Odolná elektronika pre lepšie prostredie

Udržateľný návrh elektroniky patrí medzi najväčšie technické výzvy našej doby. Elektronické systémy musia odolávať extrémnym podmienkam, ako sú teplo, vlhkosť a vibrácie, a zároveň musia byť na konci svojej životnosti opraviteľné alebo recyklovateľné. Na zvládnutie tejto výzvy sa výskum Nory Jeske zameriava na inovatívne, ekologické materiály a spojovacie technológie pre elektronické systémy. Zároveň vyvíja metódy založené na údajoch na hodnotenie elektroniky a odhad jej zostávajúcej životnosti. Týmto spôsobom rieši rastúci problém elektronického odpadu a podporuje implementáciu kritérií Siemens Eco Tech. Za tieto prínosy získala ocenenie Vynálezca roka 2025 v kategórii „Nováčik“.

Strieborné sintrovanie - kľúčová technológia pre vyššiu spoľahlivosť a dlhšiu životnosť

Zvyšovanie spoľahlivosti a životnosti výkonovej elektroniky je jednou z hlavných oblastí výskumu Jeske. Dôležitým prístupom je využitie technológie strieborného sintrovania pre inovatívne riešenia montáže a prepojenia. Pri striebornom sintrovaní sa drobné častice striebra spájajú pod tlakom a miernym teplom do pevnej, elektricky vodivej štruktúry. Na rozdiel od spájkovania nedochádza k taveniu kovov, ale k difúznemu procesu, ktorý vytvára stabilnú a teplotne odolnú spojovaciu vrstvu. Vďaka vynikajúcim tepelným vlastnostiam striebra prináša táto technológia významné výhody: lepší odvod tepla, vyššiu spoľahlivosť a dlhšiu životnosť.
Jeske pracuje na ďalšom zvyšovaní udržateľnosti tejto technológie. Zameriava sa na optimalizáciu procesných reťazcov s cieľom prepojiť strieborné sintrovanie s ďalšími výrobnými krokmi. Cieľom je skrátiť čas procesov, šetriť energiu a zároveň zvýšiť spoľahlivosť, aby bolo možné vyrábať robustné, kompaktné a trvácne moduly pre výkonovú elektroniku.

Okrem zvyšovania spoľahlivosti sa Jeske zameriava aj na to, ako možno elektroniku opätovne využívať a recyklovať – a ako možno výrobu zefektívniť z hľadiska využívania zdrojov. Spolu s tímom Electronics Manufacturing v Berlíne vyvíja prístupy k automatizovanému procesu separácie dosiek plošných spojov a elektronických komponentov, metódy na hodnotenie opätovnej použiteľnosti komponentov a koncepcie na spätné získavanie tepla a procesných plynov vo výrobe. „Skúmame, ako možno celý modul navrhnúť tak, aby bol trvácny – a zároveň zostal opraviteľný,“ vysvetľuje Jeske. „To je kľúčom k obehovému hospodárstvu,“ dodáva.

Elektronika, ktorá rozpráva svoj príbeh

Ďalšou oblasťou jej inovatívnej práce je hodnotenie životného cyklu elektroniky. Jeske a jej kolegovia vyvinuli pasívne štruktúry, ktoré možno integrovať do materiálov, alebo komponentov a ktoré včas reagujú na environmentálne zaťaženie, ako sú teplota alebo vlhkosť. To poskytuje informácie o stave elektroniky a ponúka podklady pre rozhodovanie pri hodnotení zostávajúcej životnosti systému alebo jednotlivých komponentov.

Elektronika sa tak môže vyhodnocovať na základe údajov: Ktoré komponenty možno opätovne použiť? Ktoré je potrebné vymeniť alebo recyklovať? Aký vplyv to má na zostávajúcu životnosť celého systému? Vzniká tak nový technický štandard – elektronika, ktorá poskytuje informácie o svojej vlastnej histórii používania – a umožňuje merať a riadiť prechod na obehové hospodárstvo.

Od technológie k stratégii

Popri technickom vývoji Jeske skúma aj spôsoby, ako tieto riešenia začleniť do budúcich generácií produktov a do stratégií udržateľnosti spoločnosti Siemens. Ako Senior Key Expert v Siemens Foundational Technologies sa popri výskume podieľa aj na trendových radaroch a výskumných iniciatívach, ktoré včas identifikujú udržateľné materiály a princípy obehového návrhu elektroniky.

Kariéra Jeske bola formovaná štipendiom Nemeckej akademickej nadácie a jej interdisciplinárnou cestou medzi technológiou, spoločenskými otázkami a poradenskými službami. Je pre ňu dôležité „prinášať zmenu vlastnými činmi“ – ambícia, ktorá sa odráža v jej vynálezoch. Cieľom jej práce je znížiť množstvo elektronického odpadu na celom svete, šetriť zdroje a navrhovať elektronické systémy tak, aby sa dali používať dlhšie, opravovať a napokon lepšie recyklovať – čo predstavuje dôležitý príspevok k obehovému hospodárstvu.