Chemia dla elektroniki - materiały do produkcji i serwisu

Zainteresowanie materiałami chemicznymi na rynku elektroniki szybko rośnie, a ich coraz większe użycie w procesie produkcji wynika z tego, że procesy takie jak montaż powierzchniowy stają się na skutek miniaturyzacji coraz bardziej złożone i podatne nawet na drobne zaburzenia. Panowanie nad procesem wymaga przygotowania powierzchni, a potem topników, past, zmywaczy, masek, zabezpieczeń. Poza materiałami chemicznymi niezbędnymi do stworzenia produktu, jest jeszcze potrzebna cała grupa wyrobów do utrzymania w dobrej kondycji linii produkcyjnej, w tym do mycia szablonów, serwisu i obsługi maszyn. Wystarczy też rozebrać dowolne urządzenie, aby się przekonać, że od montażu za pomocą skręcania, nitowania i podobnych operacji dzisiaj się odchodzi. Zamiast tego elementy się przykleja, zalewa, owija taśmą, bo jest to sposób lepszy, szybszy i tańszy oraz co jest ważniejsze – dający się automatyzować. Najlepszym przykładem aplikacji, które korzystają z takich nowoczesnych metod montażu i integracji, jest oświetlenie ledowe.

Posłuchaj
00:00

Chemia dla elektroników to temat niełatwy

Z roku na rok związki elektroniki z chemią się pogłębiają i wymuszają na inżynierach elektronikach coraz więcej zainteresowania tą dziedziną. Bezsprzecznie zagadnienia chemiczne są odległe merytorycznie od rdzenia zagadnień elektronicznych, ale elektronicy nie mają wyjścia i przynajmniej ogólna orientacja w tytułowych zagadnieniach staje się dzisiaj obowiązkowa. Zagadnienia chemiczne są diametralnie inne od elektroniki i z reguły wiedza tych, którzy używają materiałów przynależy do kategorii użytkowej. Nie jest to dziwne ani też nie stanowi problemu w sytuacji, gdy mamy możliwość otrzymania wsparcia technicznego, konsultacji ze specjalistą.

Znaczenie wsparcia technicznego w obszarze produktów chemicznych jest oczywiście duże, ale specyfiką branży jest to, że nie ogranicza się ono do porady i doboru materiału najlepszego do danych zastosowań, tylko ogólnie do rozwiązywania problemu klienta z użyciem chemii. A to już wyższy poziom abstrakcji.

Najważniejsze cechy materiałów chemicznych brane pod uwagę przez klientów
 
Najbardziej istotne są parametry preparatów chemicznych, czyli to, aby działały zgodnie z oczekiwaniami, były bezpieczne, trwałe i nie oddziaływały negatywnie na produkty. Elektronicy z reguły nie mają dużej wiedzy na temat zagadnień chemicznych, stąd kompetencje dostawcy (producenta/dystrybutora) w tym przypadku ocenione zostały bardzo wysoko. Niska cena jest dopiero na trzecim miejscu i uznana została za tak samo ważną, jak krótki termin dostawy.

W omawianej tematyce zwykle klient ogólnie definiuje swoje potrzeby i zgłasza problemy, a sprzedawca ma za zadanie coś mu zaproponować. Idąc dalej, gdy podczas produkcji pojawia się problem, to dostawca materiałów musi umieć go rozwiązać i to zadanie jest znacznie trudniejsze od tego z doborem. Bo jeśli natryskiwany lakier ochronny po pewnym czasie łuszczy się i odpada od płytki, a producent walczy z reklamacjami zgłaszanymi przez klienta końcowego, to ktoś musi ustalić, z czym jest problem: z materiałem, przygotowaniem powierzchni, aplikacją, narzędziami, niewłaściwym przechowywaniem, zanieczyszczeniami czy może źle wykonaną płytką. Ocena, czemu jest źle, wcale nie jest łatwa ani jednoznaczna, wymaga wiedzy, doświadczenia wynikającego z lat pracy i obserwacji podobnych przypadków. Jej wynikiem musi być decyzja, co trzeba zmienić, aby było dobrze i do niej potrzebna jest wiedza wykraczająca poza to, co napisano na etykiecie produktu.

