RISE: Innovativa kretskort kan minska miljöpåverkan och beroendet av Asien
I takt med att samhället elektrifieras ökar elektronikavfallet snabbt – samtidigt återvinns endast 25 procent av världens elavfall. Nu utvecklar forskare nya material, tryckt elektronik och rullbaserade tillverkningsmetoder som ska minska kretskortens klimatavtryck och samtidigt stärka Europas självförsörjning inom elektronik.
Svenska forskare och industriföreträdare ser nya möjligheter att bygga en mer hållbar och motståndskraftig elektronikproduktion i Europa. Det framgår av forskning och utveckling vid RISE Research Institutes of Sweden, där fokus ligger på att ta fram alternativa lösningar till traditionella kretskort.
Elektronikavfall är i dag världens snabbast växande avfallsström och mindre än en fjärdedel av allt elavfall återvinns globalt. Traditionella kretskort är enligt RISE utvecklade med fokus på prestanda snarare än cirkularitet, vilket gör återvinning svår och resurskrävande.
Europa är dessutom starkt beroende av asiatisk kretskortstillverkning, något som både påverkar möjligheterna att minska miljöpåverkan och skapar volatila leveranskedjor.
– Vi är extremt avhängiga av Asien när det gäller elektronik. I Sverige har vi en bra bas när det gäller assembly, alltså montering på befintliga kretskort, men vi har bara några få kretskortstillverkare, säger Astrid Armgarth, enhetschef för bio- och organisk elektronik på RISE, i en LinkedIn-artikel.
RISE utvecklar nu flera tekniska spår för att möjliggöra en mer resurseffektiv elektronikproduktion. Ett område är tryckt elektronik, där funktionella material appliceras direkt på flexibla substrat i stället för att kretskortets mönster etsas fram kemiskt.
När tekniken kombineras med rulle-till-rulle-produktion kan elektronik produceras på liknande sätt som tidningar som trycks i stora volymer.
Enligt RISE lämpar sig tekniken bland annat för sensorer, IoT-enheter, smart belysning och distribuerade elektroniksystem i fastigheter.
Parallellt utvecklas biobaserade och återvinningsbara substrat som kan ersätta dagens PCB-kompositer. RISE har bland annat tagit fram ett pappersbaserat kompositmaterial som är kompatibelt med befintliga monteringsprocesser, vilket kan minska behovet av nya investeringar hos tillverkare.
– LED-belysning för fordon eller inomhusbruk är lämpliga tillämpningsområden. Vi tror också på IoT och 6G för den här tekniken. ”Install and forget” är särskilt intressant. Här kan det handla om att installera sensorer för att sedan, vid slutet av sensorns livscykel, lämna kvar den. Sensorn kan antingen brytas ned eller sitta kvar, eftersom den inte består av några problematiska material, säger Duncan Platt, enhetschef för tryckt elektronik på RISE, på LinkedIn.
Enligt RISE har utvecklingen de senaste åren gått från forskningsstadiet till möjlig industriell tillämpning. Organisationen driver därför test- och demonstrationsmiljöer för både tryckt elektronik och hybridvarianten, där traditionella komponenter monteras på nya material.
Målet är att på sikt möjliggöra pilotproduktion och en svensk monteringsindustri för hybrid elektronik.
RISE lyfter även fram kemikaliefria produktionsmetoder som Dry Phase Patterning, där kretsmönster skapas genom mekanisk bearbetning i stället för kemisk etsning, vilket ska förbättra återvinningsbarheten och minska klimatpåverkan.
Enligt forskarna kan kombinationen av nya material och alternativa tillverkningsprocesser bidra till att bygga en mer resilient, kostnadseffektiv och hållbar europeisk värdekedja för elektronikproduktion.
De nya lösningarna för framtidens kretskort finns publicerade i RISE:s LinkedIn-artikel.
