Издръжлива електроника за по-добра околна среда

Устойчивият дизайн на електрониката е едно от най-големите технически предизвикателства на нашето време. Електронните системи трябва да могат да издържат на екстремни условия като топлина, влажност и вибрации – и въпреки това да подлежат на ремонт или рециклиране в края на експлоатационния си живот. За да се справи с това предизвикателство, изследванията на Нора Йеске се фокусират върху иновативни, екологични материали и технологии за свързване на електронни системи. Тя също така разработва методи, базирани на данни, за оценка на електрониката и прогнозиране на оставащия ѝ полезен живот. Това адресира нарастващия проблем с електронните отпадъци и подкрепя прилагането на критериите на Siemens Eco Tech. За тези свои приноси тя е удостоена с наградата „Изобретател на годината 2025“ в категорията „Новодошъл“ (Newcomer).

Сребърно синтероване – ключова технология за по-голяма надеждност и по-дълъг живот

Повишаването на надеждността и продължителността на живота на силовата електроника е централен фокус в изследванията на Йеске. Важен подход е използването на технологията за сребърно синтероване за иновативни решения за монтаж и свързване. При сребърното синтероване малки сребърни частици се притискат под налягане и умерена топлина, за да образуват твърдо, електропроводимо съединение. За разлика от запояването, тук няма топене на металите, а по-скоро дифузионен процес, който създава стабилен и устойчив на високи температури слой на съединението. Благодарение на отличните термични свойства на среброто, тази техника предлага големи предимства: по-добро разсейване на топлината, повишена надеждност и по-дълъг живот.
Йеске работи за по-нататъшно подобряване на устойчивостта на тази технология. Нейният фокус е върху оптимизирането на технологичните вериги, за да се комбинира сребърното синтероване с други производствени стъпки. Целта е да се съкрати времето за обработка, да се спести енергия и същевременно да се повиши надеждността, за да се произвеждат здрави, компактни и издръжливи модули за силова електроника.

В допълнение към повишаването на надеждността, Йеске насочва вниманието си и към това как електрониката може да бъде използвана повторно и рециклирана – и как производството може да стане по-ефективно от гледна точка на ресурсите. Заедно с екипа по производство на електроника в Берлин, тя разработва подходи за автоматизиран процес на разделяне на печатни платки и електронни компоненти, методи за оценка на възможността за повторна употреба на компонентите и концепции за оползотворяване на топлината и технологичните газове в производството. „Разглеждаме как цялостният модул може да бъде конструиран така, че да бъде издръжлив – и същевременно да подлежи на ремонт“, обяснява Йеске. „Това е ключът към кръговата икономика“, добавя тя.

Електроника, която разказва своята история

Друг фокус на нейната иновативна работа е оценката на жизнения цикъл на електрониката. Йеске и нейните колеги са разработили пасивни структури, които могат да бъдат интегрирани в материали или компоненти и да реагират рано на натоварвания от околната среда, като температура или влажност. Това дава индикация за състоянието на електрониката и предлага насоки за вземане на решения при оценка на оставащия експлоатационен живот на системата или на отделните компоненти.

Това прави електрониката оценима въз основа на данни: Кои компоненти могат да се използват повторно? Кои трябва да бъдат заменени или рециклирани? Какво влияние оказва това върху оставащия живот на цялостната система? Това създава нов технически стандарт – електроника, която предоставя информация за собствената си история на употреба – и прави прехода към кръгова икономика измерим и контролируем.

От технология към стратегия

Наред с техническото развитие, Йеске изследва начини за включване на тези решения в бъдещите поколения продукти и стратегиите за устойчивост на Siemens. Като старши ключов експерт (Senior Key Expert) в Siemens Foundational Technologies, освен с изследванията си, тя се занимава и с радари за тенденции и изследователски инициативи, които идентифицират устойчиви материали и принципи за кръгов дизайн на електрониката на ранен етап.

Кариерата на Йеске е оформена от стипендия от Германската фондация за академични стипендии и нейния интердисциплинарен път между технологиите, социалните въпроси и консултантските услуги. За нея е важно да „предизвика промяна чрез собствените си действия“ – стремеж, който е отразен в нейните изобретения. Целта на нейната работа е да намали електронните отпадъци в световен мащаб, да пести ресурси и да проектира електронни системи по такъв начин, че те да могат да се използват по-дълго, да се ремонтират и в крайна сметка да се рециклират по-добре – важен принос към кръговата икономика.