Un nouveau matériau pour les circuits imprimés devrait révolutionner leur durabilité
Aucun appareil électronique ne fonctionne sans carte de circuit imprimé. Le problème est qu'ils sont difficilement recyclables. Un nouveau matériau devrait désormais améliorer cette situation.
Des chercheurs de l'Université de Washington ont mis au point une nouvelle carte de circuit imprimé (PCB). Elle est aussi performante que les circuits imprimés actuels et peut être recyclée avec une perte minimale de matériau.
Les cartes de circuits imprimés contiennent des puces informatiques, des transistors et d'autres composants. Aujourd'hui, ils sont généralement constitués de fines couches de fibre de verre recouvertes de plastique et laminées avec du cuivre. Ce revêtement rend le recyclage difficile car il est difficile de le séparer des fibres de verre.
Le succès grâce aux vitrimères
Le nouveau matériau utilisé par les chercheurs fait partie des vitrimères. Cette substance appartient à la classe des polymères développée en 2015. Le plastique se transforme en une sorte de gelée lorsqu'il entre en contact avec un solvant organique à un point d'ébullition relativement bas. Le plastique gonfle alors sans endommager les vitres et les composants électroniques. La substance peut ainsi être détachée des composants solides de la carte électronique, ce qui permet de réutiliser les composants. Mieux encore, la pâte de vitrimère en elle-même est recyclable. Les chercheurs l'ont utilisée à plusieurs reprises pour fabriquer de nouveaux circuits imprimés de haute qualité.
Les pertes de matériaux sont minimes. 98 pour cent du vitrimère et 91 pour cent du solvant ont pu être récupérés. Les fibres de verre ont même été réutilisées à 100 pour cent. De même, les circuits imprimés endommagés, fissurés ou courbés peuvent être réparés grâce au vitrimère. Selon Vikram Iyer, co-auteur de l'étude, les PCB constituent une grande partie des déchets électroniques. Le nouveau procédé permettrait donc d'éviter une bonne partie de la casse.
Peu de changements nécessaires dans le processus de fabrication
Les cartes appelées vPCB (abréviation de : vitrimer Printed Circuit Board) sont fabriquées de manière similaire aux PCB traditionnels : Habituellement, les couches de circuits imprimés semi-durcies sont conservées dans des endroits frais et secs où elles ont une durée de vie limitée. Elles sont ensuite laminées dans une presse thermique. Comme les vitrimères forment de nouveaux composés dans certaines conditions, les couches de vPCB sont laminées alors qu'elles sont complètement durcies. La fabrication des nouveaux circuits imprimés ne nécessiterait donc que des ajustements mineurs.
Par ailleurs, les chercheurs ont constaté lors d'essais que le matériau présentait des propriétés similaires au FR4 en termes de résistance et de propriétés électriques. Il s'agit du matériau le plus utilisé pour les circuits imprimés. Selon les premiers essais, la production des nouveaux circuits imprimés devrait générer 48 pour cent de moins de gaz à effet de serre et 81 pour cent de moins d'émissions cancérigènes.
Malgré les propriétés positives du nouveau matériau, les chercheurs soulignent la nécessité d'inciter au recyclage. Sinon, même le matériau le plus durable ne sert à rien.
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