Infineon bietet Wasser an

Infineon Technologies wird in kommenden Demoboards recycelbare Leiterplatten (PCBs) verwenden, die auf einem von einem britischen Startup entwickelten Material basieren.

Die Technologie soll umweltfreundlicher sein und den CO2-Fußabdruck der Elektronikindustrie verringern.

Deutschlands größter Halbleiterhersteller gab bekannt, dass er Produkte auf den Markt bringt, die Soluboard verwenden, ein recycelbares und biologisch abbaubares Leiterplattensubstratmaterial auf Basis von Naturfasern, das angeblich einen viel geringeren CO2-Fußabdruck hat als das glasfaserverstärkte Epoxidharzlaminat, das typischerweise für Leiterplatten verwendet wird.

Soluboard hat seinen Namen, weil das pflanzliche Material, aus dem es besteht, in einem ungiftigen Polymer eingeschlossen ist, das sich beim Eintauchen in heißes Wasser auflöst und nur kompostierbares organisches Material zurückbleibt. Die auf der Platine verlöteten elektronischen Bauteile könnten dann zurückgewonnen und recycelt werden, heißt es.

Zunächst wird Infineon Soluboard für Demo- und Evaluierungsplatinen verwenden, das Unternehmen gab jedoch an, dass es darüber nachdenke, die Technologie künftig in allen Produkten mit Leiterplatte einzusetzen.

„Infineon nutzt das biologisch abbaubare Material, um den CO2-Fußabdruck von Demo- und Evaluierungsboards zu reduzieren, prüft aber auch die Möglichkeit, das Material für alle Boards zu verwenden, um die Elektronikindustrie nachhaltiger zu machen“, sagte Peter Wawer, Division President für Green Industrial Power des Unternehmens uns.

Kleine Mengen ausgewählter Platinen wurden bereits an ausgewählte Kunden weitergegeben, sagte Wawer, und die Produkte werden ab dem vierten Quartal 2023 über die etablierten Kanäle von Infineon erhältlich sein.

Infineon Soluboard-Produkt. Bild bereitgestellt von Jiva

Soluboard wird von Jiva Materials hergestellt, einem britischen Startup mit Sitz in Waterlooville, Hampshire. CEO und Mitbegründer Dr. Jonathan Swanston sagte gegenüber The Register, dass es von Chief Product Officer Jack Herring entwickelt wurde, während er Produktdesign am RCA in London studierte. Das Paar sammelte 2019/2020 eine Startfinanzierung in Höhe von 850.000 £ (etwa 1 Million US-Dollar), um das Unternehmen zu gründen.

Elektronikschrott ist der am schnellsten wachsende Abfallstrom der Welt, und in der Elektronikindustrie werden häufig kritische Mineralien und teure Komponenten verwendet, deren Lebensdauer länger ist als die Lebensdauer der Leiterplatten, sagte Swanston.

„Derzeit wird Elektroschrott durch Schreddern und anschließendes Verbrennen oder Deponieren behandelt, was zu Umweltverschmutzung führt“, sagte er uns. „Die Idee bestand darin, das traditionelle Laminat neu zu gestalten, um ein einfacheres Recycling zu ermöglichen.“

Bei Soluboard werden die Glasfasern und das Epoxidharz herkömmlicher Leiterplatten durch eine Naturfaser und ein Polymer ersetzt, das sich in heißem Wasser auflöst.

Letzteres mag wie eine Gefahr klingen, wenn irgendeine Flüssigkeit auf ein elektronisches Gerät verschüttet werden sollte, aber es scheint, dass eine beträchtliche Menge Wasser und eine kontinuierlich hohe Temperatur erforderlich sind, um Soluboard zu zersetzen.

„Soluboard-Leiterplatten müssen 30 Minuten lang in 90 °C heißes Wasser (nahe dem Siedepunkt) getaucht werden, damit das Produkt delaminiert“, sagte Swanston.

Anschließend müssen drei Ströme recycelt werden: die Metalle und Komponenten, die Naturfasern und die Polymerlösung.

„Die Polymerlösung kann durch häusliche Abwasserbehandlung entsorgt werden, die Fasern können kompostiert oder wiederverwendet werden und die Metalle und Komponenten können recycelt oder wiederverwendet werden“, sagte Swanston.

