Beatrice: HTW Dresden

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Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie

Biobasierte abbaubare flammgeschützte gedruckte Öko-Elektronic (Beatrice)

Förderung

Dieses Projekt wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unter Förderkennzeichen 958174 gefördert und wird vom SMWK (Deutschland), NKFIH (Ungarn) und UEFISCDI (Rumänien) unterstützt.

Hintegrund und Ziele

Die rasch zunehmende Menge an kurzlebigen kommerziellen Elektronikprodukten führt zu immer größeren Mengen an Elektronikabfällen. Eines der Hauptprobleme ist die Zersetzung von elektronischen Leiterplatten (Printed Circuit Boards, PCB) nach der Nutzungsphase. Die Trägermaterialien bestehen meist aus erdölbasierten Duroplasten, von denen einige umweltschädliche bromierte Flammschutzmittel enthalten. Da ein Großteil der PCB-Produktion in Asien stattfindet, hat die EU keinen Einfluss auf die Zusammensetzung und Umweltverträglichkeit dieses Basismaterials für Elektrotechnik und elektronische Bauteile. Aufgrund des bisher verwendeten nicht recycelbaren Duroplasts ist die Trennung von Metallen und organischen Bestandteilen immer noch eine Herausforderung, die es im Hinblick auf den ökologischen Fußabdruck und die enstehenden Kosten zu lösen gilt. Globale Nachhaltigkeit erfordert einen umfassenden Ansatz, der sowohl innovative Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoffe und Elektronik als auch umweltfreundliche Entsorgungs- und Recyclingstrategien wie beispielsweise Design for Recycling umfasst. Strategische Technologiemetalle (wie Kupfer, Silber und Gold) sowie das Recycling von Schlüsselrohstoffen sind ebenfalls ein wichtiges Thema.

Biologisch abbaubare Kunststoffe, deren grundsätzliche Eignung für die Herstellung von Leiterplatten im Labor- und Demonstrationsmaßstab (TRL2-3) bereits nachgewiesen wurde, können ein Schlüssel zur Lösung des oben genannten Recyclingproblems sein, indem sie ein recyclingfreundliches Leiterplattendesign ermöglichen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Demonstratoren elektronischer Baugruppen, die aus nachhaltigen und umweltfreundlichen Rohstoffen als Trägersubstrate im technischen Maßstab mit industrietauglichen Maschinen hergestellt werden. Außerdem soll das Recycling durch einen biologischen Abbauprozess des Verbundmaterials als potenzieller Schlüssel für ein kosteneffizientes und umweltfreundliches strategisches Metallrecycling ermöglicht werden.

Ziel von BEATRICE (05/2023-04/2026) ist die Herstellung umweltfreundlicher elektronischer Substrate für starre und flexible Materialien und Geräte aus Hochleistungsverbundwerkstoffen mit maßgeschneiderten thermischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften für den Einsatz in der Elektronik, die Teil des weltweiten Trends zur heterogenen Integration ist. Das übergeordnete Ziel ist es dabei, die Produktion von nachhaltigen Leiterplatten für elektronische Baugruppen zu initiieren, um das übliche Standardmaterial (wie beispielsweise FR4) zu ersetzen und ein neues Designprinzip für das Recycling zu ermöglichen, das inzwischen vollständig in Europa produziert und hergestellt werden kann. Der doppelte Nutzen würde die Umweltauswirkungen der beteiligten Kunststoffe verringern und die Rückführung strategischer Metalle verbessern, wodurch die Abhängigkeit Europas von externen Quellen und Faktoren verringert würde.

Projektpartner

Das Projekt BEATRICE bündelt die wissenschaftliche Exzellenz Deutschlands, Ungarns und Rumäniens in der Herstellung neuartiger, biobasierter, abbaubarer, flammhemmender gedruckter Elektronik für die Massenproduktion von Elektronik und deren Abbaubarkeit:

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD)
Technische und Wirtschaftswissenschaftliche Universität Budapest (BME)
Nationales Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Textilien und Leder (INCDTP/ICPI)
S.C. Monofil S.R.L.