Existe-t-il une carte électronique recyclable dans votre avenir ?

Menton Spencer | 18 août 2023

Le verre époxy FR4 est le matériau traditionnel utilisé dans les cartes de circuits imprimés, mais l'incapacité de recycler efficacement le FR4 a créé d'énormes problèmes de durabilité au sein de l'industrie électronique et parmi les agences réglementant l'impact environnemental. La société d'électronique allemande Infineon Technologies AG tente de résoudre ce problème grâce à un substrat de carte de circuit imprimé (PCB) recyclable et biodégradable appelé Soluboard. Le substrat, qui incorpore des fibres naturelles et un polymère sans halogène, a été développé par Jiva Materials, une start-up basée au Royaume-Uni qui développe des matériaux de cartes PC recyclables.

« Il faudra probablement encore quelques années pour que les cartes PC recyclables deviennent une réalité de production », a déclaré Andreas Kopp, responsable de la gestion des produits discrets chez Infineon Green Industrial Power Division, lors d'une récente conférence téléphonique avec Design News. Mais ne vous y trompez pas, la lame de fond est élevé pour un circuit imprimé potentiellement recyclable, compte tenu des préoccupations croissantes concernant les émissions de gaz à effet de serre et des directives déclarées par de nombreuses entreprises d'électronique visant à réduire considérablement ces émissions dans leurs propres produits et processus de fabrication. directives telles que la directive européenne sur les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE).

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"Nous sommes impliqués depuis longtemps dans l'efficacité énergétique et la sécurité environnementale", a déclaré Kopp. "Nous avons identifié Jiva Materials comme une entreprise potentielle susceptible de nous aider à fournir une solution et nous les avons contactés."

Le matériau PCB à base de plantes Soluboard comprend des fibres naturelles, qui ont une empreinte carbone bien inférieure à celle des fibres de verre traditionnelles. La structure organique est enfermée dans un polymère non toxique qui se dissout lorsqu'il est immergé dans l'eau chaude, ne laissant que des matières organiques compostables.

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Comparez cela avec le stratifié de carte PC dominant, FR4. À ce jour, les procédés utilisés pour récupérer les matériaux des assemblages à base de FR4 se sont révélés pour la plupart inutiles, seul le cuivre, présent en petite quantité, étant potentiellement récupérable. Les méthodes de récupération thermique, par exemple, incinèrent le FR4 et produisent des sous-produits gazeux nocifs tels que le plomb et la dioxine. Les procédés de récupération chimique qui plongent le panneau dans un bain acide détruisent le FR4 tout en produisant des eaux usées qui doivent ensuite être évacuées correctement.

Hopp d'Infineon a déclaré dans l'interview que la société étudiait actuellement la faisabilité du Soluboard recyclable dans plusieurs cartes de démonstration et d'évaluation utilisées pour les appareils électroniques de puissance. Compte tenu des exigences supplémentaires imposées par les semi-conducteurs de puissance aux assemblages de cartes à circuits imprimés, ces cartes d'évaluation permettront à Infineon de déterminer comment le matériau recyclable se comporte en ce qui concerne des facteurs tels que la résistance à l'humidité, les cycles thermiques, la rigidité diélectrique et les propriétés mécaniques, autant de domaines dans lesquels le FR4 est depuis longtemps présent. avait un avantage.

Hopp a ajouté qu'Infineon et Jiva étudiaient également des processus de recyclage potentiels pour les assemblages électroniques utilisant des matériaux Soluboard. Cela permettrait non seulement de récupérer le matériel de la carte à circuit imprimé elle-même, mais permettrait potentiellement de récupérer certains composants, tels que les dispositifs d'alimentation discrets, de la carte elle-même. Infineon a jusqu'à présent produit trois cartes de démonstration différentes en utilisant la technologie Soluboard et étudie leur utilisation potentielle dans des produits en boîte blanche. Sur la base des résultats des tests de résistance en cours, Infineon prévoit de fournir des conseils sur la réutilisation et le recyclage des semi-conducteurs de puissance retirés des Soluboards, ce qui pourrait prolonger considérablement la durée de vie des composants électroniques.

Jonathan Swanston, PDG et co-fondateur de Jiva Materials, a déclaré dans un communiqué : « L'adoption d'un processus de recyclage à base d'eau pourrait conduire à des rendements plus élevés dans la récupération des métaux précieux. « De plus, le remplacement des PCB FR-4 par Soluboard entraînerait une réduction de 60 % des émissions de carbone – plus précisément, 10,5 kg de carbone et 620 g de plastique pourraient être économisés par mètre carré de PCB. »