Infineon erforscht aktiv die Wiederverwendbarkeit seiner diskreten Leistungsgeräte, da diese nicht für diese Recyclingmethode entwickelt wurden.

„Unsere Produkte sind so konzipiert und qualifiziert, dass sie in rauen Umgebungen und Anwendungsfällen bestehen, aber das buchstäbliche Eintauchen der Geräte in kochendes Wasser für längere Zeit gehört derzeit nicht zu diesen Anwendungsfällen“, sagte Wawer gegenüber The Reg.

Laut Jiva führt die Herstellung von Soluboard außerdem zu 60 Prozent weniger Kohlendioxidemissionen als bei der Herstellung herkömmlicher Leiterplattensubstrate.

Eine mögliche Einschränkung besteht jedoch darin, dass Soluboard derzeit nur zur Herstellung von Leiterplatten verwendet werden kann, die auf einer oder beiden Seiten eine einzige Leiterbahnschicht aufweisen, während komplexe Produkte möglicherweise mehrere Leiterbahnschichten mit dazwischenliegenden Isolierschichten aufweisen.

„Soluboard ist derzeit nur für ein- und doppelseitige Leiterplatten geeignet, aber das ist ein bedeutender Markt“, sagte Swanston und fügte hinzu, dass Jiva über einen Technologieplan verfügt, um ein Laminat für mehrschichtige Leiterplatten geeignet zu machen, und erwartet, dass dies auch gelingt werden diesen Markt in den nächsten Jahren beliefern.

Zumindest am Anfang dürfte Soluboard auch teurer sein und einen Preisaufschlag von 50 bis 75 Prozent gegenüber den Kosten aktueller Substrate haben.

„Herkömmliche PCB-Materialien werden in sehr großem Maßstab hergestellt. Jedes Jahr werden mehr als 250 Millionen Quadratmeter hergestellt. Wenn Soluboard in diesem Maßstab hergestellt würde, wäre der Preis gleichwertig“, behauptete Swanston.

Andrew Buss, Senior Research Director für Europa bei IDC, sagte, jede Technologieentwicklung, die das Recycling oder die Verwendung recycelter Materialien erleichtert, sei willkommen, aber die Unfähigkeit, mehrere Schichten zu unterstützen, könnte ihre Attraktivität vorerst einschränken.

„Bei den meisten PC- oder Serversystemen sind die Platinen heutzutage stark mehrschichtig, so dass dies für diese Produkte derzeit nicht geeignet wäre und der Markt sich möglicherweise auf grundlegendere PCB-Anforderungen in Bereichen wie der Unterhaltungselektronik konzentriert“, er sagte.

„Der Schlüssel wird sein, auf wie viele Schichten sich dies skalieren lässt und wie dicht“, fügte er hinzu.

Der Chefanalyst von Omdia, Manoj Sukumaran, äußerte sich jedoch abweisender und sagte, er glaube nicht, dass eine solche Technologie in absehbarer Zeit erhebliche Auswirkungen auf die Branche haben werde.

„Zu den weiteren wichtigen PCB-Eigenschaften gehören die Fähigkeit zur Wärmeableitung, die Feuerbeständigkeit und die mechanische Stabilität (sie sollte nicht leicht brechen). Inwieweit ein wasserlösliches Material diese Eigenschaften bieten kann, ist fraglich“, sagte er.

Sukumaran sagte uns auch, er sei skeptisch, ob das Recycling von Komponenten aus solchen Kreisläufen einen nennenswerten Nutzen bringen würde. „Die Kosten für den Sammel- und Verwertungsprozess selbst könnten ein Vielfaches der Komponentenkosten betragen“, sagte er.

Swanston sagte jedoch, er glaube, dass Soluboard in Zukunft in den meisten Leiterplattendesigns verwendet werden könnte.

„Es kann für die meisten starren Leiterplatten verwendet werden, derzeit in ein- und doppelseitigen Standardplatinen und in Zukunft in mehrschichtigen Leiterplatten. Für flexible Leiterplatten wird es nicht geeignet sein“, sagte er. ®

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