Nieuw materiaal voor printplaten zal de duurzaamheid ervan revolutioneren
Geen enkel elektronisch apparaat werkt zonder printplaat. Het probleem is dat ze moeilijk te recyclen zijn. Een nieuw materiaal gaat dit nu verbeteren.
Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een nieuwe printplaat (PCB) ontwikkeld. Het is net zo krachtig als de huidige printplaten en kan worden gerecycled met minimaal materiaalverlies.
Computerchips, transistors en andere componenten bevinden zich op printplaten. Tegenwoordig bestaan ze meestal uit fijne lagen glasvezel bedekt met plastic en gelamineerd met koper. Deze coating maakt recycling moeilijker omdat het moeilijk is om het van de glasvezels te scheiden.
Met vitrimers naar succes
Het nieuwe materiaal dat de onderzoekers hebben gebruikt is een vitrimeer. Deze stof behoort tot de klasse van polymeren die in 2015 zijn ontwikkeld. Het plastic verandert in een soort gelei als het in contact komt met een organisch oplosmiddel met een relatief laag kookpunt. Hierdoor zwelt het plastic op zonder de glasplaten en elektronische onderdelen te beschadigen. Het materiaal kan vervolgens worden losgemaakt van de vaste componenten van de printplaat, waardoor de componenten opnieuw kunnen worden gebruikt. Bovendien is het vitrimeer materiaal zelf ook recyclebaar. De onderzoekers hebben het verschillende keren gebruikt om nieuwe printplaten van hoge kwaliteit te maken.
Er gaat weinig materiaal verloren in het proces. 98 procent van het vitrimeer en 91 procent van het oplosmiddel kon worden teruggewonnen. Maar liefst 100 procent van de glasvezels kan worden hergebruikt. Beschadigde printplaten met scheuren of bochten kunnen dankzij de vitrimer zelfs worden gerepareerd. Volgens co-auteur van het onderzoek Vikram Iyer vormen PCB's een groot deel van het elektronisch afval. Het nieuwe proces zou daarom veel schroot kunnen voorkomen.
Minder veranderingen nodig in het productieproces
De vPCB (kort voor: vitrimer Printed Circuit Board) printplaten worden op dezelfde manier gemaakt als conventionele printplaten: Gewoonlijk worden half uitgeharde PCB-lagen opgeslagen in koele, droge ruimten waar ze een beperkte houdbaarheid hebben. Daarna worden ze gelamineerd in een hittepers. Omdat vitrimeren onder bepaalde omstandigheden nieuwe verbindingen vormt, worden de vPCB-lagen volledig uitgehard gelamineerd. Er zouden dus slechts kleine aanpassingen nodig zijn bij de productie van de nieuwe printplaten.
De onderzoekers ontdekten bij testen ook dat het materiaal qua sterkte en elektrische eigenschappen vergelijkbaar is met FR4. Dit is het meest gebruikte printplaatmateriaal. Volgens de eerste testen zal de productie van de nieuwe printplaten naar verwachting 48 procent minder broeikasgassen en 81 procent minder kankerverwekkende emissies produceren. De onderzoekers ontdekten ook in tests dat het materiaal vergelijkbare eigenschappen heeft als FR4 wat betreft sterkte en elektrische eigenschappen. Dankzij de positieve eigenschappen van het nieuwe materiaal, wijzen de onderzoekers erop dat stimulansen voor recycling nodig zijn. Anders helpt zelfs het meest duurzame materiaal niet.
Technologie en maatschappij fascineren me. Beide combineren en vanuit verschillende perspectieven observeren is mijn passie.
Van de nieuwe iPhone tot de wederopstanding van de mode uit de jaren 80. De redactie categoriseert.
Alles tonen