W zakresie materiałów chemicznych bliska współpraca z dostawcą, jego kompetencje i chęć do współpracy są z takich powodów bardzo istotne. To może być także powód, dla którego producenci wiążą się z dostawcami i markami produktów na długie lata. Zaufanie i pozytywne doświadczenia są cennym dorobkiem, a obecnie czasu na eksperymenty nie ma dużo. Raczej standardem jest to, że jesteśmy bardzo zapracowani i cenimy sobie relacje, w których nie trzeba cały czas pozostawać w napięciu i nieufności, że może coś znowu "wyskoczyć".

Małgorzata Wierzbicka


Semicon

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

Klienci coraz bardziej zwracają uwagę na jakość i parametry techniczne zamiast na cenę. Ważna jest też dostępność. W mojej praktyce bardzo często klienci wskazują producenta danego materiału, czytają dokumentację, taką jak karty charakterystyki czy certyfikaty jakościowe i sprawdzają termin ważności, zwłaszcza tam, gdzie jest on relatywnie krótki, np. w przypadku silikonów.

  • Gdzie kieruje się rozwój tego biznesu (aplikacje, obszary rynku, branże)?

Rozwój biznesu kieruje się głównie w stronę producentów elektroniki EMS. Pomimo trwającej pandemii mamy dobrą koniunkturę na rynku elektroniki, a wiele firm zwiększa swoje moce produkcyjne z uwagi na potrzeby rynku. Rośnie również zapotrzebowanie na materiały chemiczne do czyszczenia i zabezpieczania płytek. Duża popularnością cieszą się żywice do zalewania podzespołów elektronicznych.

  • Na jakie cechy produktów zwracają najczęściej uwagę klienci branżowi?

Wymagania klientów są bardzo złożone w zakresie parametrów technicznych, np. poszukiwane są produkty odporne na zmiany temperatury o dużym przewodnictwie cieplnym, odpowiedniej klasie palności, odporności na chemikalia, lepkości, twardości. Staramy się naprowadzać na odpowiedni materiał bądź szukamy pomocy u producenta. Udostępniamy też próbki materiałów do przetestowania. Coraz częściej klienci wymagają produktów, które są bezpieczne dla człowieka oraz biodegradowalne. Wszystkie oferowane przez nas materiały mają karty charakterystyki po polsku oraz certyfikaty producenta gwarantujące jakość i zgodność z obowiązującymi normami.

  • Jakie są największe problemy i bolączki w tym sektorze rynku?

Często klienci mają problemy ze stosowaniem żywic. Ręczne mieszanie i nakładanie żywicy często prowadzą do występowania błędów i w konsekwencji defektów w gotowym wyrobie. Aczkolwiek wykorzystanie maszyn mieszających i dozujących nie zawsze jest możliwe ze względu na bardzo wysoką cenę takich urządzeń. W szczególności ten problem jest aktualny dla żywic poliuretanowych, które są bardzo wrażliwe na wilgoć w powietrzu. Pod wpływem wilgoci utwardzacz żywicy poliuretanowej reaguje zbyt wcześnie, jeszcze wewnątrz maszyny dozującej, co prowadzi do awarii urządzenia. Tego problemu można uniknąć, stosując ogrzewanie, ale cena takiej maszyny dozującej czyni proces produkcji nieopłacalnym.

Ekologia oraz bezpieczeństwo

Zagadnienia ekologiczne w obszarze preparatów chemicznych zawsze były postrzegane za istotne i na przestrzeni lat znaczenie tego parametru jeszcze bardziej się uwypukliło. Dla pracowników działu produkcji jest to bardzo ważny temat, ponieważ mają oni z nimi kontakt przez wiele godzin w pracy i są wystawieni na narażenia. Stąd pojęcia, takie jak ilość lotnych zawiązków organicznych, mimo że brzmią neutralnie, dla nich oznaczają przebywanie w atmosferze drażniącego śluzówki zapachu. Ci, którzy lutują, zmagają się z oparami wydzielanymi przez topniki, inni narażeni są na kontakt z detergentami. Do tego dochodzą ekspozycje na pyły, drobinki żużlu i zgarów, pary alkoholu, barwniki i wiele innych podobnych substancji.

Dlatego to, czy środek do mycia płytek jest na bazie alkoholu, czy wody, zaczyna mieć znaczenie. Nawet jeśli ten drugi jest droższy, ponieważ ma skomplikowaną recepturę i wymaga wielu dodatków uszlachetniających, przebija się na rynku, bo jeśli dział produkcji ma działać efektywnie, to trzeba zaakceptować to, że kadra musi mieć komfortowe warunki pracy.

