Nơi Tìm PFAS trong Điện Tử

Các chất Per- và poly-fluoroalkyl (PFAS) là một nhóm gần 15.000 hóa chất tổng hợp, được mệnh danh là “hóa chất vĩnh cửu” vì chúng phân hủy rất chậm, tồn tại trong môi trường một thời gian không xác định và theo thời gian có thể rò rỉ vào đất, nước và không khí.

Ngoài tác động đến môi trường, các nhà quản lý sức khỏe cũng lo ngại về việc tiếp xúc với những hóa chất này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, bao gồm tăng nguy cơ mắc một số loại ung thư. 

Con người có thể tiếp xúc với những hóa chất này bằng cách hít thở không khí ô nhiễm PFAS, tiêu thụ thực phẩm hoặc nước bị nhiễm PFAS, hoặc sử dụng các sản phẩm chứa PFAS. Do tính kiên trì và phổ biến, đã được sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng trên toàn thế giới từ những năm 1950, con người và động vật liên tục bị tiếp xúc.

Sự tiếp xúc của con người với PFAS là rộng rãi, và mức độ PFAS trong máu có thể tích tụ theo thời gian. Một báo cáo của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh, sử dụng dữ liệu từ Khảo sát Sức khỏe và Dinh dưỡng Quốc gia (NHANES), đã tìm thấy PFAS trong máu của 97% người Mỹ.

Do đó, chính quyền Biden-Harris đã khởi xướng một kế hoạch để chống lại ô nhiễm PFAS. Là một phần của cách tiếp cận, EPA đã giới thiệu một Lộ trình PFAS mới.

Nhà sản xuất PCBA đối mặt với áp lực quy định ngày càng tăng, bao gồm yêu cầu báo cáo và ghi chép mới của Đạo luật Kiểm soát Chất độc hại (TSCA). Vì vậy, bạn có thể muốn biết nơi bạn có thể tìm thấy chúng.

Nơi Bạn Có Thể Tìm Thấy PFAS

Do những đặc tính độc đáo của mình, như khả năng chịu nhiệt và hóa chất cao cùng với khả năng chống thấm nước, dầu và mỡ, PFAS thường được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm mỹ phẩm, ô tô, hàng không vũ trụ, xây dựng, dệt may và da. 

PFAS có thể được tìm thấy trong hàng trăm sản phẩm trên toàn cầu, bao gồm các sản phẩm gia dụng như máy pha cà phê, bàn phím, máy in, máy hút bụi và dụng cụ nấu ăn không dính. PFAS cũng có khả năng được tìm thấy trong các sản phẩm có tính năng chống thấm nước hoặc chống bám bẩn, bao gồm quần áo, thiết bị ngoại ô và đồ nội thất.

Vì chúng có khả năng chống lại nước, dầu và đất, PFAS được sử dụng như là chất bảo vệ bề mặt và chất hoạt động bề mặt của thảm, da, dệt may, giấy và chất chữa cháy.

PFAS có thể xuất hiện như là tạp chất trong nguyên liệu thô và quá trình chế biến hoặc được cố ý thêm vào sản phẩm để thực hiện các chức năng cụ thể. Nhưng bạn có thể tìm thấy PFAS ở đâu khi nói đến điện tử?

Hướng dẫn dưới đây cung cấp thêm chi tiết về các sản phẩm và quy trình trong sản xuất điện tử sử dụng PFAS.

Bán dẫn

Do các tính chất vật lý hóa học độc đáo của mình, PFAS phổ biến trong sản xuất bán dẫn và thường được sử dụng trong sản xuất, thiết bị sản xuất bán dẫn (trong hệ thống phân phối nước cực kỳ tinh khiết, chẳng hạn), và xuyên suốt chuỗi cung ứng. 

Mặc dù có thể có hàng nghìn trường hợp sử dụng, ở đây chúng tôi chỉ đưa ra một vài ví dụ:

• Lớp phủ chống phản chiếu 
• Các thành phần
• Chất phát triển
• Dung dịch ăn mòn
• Thiết bị trơ 
• Dung dịch rửa 
• Máy bơm chân không 
• Hàn pha hơi 
• Làm mỏng wafer 

Sản xuất bán dẫn cũng sử dụng PFAS trong các quy trình như quang khắc và đóng gói.

