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电子产品可持续性的材料科学解决方案

今年夏天,我居住的硅谷气温高达 111 华氏度。这一历史记录明确无误地告诉我们一个 "不方便的事实":全球变暖正在向我们走来,是真的--不是在未来,而是就在这里,就在现在。

我们每一个人,无论是在社会上还是在电子行业,都有责任尽自己的一份力,甚至是尽最大的努力,为建立一个可持续发展的世界而奋斗。

我们能做什么?我能做些什么?

作为公民,我们可以而且应该做很多事情。通过我们在电子行业的工作,我们可以做更多的事情。

1991 年,我作为一名具有材料科学背景的年轻工程师首次加入该行业,当时我在密歇根州迪尔伯恩的福特汽车公司电子部工作,亲眼目睹了为消除印刷电路板(PCB)组装工艺中的氯氟化碳(CFCs,一种消耗臭氧层物质,简称 ODS)而做出的巨大努力,我感到非常兴奋。人们提出了一些严肃的问题:能做到吗?特别是对于汽车控制装置等安全关键型产品?整个行业经过几年的努力才找到了答案。如今,免清洗焊接在全球电子制造业中已司空见惯。

材料科学

几乎与此同时,铅(Pb)--自电子技术诞生以来全球工业中一直使用的焊料合金的主要成分--正成为被淘汰的目标。早在 1994 年,我就申请了第一项无铅焊料合金专利,并在同年发表了第一篇关于无铅焊接的论文。2005 年,随着《无铅焊料互连可靠性》一书的出版,2006 年,我与全球许多业界同仁一起,迎接了无铅焊接技术在全球电子制造领域的到来。在这个过程中,我有幸结识了许多朋友,因为我们都在为一个共同的目标而努力:为我们自己和我们的子孙后代创造一个可持续发展的世界。

毋庸赘言,我只是业内众多专业人士中的一员,他们都在努力为市场提供更好的产品,同时为可持续发展尽最大努力。如今,挑战更大,工作必须继续。令人欣慰的是,可持续发展已成为整个行业和供应链中许多公司的目标。

作为一个具有材料科学背景的人,我深知材料科学将继续在可持续发展方面发挥非常重要的作用。如今,免清洗、无铅和无卤素焊膏使无数电子产品成为可能,各种高度关注物质(SVHC)也在继续得到解决。高质量的材料具有较长的储存寿命、保质期、钢网寿命和罐装寿命,有助于最大限度地减少批量生产中的缺陷和浪费。超低残留(ULR)助焊剂无需清洗,同时与底部填充和模塑化合物兼容。

与此同时,低温焊料合金组合可帮助大幅降低回流焊过程中的能耗,其中特别有趣的新材料可在较低温度下进行焊接,同时生产出可靠性能媲美(甚至优于)高温焊料的焊料互连产品。各种形式的热界面材料是提高产品性能的电子产品热管理解决方案的重要组成部分。各种高可靠性焊料合金有助于提高产品寿命,减少被填埋的失效产品数量。纳米材料和高可靠性合金使电动汽车和其他环保产品的电力电子设备成为可能。

显然,以上只是众多可实现电子产品可持续性的材料解决方案中的几个例子。供应链和行业的其他部分还有许多其他重要的解决方案。环保设计、产品和制造过程中的能源效率、再生材料的使用、清洁能源等等,都在这方面发挥着重要作用。我深信,可持续发展和卓越绩效可以同时实现,可持续发展的企业必须能够为我们生活的世界带来可持续发展。

感受着华氏 111 度的高温,我深知未来的挑战是巨大的。但在了解情况后,我仍然希望,通过共同努力,可持续发展是可以实现的。

我们别无选择。

如需了解更多信息或分享您的想法,请联系 Dongkai[email protected]