Główni odbiorcy materiałów chemicznych (branże)
 
Firmy kontraktowe oraz producenci specjalistycznych urządzeń przemysłowych postrzegani są jako główni odbiorcy materiałów chemicznych. Pozostałe sektory i branże były wyraźnie słabiej wskazywane w ankietach. Firmy te potrzebują środków do mycia obwodów drukowanych, topników, lakierów i żywic do zalewania i zabezpieczania przed wypływem środowiska. Coraz większe znaczenie biznesowe mają obecnie materiały termoprzewodzące, takie jak pasty, folie. Im więcej wymagań związanych z zapewnieniem jakości, tym z reguły więcej potrzeba preparatów.

Materiały, które nie wymagają specjalnego traktowania przy produkcji, takich jak ubiór ochronny, filtr i wyciąg powietrza, a potem specjalnego traktowania resztek, nawet jak są w momencie kupowania droższe, w końcowym rozliczeniu mogą być tańsze, bo przecież zabezpieczenia kosztują.

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 preparatów chemicznych jest blisko powiązane z ekologią. W tym przypadku chodzi i o to, aby używane materiały nie wyrządziły szkód majątkowych (jak pożar), nie zawierały substancji uznanych za szkodliwe i zabronione. Bezpieczeństwo to także brak negatywnego oddziaływania na środowisko oraz potwierdzony brak działań negatywnych przy stosowaniu, np. drażnienia oczu lub skóry.

Bezpieczeństwo w preparatach chemicznych dotyczy także zakresu ich stosowania, np. okresu przydatności do produkcji, czasu, w jakim należy je 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 niebezpiecznej (np. kontaktu skóry z preparatem). Z pewnością opis ten jest bardzo pobieżny, niemniej sygnalizuje dość wyraźnie, że termin "bezpieczeństwo" jest bardzo pojemny i istotny.

Jakość materiałów chemicznych jest bardzo istotna w zastosowaniach profesjonalnych, a więc też takich, gdzie tych produktów używanych jest najwięcej. Niewłaściwie dobrany materiał lub taki, który ma złą jakość, niekoniecznie wywołuje skutki od razu. Regułą jest to, że o tym, co kupiliśmy dowiadujemy się dużo później, niekiedy po wielu miesiącach, gdy zaczynają pojawiać się zgłoszenia reklamacyjne. Drugim problemem jest to, że nie jest łatwo powiązać problemy z elektroniką z tym, że podczas produkcji użyto kiepskich materiałów. Trzeci problem jest taki, że jakości produktów chemicznych nie da się łatwo określić w momencie zakupu. Nie ma jak ich zbadać i zmierzyć, więc w praktyce polega się na tym, co w karcie katalogowej napisał producent lub tym, co zaproponował jego przedstawiciel handlowy. Póki ich działania są rzetelne, wszystko jest w porządku.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku
 
Za główne problemy rynku materiałów chemicznych postrzegane są: silna konkurencja oraz brak wiedzy u klientów wymaganej do rozpoznawania jakości, walorów technicznych i porównywania produktów. Ten brak wiedzy jest wykorzystywany do wprowadzania na rynek produktów o wątpliwej jakości, bo weryfikacja wymaga posiadania laboratorium lub zebrania doświadczeń w długim czasie, co utrudnia powiązanie przyczyn i skutków.

Brak problemów z elektroniką pracującą w trudnych warunkach i przez wiele lat zmusza do sięgnięcia po preparaty chemiczne, ale kiepskie materiały mogą zadziałać dokładnie przeciwnie, np. wywołać korozję, elektromigrację i to na dodatek ukrytą pod nieprzezroczystą warstwą tworzywa.

Jeszcze innym problemem jest to, że nawet dobry materiał może sprawić problemy, bo na skutek innych błędów lub zaniedbań nastąpi kumulacja zjawisk niekorzystnych. Polakierowanie niedostatecznie wyczyszczonej płytki nie przyniesie wzrostu jakości, wilgotna powierzchnia nie zapewni dobrego wiązania z preparatem, a duże zmiany temperatury podczas aplikacji mogą wywołać odwarstwienie. Okazji do popełnienia błędu w tym obszarze tematycznym jest naprawdę dużo.

Szczegóły związane z dobrą jakością obejmują zagadnienia takie jak odporność na promieniowanie UV (zmiana koloru, twardnienie, pękanie, utrata przezroczystości), na utlenianie powierzchni (pękanie, mikropękanie, kruszenie, utrata elastyczności). Jakość to także odporność na zmiany temperatur w szerokim zakresie (bez utraty przyczepności, elastyczności).

