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Soluciones de la ciencia de los materiales para la sostenibilidad de la electrónica

Este verano, la temperatura alcanzó los 111°F en Silicon Valley, donde vivo. Este récord histórico nos ha enseñado la "verdad incómoda": el calentamiento global es una realidad, no en el futuro, sino aquí y ahora.

A todos y cada uno de nosotros, en la sociedad y en la industria electrónica, nos corresponde poner de nuestra parte, y hacerlo lo mejor posible, para trabajarpor un mundo sostenible.

¿Qué podemos hacer? ¿Qué puedo hacer yo?

Hay muchas cosas que podemos y debemos hacer como ciudadanos. Hay muchas más cosas que podemos hacer a través de nuestro trabajo en la industria electrónica.

Cuando me incorporé al sector en 1991, como joven ingeniero con formación en ciencia de materiales que trabajaba en la división de electrónica de Ford Motor Co. en Dearborn, Michigan, me entusiasmó ser testigo directo del enorme esfuerzo realizado para eliminar los clorofluorocarbonos (CFC, una sustancia que agota la capa de ozono o SAO) del proceso de montaje de placas de circuitos impresos (PCB). Había serias dudas: ¿Es posible? ¿Especialmente en el caso de productos críticos para la seguridad, como los controles de automoción? Se necesitó el esfuerzo de toda la industria durante varios años para llegar a la respuesta. Hoy en día, la soldadura sin limpieza es habitual en la industria electrónica mundial.

ciencia de materiales

Casi al mismo tiempo, el plomo (Pb) -un componente predominante de las aleaciones de soldadura que se habían utilizado en toda la industria mundial desde los inicios de la electrónica- se estaba convirtiendo en un objetivo a eliminar. En 1994 registré mi primera patente sobre aleaciones de soldadura sin plomo y ese mismo año presenté mi primer artículo sobre soldadura sin plomo. Con la publicación de mi libro "Lead-Free Solder Interconnect Reliability" (Fiabilidad de la interconexión de soldaduras sin plomo) en 2005, di la bienvenida a la soldadura sin plomo en la fabricación electrónica mundial en 2006, junto con muchos colegas de la industria de todo el mundo. En el proceso, tuve la suerte de hacer muchos amigos mientras trabajábamos por un objetivo común: un mundo sostenible para nosotros y nuestras generaciones futuras.

Huelga decir que no soy más que uno de los muchos profesionales del sector que se esfuerzan por sacar al mercado mejores productos y, al mismo tiempo, hacer todo lo posible por la sostenibilidad. Hoy, los retos son aún mayores y el trabajo debe continuar. Es gratificante ver que la sostenibilidad se ha convertido en un objetivo para muchas empresas del sector y de toda la cadena de suministro.

Como científico de materiales, sé muy bien que la ciencia de los materiales seguirá desempeñando un papel muy importante en la sostenibilidad. Hoy en día, las pastas de soldadura sin plomo, sin halógenos y no contaminantes permiten fabricar innumerables productos electrónicos, y se siguen abordando diversas sustancias altamente preocupantes(SVHC). Los materiales de alta calidad con una larga vida útil, de almacenamiento, de esténcil y de bote ayudan a minimizar los defectos y los residuos en la producción en serie. Los fundentes de residuo ultrabajo (ULR) eliminan la necesidad de limpieza al tiempo que ofrecen compatibilidad con los compuestos de relleno y moldeo.

Al mismo tiempo, una cartera de aleaciones de soldadura de baja temperatura puede ayudar a reducir significativamente el consumo de energía durante el reflujo, con nuevos materiales especialmente interesantes que permiten soldar a temperaturas más bajas, al tiempo que producen interconexiones de soldadura con un rendimiento de fiabilidad comparable (o incluso superior) al de las soldaduras a temperaturas más altas. Los materiales de interfaz térmica, en sus diversas formas, son una parte importante de las soluciones de gestión térmica para productos electrónicos con un rendimiento mejorado. Varias aleaciones de soldadura de alta fiabilidad están ayudando a mejorar la vida útil de los productos y a reducir el número de productos defectuosos que van a parar a los vertederos. Los nanomateriales y las aleaciones de alta fiabilidad hacen posible la electrónica de potencia para vehículos eléctricos y otros productos respetuosos con el medio ambiente.

Obviamente, estos son sólo algunos de los muchos ejemplos de soluciones de materiales que pueden hacer posible la sostenibilidad de la electrónica. Hay muchas otras soluciones importantes en otras partes de la cadena de suministro y de la industria. El diseño respetuoso con el medio ambiente, la eficiencia energética en los productos y en la fabricación, el uso de materiales reciclados, la energía limpia, etc., desempeñan un papel importante en este empeño. Estoy convencido de que la sostenibilidad y un buen rendimiento pueden lograrse al mismo tiempo, y una empresa sostenible debe ser capaz de aportar sostenibilidad al mundo en que vivimos.

Sintiendo el calor de 111°F, soy plenamente consciente de que los retos que tenemos por delante son inmensos. Pero sabiendo lo que sé, mantengo la esperanza de que, trabajando juntos, la sostenibilidad es factible.

No tenemos otra opción.

Si desea más información o compartir sus opiniones, póngase en contacto con Dongkai[email protected].