Trpežna elektronika za boljše okolje

Trajnostno oblikovanje elektronike je eden največjih tehničnih izzivov našega časa. Elektronski sistemi morajo biti sposobni vzdržati ekstremne razmere, kot so vročina, vlaga in vibracije, vendar jih je treba ob koncu življenjske dobe še vedno popraviti ali reciklirati. Za obvladovanje tega izziva se raziskava Nore Jeske osredotoča na inovativne, okolju prijazne materiale in povezovalne tehnologije za elektronske sisteme. Razvija tudi podatke zasnovane metode za ocenjevanje elektronike in oceno njihove preostale življenjske dobe. To obravnava vse večji problem elektronskih odpadkov in podpira izvajanje meril Siemens Eco Tech. Za te prispevke je bila nagrajena z nagrado Izumitelj leta 2025 v kategoriji« Novinec«.

Sinteriranje srebra — ključna tehnologija za večjo zanesljivost in daljšo življenjsko dobo

Povečanje zanesljivosti in življenjske dobe energetske elektronike je osrednji poudarek Jeskejevih raziskav. Pomemben pristop je uporaba tehnologije sintranja srebra za inovativne rešitve za montažo in povezljivost. Pri sintranju srebra se drobni srebrni delci stisnejo skupaj pod pritiskom in zmerno toploto, da tvorijo trdno, električno prevodno spojino. Za razliko od spajkanja ne pride do taljenja kovin, temveč difuzijskega procesa, ki ustvarja stabilno in visoko temperaturo odporno sestavljeno plast. Zahvaljujoč odličnim toplotnim lastnostim srebra ta tehnika ponuja velike prednosti: boljše odvajanje toplote, večjo zanesljivost in daljšo življenjsko dobo. Jeske si prizadeva za nadaljnje izboljšanje trajnosti te tehnologije. Njen poudarek je na optimizaciji procesnih verig za kombiniranje sintranja srebra z drugimi proizvodnimi koraki. Cilj je skrajšati čas postopka, prihraniti energijo in hkrati povečati zanesljivost za izdelavo robustnih, kompaktnih in trajnih modulov za električno elektroniko.

Poleg povečanja zanesljivosti se Jeske osredotoča tudi na to, kako je mogoče elektroniko ponovno uporabiti in reciklirati — in kako je mogoče proizvodnjo narediti bolj učinkovito z viri. Skupaj z ekipo za proizvodnjo elektronike v Berlinu razvija pristope za avtomatiziran postopek ločevanja tiskanih vezij in elektronskih komponent, metode za ocenjevanje ponovne uporabe komponent ter koncepte za pridobivanje toplote in procesnih plinov v proizvodnji. »Preučujemo, kako je mogoče celoten modul izdelati tako, da je trpežen - in hkrati ostaja popravljiv,« pojasnjuje Jeske. »To je ključ do krožnega gospodarstva,« dodaja.

Elektronika, ki pripoveduje svojo zgodbo

Še en poudarek njenega inovativnega dela je ocena življenjskega cikla elektronike. Jeske in njeni sodelavci so razvili pasivne strukture, ki jih je mogoče integrirati v materiale ali komponente in se zgodaj odzvati na okoljske obremenitve, kot sta temperatura ali vlaga. To kaže stanje elektronike in ponuja smernice za odločanje za oceno preostale življenjske dobe sistema ali posameznih komponent.

Zaradi tega je elektronika ocenjena na podlagi podatkov: Katere komponente je mogoče ponovno uporabiti? Katere je treba zamenjati ali reciklirati? Kakšen vpliv ima to na preostalo življenjsko dobo celotnega sistema? To ustvarja nov tehnični standard — elektronika, ki zagotavlja informacije o lastni zgodovini uporabe — in omogoča merljiv in nadzorovan prehod na krožno gospodarstvo.

Od tehnologije do strategije

Poleg tehničnega razvoja Jeske raziskuje načine, kako te rešitve vključiti v prihodnje generacije izdelkov in Siemensove trajnostne strategije. Kot višja ključna strokovnjakinja pri Siemens Foundational Technologies je poleg svojih raziskav vključena tudi v trendne radarje in raziskovalne pobude, ki že v zgodnji fazi prepoznajo trajnostne materiale in načela krožnega oblikovanja elektronike.

Jeskejevo kariero je oblikovala štipendija Nemške fundacije za akademske štipendije in njena interdisciplinarna pot med tehnologijo, socialnimi vprašanji in svetovalnimi storitvami. Pomembno ji je, da »s svojimi dejanji prinese spremembe« - trditev, ki se odraža v njenih izumih. Cilj njenega dela je zmanjšati elektronske odpadke po vsem svetu, varčevati vire in oblikovati elektronske sisteme tako, da jih je mogoče dlje uporabljati, popraviti in na koncu bolje reciklirati, kar je pomemben prispevek k krožnemu gospodarstvu.