Główne trendy rynku preparatów chemicznych
 
Niezmiennie od lat za najważniejsze zagadnienia techniczne w preparatach chemicznych uznawane jest bezpieczeństwo użytkowania (dla personelu oraz dla produktu). Kupujący oczekują, że materiały chemiczne nie będą ich truć lotnymi związkami organicznymi ani tworzyć szkodliwych dla oddychania par, wymagać kosztownej utylizacji ani też oddziaływać negatywnie na produkty, niszcząc ich powłoki ochronne lub pozostawiając resztki. Trend ten widzimy w tym, że preparaty bazujące na wodzie jako rozpuszczalniku zawsze pozostają w centrum uwagi.

Jakość materiałów jest trudna do uchwycenia

Dla jakości istotny jest poziom resztek i zanieczyszczeń w preparatach, np. kwasów, soli i innych substancji, które łatwo dysocjują, a więc przy obecności wilgoci tworzą warstwę elektrolitu przewodzącą prąd i wywołującą korozję. Ważna jest też stabilność chemiczna materiału, bo łańcuchy polimerów, z których zbudowane są tworzywa sztuczne, z czasem pękają pod wpływem tlenu, promieniowania, degradują się też pod wpływem ciepła. Na powierzchni pokryć pojawiają się mikropęknięcia tworzące miejsca, gdzie potencjalnie zaczyna wnikać wilgoć. Z czasem materiały stają się coraz bardziej kruche, bo tracą aktywność zawarte w nich plastyfikatory. Stąd pokrywanie elementów naturalnie drgających, np. rdzeni magnetycznych w elementach indukcyjnych dużej mocy, wymaga zwrócenia uwagi na to, czy pokrycie nie popęka.

Wpływ pandemii koronawirusa na nasz biznes
 
Od kilku miesięcy nieodłączną częścią naszych ankiet są pytania o to, jak bardzo pandemia namieszała firmom w działalności. Pokazany wykres z zestawieniem odpowiedzi tym razem ma nieco gorszy wydźwięk w porównaniu do tego, co było wcześniej. Wyraźnie więcej jest tutaj odpowiedzi skrajnych (pola zielone i czerwone), co sugeruje, że rynek się polaryzuje, a większe i silniejsze firmy zyskują kosztem mniejszych i słabszych. Pandemia wywołała ponadto okresowe niedobory i duże zwyżki cen alkoholu izopropylowego, który dla elektroników jest wygodnym rozpuszczalnikiem do mycia, dla innych środkiem dezynfekcyjnym. Duży wzrost cen mógł też być powodem tego, że pola zielone i czerwone się powiększyły.

Ważnym parametrem w zakresie czynników środowiskowych jest temperatura. Prawo Arrheniusa mówi, że zwiększenie temperatury reakcji o 10ºC przyspiesza ją dwukrotnie. Dotyczy to również procesów degeneracyjnych i im większa temperatura w obudowie, tym zagadnienia jakości w wielu wymiarach, nie tylko w zakresie jakości materiałów chemicznych, stają się bardziej istotne. Przykładem może być transformator impulsowy w zasilaczu, który jest impregnowany lakierem uretanowym zapewniającym stabilność mechaniczną i wytrzymałość elektryczną. Uzwojenia są izolowane wzajemnie taśmami kaptonowymi, a drut nawojowy pokryty jest emalią. Czynnik kosztowy zmusza producentów do oszczędności, czyli użycia możliwie małego transformatora, ale w zamian rozgrzewa się on nie do 70, ale do 100ºC lub więcej. To znaczy, że wymagania jakościowe dla wymienionych materiałów rosną 8-krotnie.

Warunki biznesowe panujące w branży materiałów chemicznych w 2020 roku
 
2020 rok to niełatwy okres dla wielu branż, ale jak widzimy na wykresie, tylko 3% ankietowanych postrzega miniony rok jako kiepski dla prowadzonej działalności. To bardzo mało i nawet odrobinę mniej, niż bywało w zwyczajnych latach. Różnica jest w zakresie głosów, które padły na kategorię "bardzo dobre". Tym razem nikt tak nie odpowiedział, stąd na wykresie nie ma takiego pola, a wcześniej (2018) było ok. 10%. Reasumując: 2020 rok był gorszy, ale nie był okresem złym.

