Bezpieczeństwo przy stosowaniu preparatów chemicznych w elektronice

Obowiązujące w Polsce prawo Unii Europejskiej nakłada na producentów obowiązek ścisłego nadzoru nad szkodliwymi substancjami. W celu ciągłej poprawy bezpieczeństwa oraz zapewnienia minimalizacji ich negatywnego wpływu zostały opracowane liczne zalecenia oraz akty prawne. Najważniejszymi z nich są:

• Rozporządzenie nr 1907/2006 w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH),
• Rozporządzenie nr 1272/2008 w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin (rozporządzenie CLP),
• Dyrektywa 2011/65/UE w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym – RoHS 2,
• Dyrektywa 2012/19/UE w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE),
• Dyrektywa 94/62/WE w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych.

Wymagania te podlegają ciągłym zmianom i niezbędne jest regularne przeglądanie tych aktów prawnych, a firmy poszukujące sposobu na ograniczenie niekorzystnego oddziaływania na środowisko mogą wdrożyć system zarządzania ISO 14001.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa szczególną uwagę należy poświęcić preparatom chemicznym, które z uwagi na różnorodność zastosowań zawierają bardzo szerokie spektrum związków. Podczas wyboru odpowiedniego preparatu nie należy kierować się wyłącznie kryteriami ekonomicznymi. Trzeba pamiętać, że chemikalia pochodzące spoza obszaru Unii Europejskiej mogą nie mieć należycie udokumentowanego składu, kraju pochodzenia, kart bezpieczeństwa, a co za tym idzie, mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia.

Zakup trzeba poprzedzić analizą wymagań dotyczących transportu, przechowywania i sposobu wykorzystania. Szczególną uwagę należy zwrócić na odpowiednie przygotowanie miejsca montażu. Często konieczne jest wyposażenie stanowiska pracy w dodatkowy system wentylacyjny. Zalecenia związane z zagwarantowaniem odpowiednich warunków do stosowania preparatów chemicznych są szczegółowo opisane w kartach bezpieczeństwa, tzw. kartach MSDS. Dostawcy chemii mają obowiązek określić rodzaj zagrożenia, środki ostrożności, postępowanie w przypadku pożaru czy przedostania się do środowiska naturalnego

Chemia w elektronice

Materiały do lutowania to m.in. stopy lutownicze, topniki oraz preparaty chemiczne do oczyszczania zmontowanych płyt elektroniki (np. ACC50). Przy prawidłowo zaprojektowanym procesie montażu ich wpływ ogranicza się do linii montażowej. Wprowadzenie obowiązku stosowania stopów bezołowiowych spowodował znaczne zmniejszenie szkodliwości modułów elektronicznych.

Materiały do powierzchniowego zabezpieczenia zmontowanych płytek, takie jak lakiery. Często wykorzystuje się lakiery silikonowe i akrylowe oraz poliuretanowe. Najbezpieczniejszymi są lakiery bezrozpuszczalnikowe np. silikonowe ACC15, ACC17, które nie podlegają żadnym obostrzeniom podczas transportu i nakładania. Innym rozwiązaniem może być lakier arylowy np. ACC11 czy poliuretanowy. Są to jednak lakiery na bazie rozpuszczalników, wymagają większej ostrożności i zastosowania specjalnych środków ochrony podczas produkcji.

Kleje do łączenia podzespołów i montażu finalnego. Najpowszechniej stosowane są te na bazie silikonu – jednoskładnikowe RTV. W przypadku stosowania klejów silikonowych w elektronice koniecznie trzeba pamiętać, aby system ich utwardzania był neutralny i nie powodował korozji. Takimi są np. kleje na bazie alkoholu AS1701, AS1745G, Novasil 800 czy acetonu np. AS1803. Coraz popularniejsze ze względu na szybki proces utwardzania i skrócenie czasu montażu stają się kleje akrylowe utwardzane promieniami UV oraz dwuskładnikowe epoksydowe np. Optimax 830. Podobnie jak w przypadku lakierów, kleje silikonowe są najmniej kłopotliwe. Akryle i epoksydy mogą być szkodliwe dla skóry i jednocześnie zawierają substancje szkodliwe dla środowiska wodnego. Z uwagi na to ich transport podlega ścisłym regulacjom, co generuje dużo wyższe koszty. Dostępne są również kleje metakrylowe, stosowane głównie podczas montażu finalnego. Wymagają one bardzo efektywnego systemu wymiany powietrza.

Żywice i zalewy do zabezpieczenia elementów przed wpływem niekorzystnych warunków środowiskowych, takich jak woda, wilgoć, sól czy zmiany temperatury. Mogą być one przygotowane z materiałów na bazie silikonu, np. zalewy QSil553, QSIl216, epoksydu np. żywice PX439XS, PX672H oraz poliuretanu, np. żywice ST13, ST44. Każdy z nich w zależności od wymagań projektowych oraz przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności może być optymalnym rozwiązaniem. Warto jednak sprawdzić ograniczenia w ich stosowaniu narzucane przez lokalne ustawodawstwo na rynkach docelowych.

Materiały i preparaty termoprzewodzące służące do odprowadzenia ciepła z modułów elektronicznych do radiatora czy obudowy. Występują w postaci past, np. SG500, klejów, np. klej AS1802, zalew, np. zalewa silikonowa SE3000, ale najczęściej w formie folii i grubszych podkładek typu gap filler. Ich bazą są w większości przypadków silikony z wypełniaczami poprawiającymi przewodzenie ciepła. Podobnie jak wcześniej wspomniane substancje zawierające związki krzemu, są stosunkowo bezpieczne. W aplikacjach z ograniczonym budżetem znajdują zastosowanie poliuretany. Mają one jednak znacznie gorsze parametry, m.in. maksymalną temperaturę pracy ok. 120°C.

Zwracaj uwagę na szczegóły

Przy analizie materiałów silikonowych warto także zwrócić uwagę na zawartość substancji lotnych. Niski poziom oznacza zazwyczaj, że są bezpieczniejsze i jeśli nie ma bariery ekonomicznej, warto kierować się tym parametrem przy wyborze rozwiązania. Niektóre gałęzie przemysłu, np. rynek samochodowy, mają w tym zakresie szczególne wymagania.

Podczas transportu i przechowywania wszystkich wyżej wymienionych materiałów bardzo ważne jest właściwe uszczelnienie opakowań oraz zapewnienie odpowiednich warunków przechowywania, w szczególności temperatury. Dodatkowo większość substancji chemicznych ma ograniczony czas przydatności. Mając to na uwadze, należy precyzyjnie zaplanować proces montażu tak, aby maksymalnie skrócić czas między datą produkcji a ich wykorzystaniem. Utylizacja takich materiałów jest często bardzo kłopotliwa i kosztowna.

BL elektronik
tel. 696 483 020
www.blelektronik.com.pl