Evaluierungs- und Demoboards

Eine bedauerliche Wahrheit über die Elektronikindustrie ist, dass sie einen erheblichen CO2-Fußabdruck hat. Die Elektronikschrott-Epidemie führt dazu, dass jedes Jahr Millionen Tonnen ausrangierter PCBs, Kabel und Komponenten auf Mülldeponien landen, von denen fast alle nicht biologisch abbaubar sind.

Was wäre, wenn es eine Möglichkeit gäbe, Elektronik zu entwickeln, die gut funktioniert und sauber zerlegt werden kann? Genau das verfolgt das Startup Jiva Materials mit seinem biologisch abbaubaren Material Soluboard FR-4. Kürzlich gab Infineon bekannt, dass es beabsichtigt, Soluboard künftig in ausgewählten Evaluierungs- und Demoboards einzusetzen.

Flammschutzmittel 4 oder FR-4 ist ein Standardmaterial, das zur Herstellung von Leiterplatten (PCBs) verwendet wird. Das Verbundmaterial besteht aus gewebtem Glasfasergewebe, das mit einem schwer entflammbaren Epoxidharzbindemittel imprägniert ist, und ist ein grundlegender Bestandteil fast aller Leiterplatten.

FR-4 bildet typischerweise das Substrat oder die Basisschicht, auf der die verschiedenen elektronischen Komponenten in einer Leiterplatte montiert werden. Das Glasfasergewebe sorgt für eine stabile und starre Plattform, während das Epoxidharz dabei hilft, die Komponenten an der Platine zu befestigen. Anschließend werden leitende Pfade oder Leiterbahnen in den FR-4 geätzt oder gedruckt, um die Komponenten zu verbinden und den Fluss elektrischer Signale zwischen ihnen zu ermöglichen.

FR-4 wird aufgrund seiner Materialeigenschaften, die es für elektronische Anwendungen nützlich machen, häufig in Leiterplatten verwendet. Dazu gehören thermische Stabilität, die es ermöglicht, hohen Temperaturen standzuhalten, mechanische Festigkeit, die einer Leiterplatte Haltbarkeit verleiht, und elektrische Isolierung, die dazu beiträgt, leitende Teile eines Stromkreises zu trennen und Kurzschlüsse zu verhindern.

Obwohl FR-4 aufgrund seiner Materialeigenschaften zu einem festen Bestandteil des PCB-Designs geworden ist, werden seine Auswirkungen auf die Umwelt oft übersehen.

Nach Angaben des Weltwirtschaftsforums werden jedes Jahr weltweit 50 Millionen Tonnen Elektroschrott produziert, was bedeutet, dass riesige Mengen FR-4 auf Mülldeponien landen. Herkömmliches FR-4 ist nicht biologisch abbaubar. Das bedeutet, dass FR-4 entweder für immer auf einer Mülldeponie verbleibt oder, was häufiger vorkommt, am Ende seiner Lebensdauer verbrannt wird, wodurch Giftstoffe und Treibhausgase freigesetzt werden.

Laut Jiva Materials beträgt der CO2-Fußabdruck eines Quadratmeters FR-4 in PCB-Qualität 17,7 kg CO2e.

Jiva Materials verfolgt einen einzigartigen Ansatz zur Lösung des FR-4-Problems: Das Unternehmen ersetzt FR-4 vollständig. Stattdessen wurde ein neues PCB-Kernmaterial namens Soluboard entwickelt, das Naturfasern mit halogenfreien Polymeren kombiniert, was zu einem biologisch abbaubaren Kernmaterial führt. Jiva Materials behauptet, dass sich ein ungiftiges Polymer, das die organische Struktur umschließt, beim Eintauchen in heißes Wasser auflöst und nur kompostierbares organisches Material zurückbleibt. Da dieser Kern zerfallen kann, können Komponenten und Kupfer auf Soluboard-basierten Leiterplatten problemlos zurückgewonnen werden.

Laut Jiva Materials hat ein Quadratmeter Soluboard einen CO2-Fußabdruck von 7,1 kg CO2e. Das bedeutet, dass eine Soluboard-Leiterplatte einen um 60 % geringeren CO2-Fußabdruck hat als eine FR-4-Leiterplatte.

Um die Bemühungen von Jiva Material zu unterstützen, hat Infineon kürzlich Soluboard in seine Demo- und Evaluierungsboards aufgenommen. Infineon hat drei verschiedene Demoboards mit der Soluboard-Technologie hergestellt und plant, dieses Portfolio in den kommenden Jahren zu erweitern. Durch diese Zusammenarbeit aktualisiert Infineon das Produkt von Jiva und wirkt sich positiv auf den CO2-Fußabdruck der Elektronikindustrie aus.