Jakość to także bezpieczeństwo (wyziewy podczas aplikacji, palność, zawartość lotnych substancji, szkodliwe opary), ale również komfort korzystania, czyli mało intensywny zapach, brak brudzenia, możliwość usunięcia w celu serwisowym.

Za jakość materiałów chemicznych odpowiadają też urządzenia służące do ich aplikacji. Nawet najlepszy lakier położony niedbale nie spełni oczekiwań i dlatego istotne jest, aby nakładanie materiałów (aplikowanie) było traktowane razem z urządzeniem jako całość procesowa, obojętnie, czy chodzi o zwykłą strzykawkę, pędzelek czy też automat z komputerowo sterowaną dyszą

Ogólnie takich czynników, które pozwalają wartościować preparaty, jest wiele, stąd duże znaczenie ma tzw. świadomość rynku, czyli to, czy te zagadnienia i procesy są rozumiane i znane przez klientów oraz brane pod uwagę podczas kupowania.

Struktura sprzedaży produktów chemicznych w 2020 roku
 
Struktura sprzedaży materiałów chemicznych wskazuje, że dla co trzeciej firmy z tego zestawienia sprzedaż materiałów chemicznych to niewielki dodatek do innej działalności. Co piąta traktuje natomiast tytułowe produkty jako istotny pion biznesowy. Materiały chemiczne często są sprzedawane przy okazji, razem z urządzeniami, podzespołami lub innymi materiałami niezbędnymi do działalności. Stąd siatka sprzedaży jest rozproszona, a liczba takich okazyjnych sprzedawców dość duża. W rzeczywistości jest większa, niż nasz wykres przedstawia, bo naturalnie nie objęliśmy badaniem ankietowym wszystkich

W warunkach krajowych rynek produkcji elektronicznej nastawiony jest głównie na wytwarzanie produktów specjalizowanych, elektroniki wojskowej oraz takich wyrobów, które wytwarzane są w krótkich seriach. Przy takim profilu pokusa oszczędzania na materiałach w produkcji jest w części tłumiona przez sam rynek. To dlatego, że część wyrobów docelowych przeznaczona jest na eksport, dla przemysłu, medycyny i innych zastosowań określanych jako profesjonalne, a udział produkcji taniej i masowej wśród firm krajowych od lat jest bardzo mały. O wiele gorzej jest w przypadku elektroniki konsumenckiej, a więc segmentu wyrobów masowych, o krótkim czasie życia i takich, gdzie sprzedaż z uwagi na rynkową konkurencję, jest dość mocno skorelowana z ceną. W takich przypadkach nadal zdarzają się oszczędności na siłę i w takich obszarach materiały wysokiej jakości z trudem się przebijają.

Paweł Domazer


specjalista ds. handlowych w AET

  • Co jest ważne w handlu produktami chemicznymi, a co nie? Jakim czynnikiem jest cena?

W handlu chemią dla elektroniki ważna jest umiejętność wskazania klientowi istotnych parametrów technicznych. Klienci, szukając nowego produktu lub zamiennika, liczą na doradztwo techniczne, które pozwoli udoskonalić technologię lub rozwiązać problem. Nie mniej istotna jest dostępność towaru i częste dostawy. Towary mające ograniczony termin przydatności nie mogą być magazynowane zbyt długo. Klient musi mieć gwarancję, że otrzymuje świeży i dobrej jakości produkt. Cena jest istotnym czynnikiem przy wyborze oferty. Jednak czasami należy uświadomić klientowi, że to może być złudne. Można tu podać przykład lakierów i żywic epoksydowych do impregnacji. Lakiery na bazie rozpuszczalnika są tańsze od żywic, ale mogą zawierać do 60–70% rozpuszczalnika, który odparuje przy utwardzaniu. W żywicach epoksydowych, które charakteryzują się brakiem lotnych substancji organicznych, mamy pewność, że zużyjemy tyle produktu, ile kupiliśmy.

  • Na jakie parametry i dokumenty należy zwrócić uwagę przy wyborze?

Wybierając produkt, trzeba przeprowadzić z klientem wywiad odnośnie do jego oczekiwań. Należy zapytać o aplikację, technologię stosowania produktu, wymagane certyfikaty oraz zakres temperatur pracy. W przypadku poszukiwań odpowiednika wskazane jest zapoznanie z kartą katalogową i kartą charakterystyki pierwotnego produktu.

  • Jakie nowości i trendy są warte zauważenia?

