Datum zveřejnění: 
16. 9. 2024
V roce 2021 bylo celosvětově vyprodukováno 57,4 milionu tun elektronického odpadu, celkový objem produkce roste v průměru o dva miliony tun ročně. Přitom jen 17,4 procenta elektronického odpadu se sbírá a řádně recykluje.

VĚDA TECHNOLOGIE

Připravit alternativní proces výroby elektronických komponentů, který bude šetrnější k životnímu prostředí, je cílem výzkumníků z katedry elektrotechnologie FEL ČVUT a ústavu polymerů VŠCHT Praha. Jako perspektivní materiál pro náhradu velmi obtížně recyklovatelných epoxidových pryskyřic se jeví polymery, využívané pro 3D tisk. Až 10 % z elektronického odpadu tvoří desky plošných spojů, které jsou základním stavebním kamenem pro drtivou většinu elektronických zařízení. Na výrobu izolačního substrátu se používá epoxidová pryskyřice vyztužená skelnými vlákny, obsahující i další, poměrně toxické látky, které slouží jako retardéry hoření. Jde ale o prakticky nerecyklovatelný materiál, z vysloužilé desky plošných spojů lze tedy většinou znovu použít pouze kovy. 

JAK ZMĚNIT CELÝ ALTERNATIVNÍ PROCES?

Cílem vědců z FEL ČVUT je nejen už při výrobě eliminovat materiály, které nejdou recyklovat, ale připravit a otestovat celý alternativní proces výroby elektroniky, který bude šetrnější k životnímu prostředí. "Pro výrobu nosného substrátu je možné využít polymerní látky, které se používají mimo jiné při 3D tisku, např. PET. Těmi, po jejich vhodné modifikaci pro zajištění požadavků pro elektronické výrobky, nahradíme epoxidovou pryskyřici," popsal dr. Petr Veselý z katedry elektrotechnologie Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze hlavní cíle výzkumu. Vedle skupiny 3DP Lab – Vývoj a výzkum materiálů pro 3D tisk v elektronice, jejímž vedoucím je právě dr. Veselý, se na výzkumu podílejí i pracovníci Ústavu polymerů na VŠCHT Praha pod vedením dr. Čadka. "Naším úkolem je právě vývoj a výroba strun pro 3D tisk, které budou mít vhodné vlastnosti pro výrobu nosných substrátů. Ty bude zároveň možné použít po skončení jejich životnosti jako vstupní surovinu pro opětovnou výrobu tiskové struny," komentuje Jonáš Uřičář, student zapojený do projektu. 

3D TISK ZJEDNODUŠÍ TECHNOLOGII VÝROBY

Při konvenčním způsobu výroby desek plošných spojů dochází k chemickému leptání měděné vrstvy, a tím k tvorbě vodivých motivů pro propojení jednotlivých součástek. Ty se pak na desku plošných spojů připojují nejčastěji pájením. Takový způsob výroby je však energeticky náročný a využívají se při něm látky potenciálně nebezpečné pro životní prostředí a značné množství vody. Díky využití technologie 3D tisku lze vyrábět desky plošných spojů s elektronickými součástkami již zapouzdřenými v těle substrátu, které se navzájem propojí během následného potisku elektricky vodivým inkoustem. Zapouzdření zajistí mechanickou integritu obvodu, která by jinak byla oproti konvenčnímu řešení snížena kvůli horším mechanickým vlastnostem recyklovaných plastů. Tento alternativní postup výroby eliminuje energeticky a chemicky náročné procesy, a tím může dle dr. Veselého významně přispět ke snížení uhlíkové stopy při výrobě elektroniky. 

 

Zdroj: 
21.století