Selbstreparatur von Leiterplatten mit Flüssigmetall bei erheblichen Beschädigungen

Am Virginia Tech Institute wurden Leiterplatten mit Flüssigmetall entwickelt. Das Besondere an dieser neuen Technologie ist die Möglichkeit der Selbstreparatur und des Weiterbetriebs bei erheblichen Beschädigungen.

Außerdem können solche Leiterplatten nach Ablauf ihrer Lebensdauer auch recycelt werden. Diese Technologie wurde aus einem Polymer namens Vitrimer entwickelt. Das Besondere an diesem Material ist, dass es bei normalen Temperaturen stabil und bei hohen Temperaturen plastisch bleibt.

Die Form der Leiterplatten aus dem neuen Material kann unter dem Einfluss hoher Temperaturen verändert werden. Dieser Ansatz ermöglicht es auch, die Leiterplatten im Falle einer Beschädigung zu reparieren. Im Vergleich zu Standardleiterplatten aus Silikon und Epoxidharz lassen sich einzelne Materialien wesentlich leichter aus ihnen entfernen.

Untersuchung des neuen Materials

Zum Testen des neuen Materials wurde eine Prüfmaschine zum Drücken und Dehnen verwendet. Das Verformungsverhalten und die Fließfähigkeit des Materials wurden mit einem Rheometer gemessen.

Der Vitrimer kann bei einer einprozentigen Verformung bei einer Temperatur von 170-200 °C in seinen Ausgangszustand zurückkehren. Tropfen aus flüssigem Metall sorgen zusammen mit dem Vitrimer für die Leitfähigkeit. Das Material ist ausreichend leitfähig, sodass nur 5 Prozent der Mischung aus flüssigem Metall bestehen müssen.

Der neue Platintyp zielt darauf ab, Elektronikschrott zu reduzieren. Derzeit werden beschädigte Leiterplatten entsorgt, was erhebliche Probleme bei ihrer Verwertung mit sich bringt. Nur Goldelektroden und einige andere Metalle können bei der Wiederaufbereitung zurückgewonnen werden, wobei starke Säuren zum Einsatz kommen.