Coraz więcej klientów poszukuje produktów ekologicznych, które poprawią jakość pracy, wykluczą wysokie opłaty za emisję niebezpiecznych substancji oraz utylizację. Można zauważyć zwiększone zainteresowanie produktami z aprobatą UL i bardzo dobrym współczynnikiem przewodności cieplnej. W technologii LED istotne są w pełni transparentne żywice do zalewania. Warto też zwrócić uwagę na produkty maskujące, takie jak lakiery lub smary. Służą do zabezpieczania miejsc technologicznych (punkty montażowe, gwinty) w czasie impregnacji DIP lub VPI oraz procesie zalewania żywicami poliuretanowymi lub epoksydowymi.

Oferta rynku

Asortyment dostępnych produktów chemicznych stale się poszerza, a w miejsce jednego uniwersalnego preparatu, jak było kiedyś, na przykład do mycia, mamy dzisiaj kilka, kilkanaście specjalistycznych rozwiązań. Zgodnie z zasadą, że jak coś jest do wszystkiego, to jest do niczego, w każdej z głównych grup produktowych mamy co najmniej kilka typów. Te podstawowe grupy to: środki do lutowania, do czyszczenia, zabezpieczania i przygotowywania, materiały termoprzewodzące oraz spraye serwisowe.

Spraye to przede wszystkim środki czyszczące styki z brudu i tlenków, sprężone gazy do wydmuchiwania kurzu oraz zmywacze i rozpuszczalniki. W aerozolu jest dostępnych wiele środków specjalistycznych: lakiery izolacyjne, emulsje światłoczułe, zamrażacze itd.

Aktualna koniunktura w obszarze materiałów chemicznych
 
Ilustracja pokazująca aktualną koniunkturę na rynku materiałów chemicznych do produkcji elektroniki nie zawiera wartości skrajnych, a więc wskazań, że była ona kiepska lub bardzo dobra. Oceny, jakie padały w ankiecie, tym razem były wyważone, bo zapewne zmieniły się też oczekiwania oraz kąt obserwacji rynku. W sytuacji, jaką mamy, zadowalająca może być odczytywana jako niezła, a dobra jako świetna. Wszystko jest tylko kwestią odpowiedniego ustawienia progu do porównań.

Materiały do lutowania to głównie topniki, pasty lutownicze i kleje do mocowania elementów SMD na płytce drukowanej. Za każdym z tych terminów kryje się kilkadziesiąt różnych produktów, o różnym składzie, przeznaczeniu, aktywności i sposobie neutralizacji resztek oraz wielkości opakowania.

Materiały termoprzewodzące ogólnego przeznaczenia to pasty o różnej rezystancji termicznej, a także wypełniacze szczelin, zalewy i żele, które różnią się pomiędzy sobą gęstością, sposobem aplikacji i także zastosowaniem. Są też materiały PCM z przemianą fazową, które mają lepsze właściwości cieplne w porównaniu do równoważnych rozwiązań tradycyjnych. Poza materiałami bezpostaciowymi są oczywiście jeszcze folie i gotowe podkładki tego typu, także grube, ale elastyczne i przypominające gąbkę wypełniacze szczelin (gap filler).

Chemia do czyszczenia i zabezpieczania to głównie zmywacze rozpuszczalnikowe bazujące na alkoholu izopropylowym, wodzie z dodatkiem substancji aktywnych, takich jak detergenty oraz środki obniżające napięcie powierzchniowe. Zabezpieczenia to przede wszystkim lakiery akrylowe i uretanowe, ale także silikonowe i epoksydowe. Lakiery muszą spełnić odpowiednie warunki, takie jak elastyczność, odporność na zmiany temperatury i wibracje. Bardzo ważne jest to, aby były odporne na wilgoć oraz cechowały się dobrymi właściwości izolacyjnymi (WN), a także miały dobrą odporność chemiczną i przepuszczalność do podłoża. Bardzo ważna jest także zdolność lakieru do zwilżania powierzchni płytki i komponentów na niej umieszczonych.

Znaczenie materiałów chemicznych dla biznesu
 
Stopień specjalizacji dostawców materiałów chemicznych, a więc to, na ile są one dla firm ważnym produktem, takim kołem zamachowym dla biznesu, jest relatywnie duży, bo co trzecie przedsiębiorstwo wymienione w tabeli za takie się uważa. Przeciwny biegun, czyli małe znaczenie biznesowe jest charakterystyczne dla dodatku lub gdy w ofercie firmy jest tylko mały wycinek asortymentu. Zwykle pole zielone jest niewielkie, bo w warunkach polskich biznes rozwijany jest bardzo często poziomo, a więc w kierunku maksymalnie szerokiego asortymentu, a to utrudnia specjalizację.