Để giáo dục công chúng và cung cấp thông tin tốt hơn cho chính sách công, Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn đã thành lập Hợp tác xã PFAS Bán dẫn, “một nhóm các bên liên quan trong ngành công nghiệp bán dẫn quốc tế được thành lập để thu thập dữ liệu kỹ thuật cần thiết để xây dựng một cách tiếp cận của ngành dựa trên khoa học đối với các chất per- và poly-fluoroalkyl (PFAS).”

Thiết bị Điện tử

PFAS cũng có thể được tìm thấy trong nhiều vật liệu và thành phần được sử dụng trong thiết bị điện tử như vật liệu laminate PCB, pin, màn hình, cũng như các thành phần thụ động như tụ điện và vật liệu đóng gói.

Thực tế, hầu hết các PCB loại FR4 đều bao gồm PFAS như một phần của cấu trúc lớp phủ. Theo một báo cáo của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, “Hơn 90 phần trăm PCB FR-4 sử dụng nhựa epoxy chứa chất chống cháy phản ứng tetrabromobisphenol A (TBBPA) để đáp ứng các tiêu chuẩn chống cháy.”

Các thiết bị điện tử có khả năng chứa PFAS bao gồm:

• Thiết bị âm thanh
• Màn hình phẳng
• Pin nhiên liệu
• Màn hình hiển thị tinh thể lỏng (LCD)
• Pin lithium-ion
• Điện thoại thông minh và máy tính bảng
• Tấm năng lượng mặt trời
• Dây điện và cáp

Sản xuất

Ngay cả khi một sản phẩm cuối cùng không chứa PFAS, quy trình sản xuất mà nó được sản xuất dưới đây có thể không phải là như vậy.

Dưới đây là danh sách các sản phẩm được sử dụng trong quá trình sản xuất của các thiết bị điện tử khác nhau chứa PFAS.

• Sản phẩm làm sạch
• Chất lỏng điện môi
• Bao bì thiết bị điện tử chung
• Chất lỏng truyền nhiệt
• Bộ lọc gốm piezoelectric
• Phủ nano plasma xung
• Chất dung môi, chất lỏng mang và bôi trơn
• Hợp chất kiểm tra

Mặc dù PFOS và PFOA đã bị hạn chế theo Công ước Stockholm vào năm 2009 và 2019, tương ứng, và kể từ đó đã được loại bỏ phần lớn, chúng đã được thay thế trong nhiều trường hợp bằng PFAS chuỗi ngắn hơn.

Vì thiết kế và công thức của sản phẩm cuối cùng không được công bố công khai, phạm vi sử dụng PFAS trong ngành công nghiệp điện tử vẫn chưa được hiểu đầy đủ.

Hạn chế sử dụng PFAS

PFAS cung cấp một loạt các tính chất quan trọng khiến chúng trở nên quý giá (và khó thay thế) trong các ứng dụng điện tử, như tính trơ hóa học, độ cách điện, khả năng chống cháy và tính chống thấm nước. Việc hạn chế sử dụng chúng sẽ yêu cầu một sự kết hợp của các chiến lược và đánh giá từng trường hợp cụ thể.

Mặc dù, tùy thuộc vào ứng dụng, có một số lựa chọn thay thế, như vật liệu dựa trên silicone, dầu tự nhiên và sáp, và polyme sinh học. Thật không may, cách thức loại bỏ hoặc thậm chí giảm bớt việc sử dụng PFAS vẫn còn khá hạn chế.

Có một số trường hợp sử dụng nơi mà, mặc dù có sẵn các lựa chọn thay thế, sản phẩm chứa PFAS vẫn là lựa chọn “ưu tiên”, bao gồm tụ điện, dây điện và cáp. Trong các tình huống khác, việc chuyển sang vật liệu thay thế sẽ yêu cầu tái kỹ thuật các bước xử lý hoặc điều chỉnh tiêu chuẩn và tham số chất lượng.

Nhìn chung, các lựa chọn thay thế không chứa PFAS hiện không sẵn có cho ngành điện tử. Tuy nhiên, khả năng có sẵn của các lựa chọn thân thiện với môi trường và sức khỏe sẽ được cải thiện theo thời gian, đổi mới và đầu tư nguồn lực.