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Zack! Elektronikteile lösen sich „auf Kommando“ aus der Platine

Quelle: Pressetext 2 min Lesedauer

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US-amerikanische Forscher haben eine Unterlage für elektronische Bauelemente geschaffen, die sich auflöst, sobald das System ausgedient hat ...

Elektronikschrott ist eigentlich zu schade, um entsorgt zu werden. Aber die Vereinzelung der Bauelemente ist zeitaufwendig und damit teuer. Damit sich das besser lohnt, haben US-Forscher eine Möglichkeit entwickelt, wie man die Elektronikbauteile relativ leicht wieder nutzen kann.(Bild: A. Dolbertinger)
Elektronikschrott ist eigentlich zu schade, um entsorgt zu werden. Aber die Vereinzelung der Bauelemente ist zeitaufwendig und damit teuer. Damit sich das besser lohnt, haben US-Forscher eine Möglichkeit entwickelt, wie man die Elektronikbauteile relativ leicht wieder nutzen kann.
(Bild: A. Dolbertinger)

Egal, ob starre oder flexible Elektronik – wenn sie am Ende ist, ist sie quasi Schrott und lässt sich nur mit hohem Aufwand recyceln. Bei der flexiblen Variante kündigt sich aber nun ein grundsätzlicher Wandel an. Elektroschrott ist außerdem eine andauernde globale Misere, die sich noch verschlimmern wird, weil wir immer mehr Geräte für das Internet der Dinge bauen und der Rest der Welt sich dahingehend weiterentwickelt. Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), von der University of Utah sowie vom Facebook-Mutterkonzern Meta haben deshalb ein flexibles Material als Unterlage für Bauelemente entwickelt, das sich auflöst, sobald es nicht mehr gebraucht wird, wie man betont. Die Bauteile könnten danach eingesammelt und wiederverwertet oder recycelt werden.

Altbewährter Kunststoff ist nicht mehr zeitgemäß

Bisher dient meist ein Kunststoff namens Kapton (Polyimid = PI) als Unterlage. Das Polymer hat nämlich hervorragende thermische und elektrisch isolierende Eigenschaften und kann aus leicht verfügbaren Rohstoffen hergestellt werden. Aber es ist praktisch unmöglich, Kapton zu schmelzen oder aufzulösen, um die darauf fixierten Bauteile zu vereinzeln. Dieselben – eigentlich guten – Eigenschaften von PI erschweren deshalb auch die Herstellung von Schaltkreisen für fortschrittliche Architekturen, wie mehrschichtige Elektronik. Es ist ein klassisches Material, das aber seit drei oder vier Jahrzehnten nicht mehr aktualisiert wurde, wie die Forscher anmerken.

Alkohol ist zwar ein Destillat, aber hier auch eine Lösung

Das Team unter der Leitung von Wang und Thomas J. Wallin (MIT) entwickelte deshalb ein neues, flexibles Substrat, das ebenfalls auf Polyimid basiert. Es sei auch problemlos mit der bestehenden Fertigungsinfrastruktur kompatibel. Das neue Material wird mithilfe von ultraviolettem Licht ausgehärtet. Dazu genügen wenige Sekunden, wie man es etwa vom Zahnarzt her kennt. Diese Methode zur Aushärtung des Materials ist nicht nur vergleichsweise schnell, sondern kann eben auch bei Raumtemperatur angewendet werden. Um das Recycling zu ermöglichen, bauten die Forscher in das Material Sollbruchstellen ein, die sich auflösen, wenn das Substrat in Alkohol getaucht wird. Das Material zerbröselt und gibt die elektronischen Bauteile frei. Man hat das Polymer dazu mit Estergruppen in der Hauptkette versehen. Diese Estergruppen können mit einer relativ milden Alkohollösung aktiviert werden. Der Rest des Bauteils bleibt unversehrt, heißt es.

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