Où trouver des PFAS dans l'électronique

Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) sont un groupe de près de 15 000 produits chimiques synthétiques, des "produits chimiques éternels" qui se dégradent extrêmement lentement, restant dans l'environnement pendant une durée inconnue et, avec le temps, pouvant potentiellement s'infiltrer dans le sol, l'eau et l'air.

Outre leur impact environnemental, les régulateurs de la santé s'inquiètent de la manière dont l'exposition à ces produits chimiques peut affecter la santé humaine, y compris augmenter le risque de certains cancers. 

Les gens peuvent être exposés à ces produits chimiques en respirant de l'air pollué par les PFAS, en consommant de la nourriture ou de l'eau contaminée par les PFAS, ou en utilisant des produits contenant des PFAS. En raison de leur persistance et de leur omniprésence, ayant été utilisés dans des produits de consommation dans le monde entier depuis les années 1950, les personnes et les animaux sont constamment exposés.

L'exposition humaine aux PFAS est répandue, et les niveaux de certains PFAS dans le sang peuvent s'accumuler avec le temps. Un rapport des Centers for Disease Control and Prevention, utilisant les données de l'Enquête nationale sur la santé et la nutrition (NHANES), a trouvé des PFAS dans le sang de 97 % des Américains.

Par conséquent, l'administration Biden-Harris a lancé un plan pour lutter contre la pollution par les PFAS. Dans le cadre de cette approche, l'EPA a introduit un nouveau plan d'action PFAS.

Les fabricants de PCBA font face à des pressions réglementaires croissantes, y compris les nouvelles exigences de déclaration et de tenue de registres de la Toxic Substances Control Act (TSCA). Ainsi, vous pourriez vouloir savoir où vous pouvez les trouver.

Où vous pouvez trouver des PFAS

En raison de leurs propriétés uniques, telles que la haute stabilité thermique et chimique et la répulsion à l'eau, à l'huile et à la graisse, les PFAS sont couramment utilisés dans de nombreuses industries, y compris les cosmétiques, l'automobile, l'aérospatiale, la construction, les textiles et le cuir. Les PFAS peuvent être trouvés dans des centaines de produits à l'échelle mondiale, y compris des produits ménagers tels que les cafetières, les claviers, les imprimantes, les aspirateurs et les ustensiles de cuisine antiadhésifs. Les PFAS sont également susceptibles d'être trouvés dans des produits vantant des propriétés imperméables ou résistantes aux taches, y compris les vêtements, l'équipement de plein air et les meubles. Comme ils offrent une résistance contre l'eau, l'huile et la terre, les PFAS sont utilisés comme protecteurs de surface et tensioactifs de tapis, cuirs, textiles, papiers et agents d'extinction d'incendie. Les PFAS peuvent être présents comme impuretés dans les matières premières et le traitement ou ajoutés intentionnellement aux produits pour remplir des fonctions spécifiques. Mais où peut-on trouver des PFAS en ce qui concerne l'électronique ? Le guide ci-dessous offre plus de détails sur les produits et les processus dans la fabrication électronique qui utilisent des PFAS.

Semi-conducteurs

Essentiels à l'industrie en raison de leurs propriétés physicochimiques uniques, les PFAS sont omniprésents dans la fabrication de semi-conducteurs et sont couramment utilisés dans la production, l'équipement de fabrication de semi-conducteurs (dans les systèmes de distribution d'eau de haute pureté, par exemple) et tout au long de la chaîne d'approvisionnement. 

Bien qu'il y ait probablement des milliers de cas d'utilisation, voici juste quelques exemples :

• Revêtements antireflets 
• Composants
• Développeurs
• Solutions de gravure
• Équipement inerte 
• Solutions de rinçage 
• Pompes à vide 
• Soudage en phase vapeur 
• Amincissement de tranche 

La fabrication de semi-conducteurs utilise également des PFAS dans des processus tels que la photolithographie et l'encapsulation.

Pour aider à éduquer le public et mieux informer la politique publique, l'Association de l'Industrie des Semi-conducteurs a formé le Consortium PFAS des Semi-conducteurs, « un groupe international de parties prenantes de l'industrie des semi-conducteurs formé pour collecter les données techniques nécessaires à l'élaboration d'une approche de l'industrie concernant les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) basée sur la science. »

Appareils électroniques

Les PFAS peuvent également être trouvés dans de nombreux matériaux et composants utilisés dans les appareils électroniques comme les matériaux de stratifié de PCB, les batteries, les affichages, ainsi que les composants passifs tels que les condensateurs et les matériaux d'emballage.

En fait, presque tous les PCB de grade FR4 incluent des PFAS dans la construction du stratifié. Selon un rapport de l'Agence de Protection de l'Environnement des États-Unis, « Plus de 90 pour cent des PCB FR-4 utilisent des résines époxy contenant le retardateur de flamme réactif tetrabromobisphénol A (TBBPA) pour répondre aux normes d'inflammabilité. » 

Les dispositifs électroniques susceptibles de contenir des PFAS incluent :

• Équipement acoustique
• Écrans plats
• Piles à combustible
• Affichages à cristaux liquides (LCD)
• Batteries lithium-ion 
• Smartphones et tablettes
• Panneaux solaires
• Câblage et câbles

Fabrication

Même si un produit fini est exempt de PFAS, le processus de fabrication sous lequel il a été produit ne l'était probablement pas.

Ci-dessous une liste de produits utilisés tout au long du processus de fabrication de divers dispositifs électroniques qui contiennent des PFAS.

• Produits de nettoyage 
• Fluides diélectriques 
• Emballage d'équipement électronique général 
• Fluides de transfert de chaleur 
• Filtres céramiques piézoélectriques 
• Revêtements nano plasma pulsés 
• Solvants, fluides porteurs et dépôt de lubrifiant
• Composés de test

Bien qu'il soit vrai que les PFOS et PFOA ont été restreints sous la Convention de Stockholm en 2009 et 2019, respectivement, et ont depuis lors été largement éliminés, ils ont, dans de nombreux cas, été remplacés par des PFAS à chaîne plus courte.

Comme les conceptions et formules des produits finaux ne sont pas divulguées publiquement, l'étendue complète de l'utilisation des PFAS dans l'industrie électronique n'est pas encore pleinement comprise.

Limiter l'utilisation des PFAS

Les PFAS offrent une large gamme de propriétés critiques qui les rendent précieux (et difficiles à remplacer) dans les applications électroniques, telles que l'inertie chimique, la force diélectrique, la retardance de flamme et l'hydrophobie. Limiter leur utilisation nécessitera une combinaison de stratégies et une évaluation au cas par cas.

Cependant, selon l'application, il existe certaines alternatives, comme les matériaux à base de silicone, les huiles et cires naturelles, et les polymères biosourcés. Malheureusement, les moyens d'éliminer ou même de réduire l'utilisation des PFAS restent quelque peu limités. 

Il existe des cas d'utilisation où, bien que des alternatives soient disponibles, les produits contenant des PFAS restent le choix préféré, y compris les condensateurs, le câblage et les câbles. Dans d'autres scénarios, passer à des matériaux alternatifs nécessitera la réingénierie des étapes de traitement ou l'ajustement des normes de qualité et des paramètres.

Dans l'ensemble, les alternatives non-PFAS ne sont actuellement pas facilement disponibles pour le secteur électronique. Cependant, la disponibilité d'alternatives saines et respectueuses de l'environnement s'améliorera avec le temps, l'innovation et l'investissement en ressources.