Wykorzystanie chemii w produkcji elektroniki wiąże się też z odpowiednią metodą aplikacji i producenci starają się wspierać to, że nie każdy ma specjalistyczną maszynę. Przykładem są oczywiście aerozole, czasem z wbudowaną szczoteczką, butelki z pędzelkiem. Receptury też uwzględniają aplikację środka przez zanurzenie, natrysk lub nanoszenie pędzlem, dzięki czemu od tej strony nie tworzy się dodatkowych problemów. Producenci zwykle oferują preparaty w różnych opakowaniach: od małych aerozoli po duże kanistry dla producentów. Są środki do mycia maszynowego i ręcznego, do zanurzania i natryskiwania, na zimno i na ciepło.

Łukasz Kozieł


kierownik działu marketingu i sprzedaży w firmie BL elektronik

  • W jakim kierunku rozwija się branża materiałów chemicznych?

Ważnym i perspektywicznym odbiorcą na rynku są obecnie producenci chemicznych źródeł energii elektrycznej, zarówno ci związani z sektorem motoryzacyjnym jak i zajmujący się narzędziami elektrycznymi. Wśród materiałów wykorzystywanych do produkcji pakietów akumulatorów używane są m.in. podkładki termoprzewodzące, podkładki izolujące czy płynne preparaty termoprzewodzące i izolujące. Innym obszarem obecnie rozwijającym się równie szybko są różnego typu czujniki i sterowniki, w których stosuje się głównie zalewy i żywice. Urządzenia te pracują często w trudnych warunkach środowiskowych i są one narażone na wiele niekorzystnych czynników, stąd muszą być odpowiednio zabezpieczone. Takie wymagania płyną z wielu sektorów, od motoryzacji po medycynę.

  • Na jakie parametry należy zwrócić uwagę przy wyborze?

Profesjonalne materiały muszą mieć stabilne i dobrze udokumentowane parametry techniczne, potwierdzone testami i dokumentacją. Dla klienta niezbędny jest dostęp do kompletnej bazy materiałów dotyczących bezpieczeństwa dla użytkowania oraz wpływu na środowisko. Karty bezpieczeństwa tzw. MSDS muszą być opracowane zgodnie z aktualnymi wymaganiami i udostępnione w naszym kraju w języku polskim. .

  • Jakie produkty są najbardziej poszukiwane na rynku?

Obecnie obserwujemy duże zainteresowane materiałami pomagającymi rozwiązać problemy z chłodzeniem skomplikowanych modułów elektronicznych. Postępująca miniaturyzacja wymusza stosowanie preparatów o coraz większych możliwościach odprowadzania ciepła. Parę lat temu standardem były materiały o przewodnictwie do 1 W/mK, obecnie klienci poszukują preparatów o ponad dwukrotnie lepszych właściwościach. Na rynku pojawia się coraz więcej urządzeń wymagających zapewnienia efektywnego odprowadzania ciepła, a dzieje się tak m.in. ze względu na rozwój elektromobilności. Przy zabezpieczaniu zawansowanej elektroniki, gdzie moduł wymaga hermetyzacji, najczęściej wybierane są silikonowe zalewy termoprzewodzące o szerokim zakresie temperatur pracy.

Zalewanie ma wiele zalet

Coraz częściej wnętrze obudowy jest zalewane różnymi materiałami, które na początku są ciekłe, a potem ulegają częściowemu lub całkowitemu utwardzeniu. W tym drugim przypadku po reakcji masa przypomina twardą gumę. W ten sposób uszczelnia się wnętrza obudów po to, aby urządzenie było odporne na wilgoć, narażenia mechaniczne (upadek). Jest to też sposób na utrudnienie możliwości zajrzenia do środka osobom nieupoważnionym, metoda likwidacji pisków powstających w elementach indukcyjnych mocy związanych z magnetostrykcją rdzenia, a nawet rozwiązanie poprawiające możliwość działania przy wysokim napięciu bez przebić.

Główne czynniki sprzyjające rozwojowi rynku
 
Za najważniejsze kryteria sprzyjające rozwojowi rynku materiałów chemicznych uznano utylitarny czynnik, jakim jest możliwość nabycia wielu dobrych jakościowo produktów w przystępnej cenie. Na kolejnym miejscu znalazło się to, że szybko rosnący rynek produkcji i usług tworzy duży popyt na takie produkty i wystraczająco chłonny rynek dla szybkiego rozwoju. Niektórym firmom pomaga też pandemia, bo ceny alkoholowych środków myjąco-czyszczących poszły w górę.

