Kestävä kehitys elektroniikkalaitteen tuotesuunnittelussa

Abstract

Tämän työn tarkoituksena on selvittää, mitä ympäristöhaittoja elektroniikkalaitteet aiheuttavat ja mitä ratkaisuja elektroniikkalaitteen tuotesuunnitteluvaiheessa voidaan tehdä, jotta elektroniikkalaitteesta aiheutuisi vähemmän haittaa ympäristölle sen elinkaaren aikana. Ympäristöystävällisempien ratkaisujen selvittämisessä keskitytään piirilevyihin ja integroituihin piireihin liittyviin ratkaisuihin.

Työssä on käytetty aineistona Tampereen yliopiston kirjaston sähköisiä materiaaleja. Työssä on myös käytetty kestävää kehitystä koskevia Euroopan unionin direktiivejä ja niihin liittyviä verkkosivuja sekä esimerkkeinä käytettyjen tuotteiden ja palvelujen verkkosivuja.

Työssä on tutustuttu ensin siihen, mitä kestävä kehitys on ja miten kestävä kehitys voi parantaa yhteiskuntaa. Tämän jälkeen työssä on selvitetty elektroniikkalaitteiden elinkaarianalyysien (engl. Life Cycle Assessment, LCA) avulla, mitä haittoja ympäristölle aiheutuu laitteen elinkaaren eri vaiheissa. Työssä selvitettiin minkälaisilla ratkaisuilla laitteen aiheuttamia haittoja voidaan vähentää, ja miten ratkaisut vaikuttavat laitteen laatuun. Piirilevyihin liittyvissä ratkaisuissa tarkasteltiin tutkimuksia, joissa on selvitetty miten piirilevystä aiheutuviin ympäristöhaittoihin voidaan vaikuttaa substraatin materiaalin ja johtavan materiaalin valinnalla. Integroituihin piireihin liittyvissä ratkaisuissa tarkasteltiin tutkimuksia, joissa on selvitetty integroidun piirin valmistusprosessin ja koteloinnin vaikutusta ympäristöhaittoihin. Lopuksi pohdittiin tulevaisuuden näkymiä ympäristöystävälliselle elektroniikkalaitteiden tuotesuunnittelulle.

Työssä tarkastellaan paperin ja polyetyleenitereftalaatin (PET) käyttöä piirilevyn substraattina. Tutkimukset osoittivat, että paperi soveltuu käyttökohteisiin, joissa elektroniikkalaitteen täytyy olla edullinen, mutta lyhytikäinen. PET:n käyttö osoittautui sopivaksi taipuviin elektroniikkalaitteisiin. Tutkimukset osoittivat myös, että piirilevyn johtavan kuvioinnin valmistaminen additiivisella menetelmällä käyttämällä hopeananopartikkelimateriaalia tuottaa vähemmän saasteita ja kuluttaa vähemmän johtavaa materiaalia kuin perinteinen kuparin etsaus. Integroituihin piireihin liittyvät tutkimukset osoittivat, että ympäristöystävällisin integroitu piiri saadaan käyttämällä uusinta ja energiatehokkainta valmistusprosessia sekä koteloimalla siru mahdollisimman pieneen koteloon.