エレクトロニクスでPFASを見つける場所

投稿日 五月 8, 2024
更新日 五月 16, 2024

パーフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質(PFAS)は、約15,000種類の合成化学物質のグループで、「永遠の化学物質」とも呼ばれ、非常に分解されにくく、未知の期間環境中に残り、時間が経つにつれて土壌、水、空気に漏れ出る可能性があります。

環境への影響の他に、これらの化学物質への曝露が人間の健康にどのような影響を与えるかについて、健康規制当局は一部のがんのリスクを高める可能性を含め、懸念しています。

環境保護庁(EPA)から; 健康影響についての知見:

現在の査読済み科学研究によると、PFASの特定のレベルへの曝露は以下を引き起こす可能性があります:

  • 妊娠中の女性の不妊や高血圧の増加などの生殖への影響。
  • 子供の発達への影響や遅れ、低出生体重、思春期の早期到来、骨の変化、または行動の変化を含む。
  • 前立腺、腎臓、睾丸がんを含む一部のがんのリスク増加。
  • 体の免疫システムの感染症と戦う能力の低下、ワクチン反応の低下を含む。
  • 体の自然なホルモンとの干渉。
  • コレステロール値の上昇および/または肥満のリスク増加。
     

人々は、PFASで汚染された空気を吸ったり、PFASで汚染された食品や水を消費したり、PFASを含む製品を使用することによって、これらの化学物質に曝露される可能性があります。1950年代から世界中の消費者製品で使用されてきたため、その持続性と普遍性により、人々と動物は絶えず曝露されています。

PFASへの人間の曝露は広範囲にわたり、一部のPFASの血中濃度は時間とともに蓄積する可能性があります。国立衛生栄養調査(NHANES)のデータを使用した疾病予防管理センターの報告書によると、アメリカ人の97%の血中にPFASが検出されました。

PFSA分子
人間と動物は広範囲にPFASに曝露されている

したがって、バイデン-ハリス政権はPFAS汚染と戦う計画を立ち上げました。このアプローチの一環として、EPAは新しいPFASロードマップを導入しました。

PCBAメーカーは、毒性物質管理法(TSCA)の新しい報告および記録保持要件を含む、増加する規制圧力に直面しています。したがって、どこでそれらを見つけることができるか知りたいかもしれません。

PFASを見つける場所

高い熱安定性、化学安定性、および水、油、グリースへの耐性などのユニークな特性のため、PFASは化粧品、自動車、航空宇宙、建設、繊維、革など多くの産業で一般的に使用されています。

PFASは、コーヒーメーカー、キーボード、プリンター、掃除機、ノンスティック調理器具などの家庭用製品を含む、全世界で数百の製品に見られます。また、防水性や耐汚染性を謳う製品、衣類、アウトドア用品、家具などにもPFASが含まれている可能性があります。

水、油、土壌に対する耐性を提供するため、PFASはカーペット、革、繊維、紙、消火剤の表面保護剤および界面活性剤として使用されます。

PFASは、原材料や加工の不純物として存在したり、特定の機能を果たすために製品に意図的に添加されることがあります。しかし、電子機器においてPFASをどこで見つけることができるのでしょうか?

以下のガイドでは、電子製造においてPFASを使用する製品やプロセスについてさらに詳しく説明しています。


半導体

独自の物理化学的特性のために業界にとって不可欠であるPFASは、半導体製造において広く普及しており、生産、半導体製造装置(例えば、高純度水分配システムなど)、およびサプライチェーン全体で一般的に使用されています。

半導体ウェハ
PFASは半導体製造において広く普及しています

数千にも及ぶ使用例があるかもしれませんが、ここではいくつかの例を紹介します:

  • 反射防止コーティング
  • コンポーネント
  • デベロッパー
  • エッチング溶液
  • 不活性装置
  • リンスソリューション
  • 真空ポンプ
  • 蒸気相はんだ付け
  • ウェハの薄化

半導体製造では、光リソグラフィやエンカプセル化などのプロセスにもPFASが使用されています。

一般の人々に教育を提供し、公共政策をよりよく情報提供するために、半導体産業協会は半導体PFASコンソーシアムを結成しました。「科学に基づいた業界アプローチを策定するために必要な技術データを収集するために形成された、半導体産業のステークホルダーの国際グループです。」


電子デバイス

PFASは、PCBラミネート材料、バッテリー、ディスプレイ、およびキャパシターやパッケージング材料などの受動部品を含む、電子デバイスで使用される多くの材料やコンポーネントにも見られます。

手袋をはめた手で持たれたPCB
PFASは、PCBラミネートを含む電子デバイス材料に見られます

実際には、FR4グレードのPCBのほとんどすべてに、ラミネート構造の一部としてPFASが含まれています。アメリカ合衆国環境保護庁の報告によると、「FR-4 PCBの90%以上が、可燃性基準を満たすために反応性難燃剤テトラブロモビスフェノールA(TBBPA)を含むエポキシ樹脂を使用しています。」

PFASを含む可能性のある電子機器には以下のものがあります:

  • 音響機器
  • フラットパネルディスプレイ
  • 燃料電池
  • 液晶ディスプレイ(LCD)
  • リチウムイオンバッテリー
  • スマートフォンとタブレット
  • 太陽光パネル
  • 配線とケーブル

製造

最終製品がPFASフリーであっても、それが生産された製造プロセスはそうではない可能性が高いです。

以下は、さまざまな電子機器の製造プロセス全体で使用されるPFASを含む製品のリストです。

  • 洗浄剤
  • 誘電体流体
  • 一般的な電子機器の包装
  • 熱伝達流体
  • 圧電セラミックフィルター
  • パルスプラズマナノコーティング
  • 溶剤、キャリア流体、および潤滑剤の堆積
  • テスト化合物

PFOSとPFOAはそれぞれ2009年と2019年にストックホルム条約の下で制限され、その後大部分が段階的に廃止されましたが、多くの場合、短鎖PFASに置き換えられました。

最終製品の設計や配合は公にされていないため、電子業界でのPFASの使用範囲を完全に理解することはまだありません。


PFASの使用制限

PFASは、化学的不活性、誘電強度、難燃性、撥水性など、電子アプリケーションで貴重(そして代替が難しい)多くの重要な特性を提供します。その使用を制限するには、戦略の組み合わせとケースバイケースの評価が必要です。

アプリケーションによっては、シリコンベースの材料、天然の油やワックス、バイオベースのポリマーなどの代替品がありますが、PFASの使用を排除または削減する方法はまだ限られています。

コンデンサ、配線、ケーブルなど、代替品が利用可能であっても、PFASを含む製品が依然として好まれる「行き先」となっている使用例があります。他のシナリオでは、代替材料への移行は、処理ステップの再設計や品質基準およびパラメータの調整を必要とします。

全体として、電子部門には現在、非PFAS代替品が容易に利用可能ではありません。しかし、時間、革新、およびリソース投資により、地球にやさしく健康に良い代替品の利用可能性は向上します。

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