Im Projekt Deep-Opt forscht ein Konsortium u. a. an der Entwicklung umweltfreundlicherer Leiterplattensubstrate und der Etablierung geschlossener Materialkreisläufe. (Bild: Friedrich-Alexander-Universität)
Im Verbundprojekt Deep-Opt forschen Partner aus Wissenschaft und Industrie gemeinsam an der nachhaltigen Elektronikproduktion der Zukunft. Das Konsortium besteht aus den Forschungseinrichtungen Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe der Universität Bayreuth, Neue Materialien Bayreuth, Institut für Organische Chemie der TU Clausthal sowie den Industrieunternehmen Seho Systems, Peters Research, MTM Ruhrzinn, KSG, BSH Hausgeräte und MPM Environment Intelligence. Unterstützt wird das Verbundprojekt von den assoziierten Partnern Isola, Airbus und Bosch.
Im Fokus stehen die Entwicklung umweltfreundlicherer Leiterplattensubstrate, einschließlich recyclingfähiger und biobasierender Werkstoffe als Alternativen zu den herkömmlichen FR4-Materialien, sowie die Anpassung der Fertigungstechniken und -prozesse an diese neuen Materialsysteme. Zusätzlich wird die Energieeffizienz bestehender Fertigungsprozesse optimiert. Beispiele hierfür sind die Entwicklung eines energieeffizienten, per Inkjet-Verfahren applizierbaren Lötstopplacks und die Forschung zu niedrigschmelzenden Loten für die Flachbaugruppenmontage. Umfangreiche Qualitätsprüfungen der Flachbaugruppen sollen sicherstellen, dass Verbesserungen in Ressourcen- und Energieeffizienz nicht zulasten der Produktqualität und -zuverlässigkeit gehen.
Wie ein zirkuläres Designkonzept Elektroschrott reduzieren soll
Ein weiteres Schlüsselelement ist die Förderung der Zirkularität, um nachhaltige und geschlossene Materialkreisläufe in der Elektronikfertigung zu etablieren. Das Circular-Design-Konzept sieht eine leichte Demontage am Ende des Produktlebenszyklus und die effiziente Wiederverwendung oder das Recycling der Materialien vor, um den Ressourcenverbrauch zu minimieren und Elektroschrott zu reduzieren. Die Integration dieser zirkulären Designprinzipien unterstützt den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft und die Entwicklung neuer Recyclingmethoden für traditionelle und alternative Materialsysteme. Zusätzlich wird an chemischen Recyclingverfahren für Leiterplattensubstratmaterialien geforscht.
Parallel dazu erfolgt die kontinuierliche Erfassung von Primärenergiedaten und Prozesszeiten, die eine transparente und objektive Bilanzierung alternativer Wertschöpfungsketten ermöglicht. Umfassende Lebenszyklusanalysen dienen der ganzheitlichen Bewertung der Primärenergiebedarfe und fließen in die Optimierung der Wertschöpfungsketten ein. Das Konsortium verfolgt das ambitionierte Ziel, den Primärenergieverbrauch und die CO2-Emissionen im Vergleich zum Benchmark-System FR4 um mindestens 40 Prozent zu reduzieren.
Erkenntnisse in die industrielle Praxis übertragen
Die Verwertungsstrategie des Projekts zielt darauf ab, die Forschungsergebnisse einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen und eine maximale Wirkung zu erzielen. Ein wichtiger Aspekt ist die Überführung der Ergebnisse in mindestens ein Demonstrationsszenario, um den Wissenstransfer zu stärken und die Akzeptanz und Umsetzung neuer, nachhaltiger Wertschöpfungsketten in der Elektronikindustrie zu fördern. Um die Ergebnisse und Erkenntnisse aus dem Projekt direkt in die industrielle Praxis zu überführen und eine breite Anwendung und Akzeptanz der entwickelten nachhaltigen Ansätze und Technologien zu fördern, wird ein Leitfaden mit detaillierten Anleitungen und Best Practices zum Einsatz nachhaltiger Materialien und zur Optimierung der Energieeffizienz in der Flachbaugruppenfertigung erstellt.
