Где найти ПФАС в электронике

Пер- и полифторалкильные вещества (PFAS) представляют собой группу почти 15 000 синтетических химических соединений, "вечные химикаты", которые очень медленно разлагаются, оставаясь в окружающей среде неизвестно сколько времени и, со временем, возможно, просачиваясь в почву, воду и воздух.

Помимо их воздействия на окружающую среду, регуляторы в области здравоохранения обеспокоены тем, как воздействие этих химикатов может повлиять на здоровье человека, включая повышение риска некоторых видов рака. 

Люди могут подвергаться воздействию этих химикатов, вдыхая загрязненный PFAS воздух, потребляя пищу или воду, загрязненные PFAS, или используя продукты, содержащие PFAS. Из-за их устойчивости и повсеместного распространения, поскольку они использовались в потребительских товарах по всему миру с 1950-х годов, люди и животные постоянно подвергаются воздействию.

Воздействие человека на PFAS широко распространено, и уровень некоторых PFAS в крови может накапливаться со временем. Один отчет Центров по контролю и профилактике заболеваний, используя данные Национального исследования здоровья и питания (NHANES), обнаружил PFAS в крови 97% американцев.

Таким образом, администрация Байдена-Харриса запустила план по борьбе с загрязнением PFAS. В рамках этого подхода, EPA представило новую Дорожную карту PFAS.

Производители печатных плат сталкиваются с увеличивающимся регуляторным давлением, включая новые требования к отчетности и ведению записей Закона о контроле токсичных веществ (TSCA). Поэтому вам может быть интересно, где вы можете найти их.

Где вы можете найти PFAS

Благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая термическая и химическая стабильность, а также отталкивание воды, масла и жира, ПФАС широко используются во многих отраслях, включая косметику, автомобильную промышленность, аэрокосмическую отрасль, строительство, текстиль и кожу.

ПФАС можно найти в сотнях продуктов по всему миру, включая бытовые товары, такие как кофеварки, клавиатуры, принтеры, пылесосы и посуду с антипригарным покрытием. ПФАС также вероятно присутствуют в продуктах, которые обладают водонепроницаемыми или пятноустойчивыми свойствами, включая одежду, снаряжение для активного отдыха и мебель.

Поскольку они обеспечивают защиту от воды, масла и грязи, ПФАС используются в качестве защитных покрытий и поверхностно-активных веществ для ковров, кожи, текстиля, бумаги и огнетушащих средств.

ПФАС могут присутствовать как примеси в сырье и в процессе обработки или намеренно добавляться в продукты для выполнения определенных функций. Но где можно найти ПФАС, когда речь идет об электронике?

Ниже приведено дополнительное описание продуктов и процессов в производстве электроники, где используются ПФАС.

Полупроводники

Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, ПФАС широко распространены в производстве полупроводников и обычно используются в производстве, оборудовании для производства полупроводников (например, в системах распределения высокочистой воды) и на протяжении всей цепочки поставок.

Хотя существует, вероятно, тысячи случаев использования, здесь мы предлагаем лишь несколько примеров:

• Антиотражающие покрытия 
• Компоненты
• Разработчики
• Растворы для травления
• Инертное оборудование 
• Растворы для ополаскивания 
• Вакуумные насосы 
• Пайка в паровой фазе 
• Истончение пластин 

В производстве полупроводников ПФАС также используются в процессах, таких как фотолитография и инкапсуляция.

Чтобы помочь в образовании общественности и лучше информировать общественную политику, Ассоциация полупроводниковой промышленности создала Консорциум ПФАС полупроводниковой промышленности, «международную группу заинтересованных сторон полупроводниковой промышленности, созданную для сбора технических данных, необходимых для формулирования подхода к пер- и полифторалкильным веществам (ПФАС) на основе науки».

Электронные устройства

ПФАС также можно найти во многих материалах и компонентах, используемых в электронных устройствах, таких как ламинатные материалы для печатных плат, батареи, дисплеи, а также пассивные компоненты, такие как конденсаторы и упаковочные материалы.

Фактически, почти все печатные платы класса FR4 включают PFAS как часть ламинированной конструкции. Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды Соединенных Штатов, «Более 90 процентов печатных плат FR-4 используют эпоксидные смолы, содержащие реактивный огнезащитный тетрабромбисфенол А (TBBPA), для соответствия стандартам пожарной безопасности».

Электронные устройства, вероятно содержащие PFAS, включают:

• Акустическое оборудование
• Плоские панельные дисплеи
• Топливные элементы
• Жидкокристаллические дисплеи (LCD)
• Литий-ионные батареи
• Смартфоны и планшеты
• Солнечные панели
• Провода и кабели

Производство

Даже если конечный продукт не содержит PFAS, процесс его производства, скорее всего, был не без их использования.

Ниже приведен список продуктов, используемых на протяжении процесса производства различных электронных устройств, содержащих PFAS.

• Чистящие средства
• Диэлектрические жидкости
• Упаковка для общего электронного оборудования
• Жидкости для передачи тепла
• Пьезоэлектрические керамические фильтры
• Импульсные плазменные нанопокрытия
• Растворители, носители и смазочные материалы
• Тестирующие соединения

Хотя PFOS и PFOA были ограничены в соответствии с Стокгольмской конвенцией в 2009 и 2019 годах соответственно и с тех пор в значительной степени были выведены из употребления, на их место, во многих случаях, пришли PFAS с более короткой цепью.

Поскольку дизайны и формулы конечных продуктов не раскрываются публично, полная степень использования PFAS в электронной промышленности пока не полностью понятна.

Ограничение использования PFAS

PFAS обладают широким спектром критически важных свойств, которые делают их ценными (и труднозаменимыми) в электронных приложениях, таких как химическая инертность, диэлектрическая прочность, огнестойкость и гидрофобность. Ограничение их использования потребует комбинации стратегий и оценки в каждом конкретном случае.

Хотя в зависимости от применения существуют некоторые альтернативы, такие как силиконовые материалы, натуральные масла и воски, и биополимеры. К сожалению, способы устранения или даже сокращения использования PFAS остаются довольно ограниченными.

Есть некоторые случаи использования, где, несмотря на наличие альтернатив, продукты, содержащие PFAS, по-прежнему остаются предпочтительным вариантом, включая конденсаторы, провода и кабели. В других сценариях переход на альтернативные материалы потребует перепроектирования процессов обработки или корректировки стандартов качества и параметров.

В целом, альтернативы без PFAS в настоящее время не широко доступны для сектора электроники. Однако доступность экологически безопасных и здоровых альтернатив улучшится со временем, благодаря инновациям и инвестициям в ресурсы.