ez itt az index

Sustainable Electronics

Activities of the research team:

The research group is mainly concerned with the sustainability of applied electronic materials, substrates and packages and their substitution by novel materials. Our research, which started in 2010, aims at replacing electronic substrates with biodegradables, culminating in an M-ERA and an H2020 (Pathfinder EIC) call in 2023 and 2024. In addition, circular electronics, waste minimisation technologies are also targeted for research. Research is being conducted along the UN SDGs 9 and 12 (Sustainable Development Goals). The research team also aims to improve electronics manufacturing technology along SDG9 by optimising manufacturing processes to be energy efficient and minimise waste through research on waste minimisation. The strengths of the research group are that its staff have a strong electronics manufacturing technology foundation requiring interdisciplinary knowledge, and that decade of experience have focused globally unique knowledge in the group’s work. The results achieved by the research group will be used in the future to inform the practice of electronics manufacturing and waste processing along the lines of the Green Deal and EU sustainability objectives.

Results:

Starting from the initial PLA (polylactic acid) and CA (cellulose acetate) based substrates, the group has now developed, in collaboration with Meshlin Ltd, a novel, fire-retarded, fibre reinforced, biodegradable substrate technology compatible with currents subtractive circuit and surface mount technologies. As a result, the research team is involved in successful projects. The research has resulted in the world’s first working Arduino Nano circuit on this substrate. In terms of electronic waste potential, electronics made in this way can reduce waste by up to 70-90% by weight of previously difficult-to-process epoxy/glass fibre-based plastic components. High-frequency characterization of the materials, development of bioleaching-based copper recovery, and further application of circular recycled copper for electronics conductors are underway through international cooperation. We are also conducting composting (outdoor, laboratory) experiments, the results of which are continuously published.

Specialised infrastructure:

PCB production line – FEI Inspect S50 scanning electron microscope – SONIX HS1000 scanning acoustic microscope – Bruker Tensor II infrared spectroscope – Spectro Midex M X-ray fluorescence spectrometer – Dage XD6600 X-ray microscope – Espec and Weiss climate chambers – Coherent AVIA 355 laser micromachining – Epilog Mini 30W laser micromachining – Voltalab PGZ301 dynamic EIS and voltmeter – Agilent Miliohmmeter – outdoor and indoor composting units

Recent projects:

Horizon 2020 2024 | Pathfinder EIC | DESIRE4EU – DESIgning and REcycling sustainable Electronic boards for a EUropean circular economy
2023 M-ERA | Beatrice – Biobased dEgradable flAme reTardant pRInted eCo-Electronics

International links:

Arduino AB., University of Grenoble Alps (UGA, INP), Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden, Czech Technical University of Prague (FEL CVUT), Sinano Association, Universite Catholique de Louvain (UCL), AB Chimie, Alba Elettronica

Corporate partners:

Meshlin Ltd. – basic research on fibre-reinforced biodegradable substrates

UniPCB Ltd. – research on the application of fibre-reinforced biodegradable carriers

Arduino AB. – research into sustainable embedded electronics

Fenntartható Elektronika

A kutatócsoport tevékenysége:

A kutatócsoport elsősorban az alkalmazott elektronikai anyagok, hordozók, tokozóanyagok fenntarthatóságával, azok újszerű anyagokkal való helyettesítésével foglalkozik. A 2010-ben kezdődő kutatásainkban az elektronikai hordozó biológiailag lebontható műanyagokkal való helyettesítését tűztük ki célul, amely 2023-ban és 2024-ben egy M-ERA és egy H2020 pályázatban (Pathfinder EIC) tetőzött. Továbbá a cirkuláris elektronika, hulladék-minimalizáló technológiák is a kutatás céljában állnak. A kutatások az ENSZ 9 és 12-es SDG-i (Fenntartható Fejlődési Célok) mentén zajlanak. A kutatócsoport a gyártási folyamatok optimalizálásával az energiahatékony és selejtszámot minimalizáló kutatásaival az elektronikai gyártástechnológia fejlesztését is célul tűzte ki az SDG9 mentén. A kutatócsoport erőssége, hogy munkatársai interdiszciplináris ismereteket igénylő, erős elektronikai gyártástechnológiai alappal rendelkeznek, valamint az évtizedes tapasztalat világszinten is egyedi tudást összpontosított a csoport munkájában. A kutatócsoport által elért eredmények a jövőben a Green Deal és az EU fenntarthatósági célkitűzései mentén hasznosulnak az elektronikai gyártóipar és hulladékfeldolgozás gyakorlatában.

Eredmények:

A csoport a kezdeti PLA (politejsav) és CA (cellulóz-acetát) alapú hordozókból kiindulva, mára a Meshlin Kft.-vel közösen egy újszerű, égésgátolt, szálerősített, biológiailag lebontható hordozó technológiát fejlesztett ki a kurrens szubtraktív áramköri- és felületszerelési technológiákkal kompatibilis módon. Ennek eredményeképp sikeres pályázatokban vesz részt a kutatócsoport. A kutatás eredményeként a világon először működő Arduino Nano áramkört hoztunk létre ezen a hordozón. Az elektronikai hulladék potenciál tekintetében az így készült elektronikák akár 70-90 tömeg% tekintetben csökkenthetik a hulladék nehezen feldolgozható, korábban epoxi/üvegszál-alapú műanyag alkotóit. Külföldi kapcsolatok révén folyamatban van az anyagok nagyfrekvenciás karakterizációja, a bioleaching-alapú réz visszanyerés kidolgozása, és további cirkuláris, újrafeldolgozott réz alkalmazása elektronikai vezető céljára. Emellett komposztálási (szabadtéri, laboratóriumi) kísérleteket is folytatunk, amelynek eredményeit folyamatosan publikáljuk.

Speciális infrastruktúra:

PCB gyártósor • FEI Inspect S50 pásztázó elektronmikroszkóp • SONIX HS1000 pásztázó akusztikus mikroszkóp • Bruker Tensor II infravörös spektroszkóp • Spectro Midex M röntgenfluoreszcens spektrométer • Dage XD6600 röntgenmikroszkóp • Espec és Weiss klímakamrák • Coherent AVIA 355 lézeres mikromegmunkáló • Epilog Mini 30W lézeres mikromegmunkáló • Voltalab PGZ301 dinamikus EIS és voltaméter • Agilent Miliohmmeter • szabadtéri és beltéri komposztáló egységek

A közelmúlt projektjei:

2024. Horizon 2020 | Pathfinder EIC | DESIRE4EU – DESIgning and REcycling sustainable Electronic boards for a EUropean circular economy
2023. M-ERA | Beatrice – Biobased dEgradable flAme reTardant pRInted eCo-Electronics

Nemzetközi kapcsolatok:

Arduino AB., University of Grenoble Alps (UGA, INP), Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden, Czech Technical University of Prague (FEL CVUT), Sinano Association, Universite Catholique de Louvain (UCL), AB Chimie, Alba Elettronica

Vállalati partnerek:

Meshlin Kft. – szálerősített, biológiailag lebontható hordozók alapkutatása

UniPCB Kft. – szálerősített, biológiailag lebontható hordozók alkalmazásának kutatása

Arduino AB. – fenntarható fejlesztőkártyák kutatása