Materiały chemiczne dla elektroniki pomagają spełnić wymagania jakościowe

Bezpieczeństwo - jeden termin, wiele aspektów

Ważną częścią zagadnień związanych z wykorzystaniem materiałów chemicznych jest bezpieczeństwo. Dotyczy ono wszystkich branż i aspektów ich wykorzystania i elektronika nie tworzy tutaj żadnego wyjątku. Materiały chemiczne muszą być bezpieczne dla środowiska naturalnego i ludzi, i podlegają ocenie w takim zakresie wg dyrektywy REACH.

Producenci i importerzy muszą określić ryzyko za pomocą oceny bezpieczeństwa chemicznego (CSA), a jej wyniki udokumentować w raporcie. Ocena powinna uwzględniać produkcję substancji oraz wszystkie znane zastosowania.

Raport musi zawierać szczegółowe podsumowanie informacji dotyczących właściwości substancji, wpływających na ludzkie zdrowie i środowiska, oraz ocenę narażenia i zagrożeń w przypadkach, w których ocena taka jest wymagana. Dla klienta wyniki tych prac są udostępniane w formie zaleceń za pośrednictwem standardowych ostrzeżeń i piktogramów umieszczanych na etykietach oraz kart charakterystyki.

Zagadnienia bezpieczeństwa są w przypadku preparatów chemicznych istotne nie tylko z uwagi na wymagania prawne, ale z tego, że współczesna chemia i terminologia są skomplikowane, zwłaszcza dla osób spoza branży. Obejmują one aspekty takie jak palność, przewodzenie prądu elektrycznego, zawartość substancji lotnych (freony, chlor), zapach, toksyczność.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rynku

Zestawienie najważniejszych czynników o charakterze pozytywnym dla rynku materiałów chemicznych otwiera kategoria "szybki rozwój elektroniki", która zauważalnie przeważa nad całą resztą i wskazuje, że za tempo rozwoju rynku odpowiada w największym stopniu to, że stale przybywa miejsc, aplikacji, zadań i przedsiębiorstw, które mają potrzeby w tytułowym zakresie. W drugiej kolejności preparaty stają się narzędziem pozwalającym osiągnąć duże zaawansowanie techniczne, zwłaszcza w sytuacji, gdy stale rośnie złożoność układowa, postępuje miniaturyzacja itd. Podobnie w skali znaczenia oceniono w ankietach wagę niezłej sytuacji w gospodarce w połączeniu ze zwiększającymi się potrzebami klientów w tym zakresie. Innymi słowy, producenci potrzebują coraz więcej materiałów chemicznych do produkcji i mają na to środki finansowe.

Do tego dochodzi to, czy materiał powoduje korozję, zostawia osady, jest obojętny dla tworzyw, czy nie zostawia śladów, a także spełnia wymagania RoHS i WEEE. Ta ostatnia kategoria dotyczy możliwości utylizacji resztek. Jak widać, zagadnień związanych z bezpieczeństwem jest dość dużo, a oczywiście wymienione kryteria nie stanowią pełnej listy.

Bezpieczeństwo to termin, który dotyczy także zakresu stosowania, np. okresu przydatności do produkcji, czasu, w jakim należy preparat zużyć po otwarciu opakowania, warunków przechowywania, aplikacji, zakresu temperatur przechowywania i używania, konieczności zapewnienia wentylacji, stosowania środków ochrony osobistej i postępowania w przypadku, gdyby doszło do sytuacji awaryjnej (np. kontaktu skóry z substancją). Z pewnością opis ten jest bardzo pobieżny opis, niemniej sygnalizuje dość wyraźnie, że termin bezpieczeństwo jest bardzo pojemny i istotny.

Jacek Karpiński

Milar

Jakie są najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie materiałów chemicznych dla elektroniki?

Zakup materiałów chemicznych to dla firm branży elektronicznej spore wyzwanie. Ryzyko dotyczy szczególnie małych i średnich firm. Skupione są one głównie na kwestiach produkcyjnych lub projektowych z zakresu elektroniki, ale brakuje u nich kadry mającej wiedzę z zakresu chemii lub metalurgii.

Trudno jest im dokonać rzetelnej oceny wpływu, jaki ma odpowiedni dobór produktu i technologii aplikacji na parametry końcowego wyrobu. Gdy wchodzimy w szczegóły dotyczące na przykład zabezpieczania płytki, okazuje się, że istnieje wiele rozwiązań, które trudno porównać.

Różnice między lakierami silikonowymi a poliuretanowymi są ogólnie znane, ale mało zwraca się uwagę na przykład na czystość produktu i jak to wpływa na ostateczny poziom zabezpieczeń. Na szczęście profesjonalni dystrybutorzy produktów chemicznych coraz częściej służą pomocą i doradztwem w tym zakresie.

Jakie nowości są warte zauważenia?

Elektronika staje się coraz mniejsza. Odległości między ścieżkami czy punktami lutowania, jak też sama wielkość punktów zmniejsza się proporcjonalnie do miniaturyzacji produktu finalnego. Produkty chemiczne sprawdzające się od lat, w nowych projektach przestają spełniać oczekiwania końcowego odbiorcy. Zmiany w płytce wymuszają zmiany w stosowanych materiałach.

Dobrze to widać na przykładzie stopów czy past lutowniczych. Działanie lutu polega na rozpuszczeniu części miedzi lub innego podłoża przez płynną mieszankę metali znajdującej się w stopie lutowniczym. Obecnie pojawiają się stopy o bardzo niskim współczynniku "nadtrawiania" podłoża, zmniejszające prawdopodobieństwo uszkodzenia ścieżek lub złączy.

Równoległym trendem jest stosowanie niskotemperaturowych stopów, gdyż wysoka temperatura lutowania zmniejsza trwałość LED-ów. Oczywiście zastosowanie innowacyjnych materiałów powoduje konieczność większej kontroli nad temperaturą i czasem procesu lutowania. Okno technologiczne zmniejsza się. W przypadku past lutowniczych coraz większą uwagę poświęca się jakości i wielkości ziaren.

Coraz mniejsze otwory w szablonach nie "wybaczają" nierównomierności ziaren i powodują zwiększenie konieczności reworkingu. Nowoczesne pasty lutownicze opierają się na proszkach produkowanych przez firmy specjalizujące się w przetwórstwie metali - specjalistów od metalurgii. Podsumowując, można więc powiedzieć, że główną "nowością" jest odchodzenie od jednego uniwersalnego materiału na rzecz produktów bardziej specjalizowanych pod konkretne aplikacje.

Jaki wpływ na rynek mają tani dostawcy?

Pozwolę sobie zacytować Johna Ruskina: "Nie ma prawie niczego na tym świecie, czego ktoś nie mógłby zrobić trochę gorzej i trochę taniej sprzedać, a ludzie, którzy kierują się tylko ceną, stają się sprawiedliwie ofiarą takich poczynań.". Chociaż cytat jest z 1890 roku, to ani trochę się nie zdezaktualizował.