Dónde encontrar PFAS en la electrónica

Las sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS) son un grupo de casi 15,000 químicos sintéticos, "químicos eternos" que son extremadamente lentos en degradarse, permaneciendo en el ambiente por un tiempo desconocido y, con el tiempo, posiblemente filtrándose en el suelo, agua y aire.

Además de su impacto ambiental, los reguladores de salud están preocupados por cómo la exposición a estos químicos puede impactar la salud humana, incluyendo aumentar el riesgo de algunos cánceres. 

Las personas pueden estar expuestas a estos químicos al respirar aire contaminado con PFAS, consumir alimentos o agua contaminados con PFAS, o usar productos que contienen PFAS. Debido a su persistencia y ubicuidad, habiendo sido utilizados en productos de consumo en todo el mundo desde la década de 1950, las personas y los animales están constantemente expuestos.

La exposición humana a PFAS es generalizada, y los niveles de algunos PFAS en la sangre pueden acumularse con el tiempo. Un informe de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, utilizando datos de la Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición (NHANES), encontró PFAS en la sangre del 97% de los estadounidenses.

Por lo tanto, la Administración Biden-Harris ha lanzado un plan para combatir la contaminación por PFAS. Como parte del enfoque, la EPA introdujo un nuevo Mapa de Ruta de PFAS.

Los fabricantes de PCBA enfrentan crecientes presiones regulatorias, incluyendo los nuevos requisitos de informes y mantenimiento de registros de la Ley de Control de Sustancias Tóxicas (TSCA). Entonces, es posible que desee saber dónde puede encontrarlos.

Dónde Puede Encontrar PFAS

Debido a sus propiedades únicas, como alta estabilidad térmica y química y repelencia al agua, aceite y grasa, los PFAS se utilizan comúnmente en muchas industrias, incluyendo cosméticos, automotriz, aeroespacial, construcción, textiles y cuero. Los PFAS se pueden encontrar en cientos de productos a nivel mundial, incluyendo productos domésticos como cafeteras, teclados, impresoras, aspiradoras y utensilios de cocina antiadherentes. También es probable encontrar PFAS en productos que promocionan propiedades impermeables o resistentes a manchas, incluyendo ropa, equipo para exteriores y muebles. Dado que ofrecen resistencia contra el agua, aceite y suelo, los PFAS se utilizan como protectores de superficie y surfactantes de alfombras, cueros, textiles, papeles y agentes extintores de incendios. Los PFAS pueden estar presentes como impurezas en materias primas y procesos o añadidos intencionalmente a productos para realizar funciones específicas. Pero, ¿dónde se pueden encontrar los PFAS cuando se trata de electrónica? La guía a continuación ofrece más detalles sobre los productos y procesos en la fabricación de electrónicos que utilizan PFAS.

Semiconductores

Esenciales para la industria debido a sus únicas propiedades fisicoquímicas, los PFAS son omnipresentes en la fabricación de semiconductores y se utilizan comúnmente en la producción, equipos de fabricación de semiconductores (en sistemas de distribución de agua de alta pureza, por ejemplo) y a lo largo de la cadena de suministro.

Aunque probablemente hay miles de casos de uso, aquí ofrecemos solo algunos ejemplos:

• Recubrimientos antirreflectantes
• Componentes
• Reveladores
• Soluciones de grabado
• Equipos inertes
• Soluciones de enjuague
• Bombas de vacío
• Soldadura en fase de vapor
• Adelgazamiento de obleas

La fabricación de semiconductores también utiliza PFAS en procesos como la fotolitografía y la encapsulación.

Para ayudar a educar al público y mejorar la información para las políticas públicas, la Semiconductor Industry Association ha formado el Consorcio de PFAS de la Industria de Semiconductores, “un grupo internacional de partes interesadas de la industria de semiconductores formado para recopilar los datos técnicos necesarios para formular un enfoque de la industria para las sustancias per y polifluoroalquiladas (PFAS) basado en la ciencia.”

Dispositivos Electrónicos

Los PFAS también se pueden encontrar en muchos materiales y componentes utilizados en dispositivos electrónicos como materiales laminados de PCB, baterías, pantallas, así como componentes pasivos como capacitores y materiales de embalaje.

De hecho, casi todas las PCBs de grado FR4 incluyen PFAS como parte de la construcción del laminado. Según un informe de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, “Más del 90 por ciento de las PCBs FR-4 utilizan resinas epoxi que contienen el retardante de llama reactivo tetrabromobisfenol A (TBBPA) para cumplir con los estándares de inflamabilidad.”

Los dispositivos electrónicos que probablemente contienen PFAS incluyen:

• Equipos acústicos
• Pantallas de panel plano
• Celdas de combustible
• Pantallas de cristal líquido (LCD)
• Baterías de iones de litio
• Smartphones y tabletas
• Paneles solares
• Cableado y cables

Fabricación

Incluso si un producto final está libre de PFAS, el proceso de fabricación bajo el cual se produjo probablemente no lo estuvo.

A continuación, se muestra una lista de productos utilizados a lo largo del proceso de fabricación de diversos dispositivos electrónicos que contienen PFAS.

• Productos de limpieza
• Fluidos dieléctricos
• Empaquetado de equipos electrónicos generales
• Fluidos de transferencia de calor
• Filtros cerámicos piezoeléctricos
• Recubrimientos nano de plasma pulsado
• Solventes, fluidos portadores y deposición de lubricantes
• Compuestos de prueba

Aunque es cierto que los PFOS y PFOA fueron restringidos bajo el Convenio de Estocolmo en 2009 y 2019, respectivamente, y desde ese momento han sido en gran medida eliminados, en muchos casos, fueron reemplazados por PFAS de cadena más corta.

Como los diseños y fórmulas de los productos finales no se divulgan públicamente, el alcance completo del uso de PFAS en la industria electrónica aún no se comprende completamente.

Limitando el uso de PFAS

Los PFAS ofrecen una amplia gama de propiedades críticas que los hacen valiosos (y difíciles de reemplazar) en aplicaciones electrónicas, como la inercia química, la fuerza dieléctrica, la retardancia a la llama y la hidrofobicidad. Limitar su uso requerirá una combinación de estrategias y evaluación caso por caso.

Aunque, dependiendo de la aplicación, hay algunas alternativas, como materiales basados en silicona, aceites y ceras naturales, y polímeros basados en bio. Desafortunadamente, las formas de eliminar o incluso reducir el uso de PFAS siguen siendo algo limitadas.

Hay algunos casos de uso donde, aunque hay alternativas disponibles, los productos que contienen PFAS siguen siendo la opción preferida, incluyendo capacitores, cableado y cables. En otros escenarios, pasar a materiales alternativos requerirá la reingeniería de los pasos de procesamiento o el ajuste de los estándares y parámetros de calidad.

En su conjunto, las alternativas no PFAS actualmente no están fácilmente disponibles para el sector electrónico. Sin embargo, la disponibilidad de alternativas amigables con la tierra y la salud mejorará con el tiempo, la innovación y la inversión en recursos.