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Soluzioni di scienza dei materiali per la sostenibilità dell'elettronica

Quest'estate la temperatura ha raggiunto i 111°F nella Silicon Valley, dove vivo. Questo record storico ha portato inequivocabilmente a casa la "scomoda verità": il riscaldamento globale è su di noi, per davvero - non nel futuro, ma proprio qui, proprio ora.

Spetta a ciascuno di noi, nella società e nell'industria elettronica, fare la propria parte e fare del proprio meglio per lavorarea un mondo sostenibile.

Cosa possiamo fare? Cosa posso fare io?

Ci sono molte cose che possiamo e dobbiamo fare come cittadini. Ci sono molte altre cose che possiamo fare attraverso il nostro lavoro nell'industria elettronica.

Quando sono entrato nel settore per la prima volta nel 1991, come giovane ingegnere con una formazione in scienze dei materiali che lavorava per la divisione elettronica della Ford Motor Co. a Dearborn Michigan, ero entusiasta di assistere in prima persona all'enorme sforzo per eliminare i clorofluorocarburi (CFC - una sostanza che impoverisce l'ozono, o ODS) dal processo di assemblaggio dei circuiti stampati (PCB). Ci sono state domande serie: Si può fare? Soprattutto per i prodotti critici per la sicurezza come i controlli automobilistici? Ci sono voluti gli sforzi dell'intero settore per diversi anni per arrivare alla risposta. Oggi, la saldatura no-clean è una prassi comune nell'industria elettronica mondiale.

scienza dei materiali

Quasi contemporaneamente, il piombo (Pb), un componente predominante delle leghe di saldatura utilizzate in tutto il mondo fin dagli albori dell'elettronica, stava diventando un obiettivo da eliminare. Nel 1994 ho depositato il mio primo brevetto per le leghe di saldatura senza piombo e nello stesso anno ho presentato il mio primo articolo sulla saldatura senza piombo. Con la pubblicazione del mio libro "Lead-Free Solder Interconnect Reliability" (Affidabilità delle interconnessioni a saldare senza piombo) nel 2005, ho salutato l'arrivo della saldatura senza piombo nella produzione elettronica mondiale nel 2006, insieme a molti colleghi del settore in tutto il mondo. Nel frattempo, ho avuto la fortuna di stringere molte amicizie mentre lavoravamo per un obiettivo comune: un mondo sostenibile per noi stessi e per le generazioni future.

Non c'è bisogno di dire che sono solo uno dei tanti professionisti del settore che lavorano duramente per portare sul mercato prodotti migliori e allo stesso tempo fare del nostro meglio per la sostenibilità. Oggi le sfide sono ancora più grandi e il lavoro deve continuare. È gratificante vedere che la sostenibilità è diventata un obiettivo per molte aziende del settore e della catena di fornitura.

Avendo una formazione in scienza dei materiali, so bene che la scienza dei materiali continuerà a svolgere un ruolo molto importante nella sostenibilità. Oggi, le paste saldanti no-clean, senza piombo e senza alogeni consentono di realizzare innumerevoli prodotti elettronici, e le varie sostanze estremamente problematiche(SVHC) continuano a essere affrontate. Materiali di alta qualità con lunga durata di stoccaggio, durata di conservazione, durata dello stencil e durata della pentola aiutano a ridurre al minimo i difetti e gli scarti nella produzione in serie. I flussanti a bassissimo residuo (ULR) eliminano la necessità di pulizia e offrono compatibilità con i composti di riempimento e stampaggio.

Allo stesso tempo, un portafoglio di leghe per saldatura a bassa temperatura può contribuire a ridurre in modo significativo il consumo di energia durante il reflow, con nuovi materiali particolarmente interessanti che consentono di saldare a temperature più basse, producendo al contempo interconnessioni di saldatura con prestazioni di affidabilità paragonabili (o addirittura superiori) a quelle delle saldature a temperature più elevate. I materiali di interfaccia termica, in varie forme, sono una parte importante delle soluzioni di gestione termica per i prodotti elettronici con prestazioni migliorate. Diverse leghe di saldatura ad alta affidabilità contribuiscono a migliorare la durata dei prodotti e a ridurre il numero di prodotti difettosi destinati alle discariche. I nanomateriali e le leghe ad alta affidabilità consentono l'elettronica di potenza per i veicoli elettrici e altri prodotti ecologici.

Ovviamente, questi sono solo alcuni dei molti esempi di soluzioni per i materiali che possono consentire la sostenibilità dell'elettronica. Esistono molte altre soluzioni importanti in altri settori della catena di fornitura e dell'industria. Il design per l'ambiente, l'efficienza energetica nei prodotti e nella produzione, l'uso di materiali riciclati, l'energia pulita e così via, svolgono tutti un ruolo importante in questo sforzo. Sono convinto che sia possibile raggiungere contemporaneamente la sostenibilità e una forte performance, e che un'azienda sostenibile debba essere in grado di portare la sostenibilità nel mondo in cui viviamo.

Sentendo il caldo a 111°F, mi rendo conto che le sfide da affrontare sono immense. Ma sapendo ciò che so, resto fiducioso che, lavorando insieme, la sostenibilità sia raggiungibile.

Non abbiamo altra scelta.

Per ulteriori informazioni o per condividere i vostri pensieri, contattate Dongkai[email protected].