Zalewanie staje się bardzo popularną techniką ochrony układów elektronicznych przed wpływem środowiska, podobnie zresztą jak lakierowanie płytek. Na rynku jest mnóstwo preparatów tego typu i nie tylko służą one do hermetyzacji, ale także umożliwiają lepsze rozpraszanie ciepła. Dzisiaj wiele urządzeń elektronicznych jest zamykanych w małych obudowach plastikowych bez otworów wentylacyjnych. Jest to wynik miniaturyzacji, wzrostu znaczenia elektroniki mobilnej, konieczności zapewnienia odporności środowiskowej oraz tego, że moc pobierana przez elektronikę jest coraz mniejsza. Na płytkach ciepło nie jest też generowane w sposób punktowy, awięc przez jeden gorący element, taki jak tranzystor mocy, do którego zamocowany był radiator i z resztą elementów relatywnie chłodną. Dzisiaj takich gorących punktów często już nie ma, ciepło generowane jest znacznie bardziej równomiernie i w praktyce tego radiatora nie ma do czego zamocować.

Chłodzenie w takiej sytuacji należy zapewnić dla całego pakietu, stąd projektanci sięgają po rozwiązania wykorzystujące materiały termoprzewodzące. Za ich pomocą przyklejają płytkę do obudowy po to, aby zapewnić kontakt termiczny i transport ciepła na zewnątrz. Innym pomysłem jest zalanie wnętrza obudowy tworzywem o własnościach termoprzewodzących. W ten sposób cała obudowa staje się radiatorem, a rozpraszanie ciepła jest równomierne. Ten sposób sprawdza się, zwłaszcza gdy ciepła do rozproszenia nie ma dużo, a obudowa ma być szczelna. Gdy trzeba zapewnić jednoczesne spełnienie kilku kryteriów, takich jak odporność środowiskowa na poziomie IP67, obudowa z tworzywa sztucznego, z uwagi na bezpieczeństwo elektryczne, odporność mechaniczną na drgania i upadki (np. w transporcie), małe wymiary, chłodzenie przez zalanie wnętrza masą termoprzewodzącą, wydaje się jedyną sensowną opcją.

Warto zauważyć, że zalanie pozwala na większą miniaturyzację, np. elektroniki mocy, bo duża wytrzymałość na przebicie zalewy pozwala na zmniejszenie odstępów izolacyjnych. Nie ma też zagrożenia tym, że płytka się z czasem pokryje kurzem, kurz nasiąknie wodą i nastąpi przebicie. W rozwiązaniach, gdzie napięcia przekraczają 1 kV, jest to typowy mechanizm awarii.

Duża rola wsparcia

Nierzadko wybór preparatu, takiego jak pasta termoprzewodząca, topnik lub zalewa, jest na tyle niejednoznaczny, że powstają wątpliwości, czy wybór jest optymalny z punktu widzenia zastosowania.

Wydaje się, że w przypadku materiałów chemicznych dostępność kompetentnego wsparcia technicznego, a więc specjalisty ze sporą wiedzę aplikacyjną, jest kluczowe z punktu widzenia sprzedaży i rozwoju współpracy z klientami.

Jest to niezbędny łącznik między światem chemii a elektroniki i w przypadku opisywanych produktów ma on znacznie większe znaczenie niż dla innych grup produktowych. Zapewne dlatego dostawcy materiałów chemicznych tak akcentują swoje kompetencje w tym zakresie oraz możliwości w zakresie wsparcia technicznego, bo są one kluczem do rynku. Wsparcie uznanego producenta z jego rozbudowanym zapleczem technicznym i badawczym, doświadczoną kadrą pracowników i suportem technologicznym z pewnością też jest dużą pomocą w tym biznesie.

 

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród dostawców materiałów chemicznych do produkcji elektroniki w Polsce.

Powiązane treści
O czym warto pamiętać dobierając klej do elektroniki?
Mycie przed lakierowaniem – wymagania dotyczące czystości powierzchni
Zobacz więcej w kategorii: Raporty
Komponenty
Dystrybucja podzespołów elektronicznych
Produkcja elektroniki
Oszczędność energii w produkcji elektroniki - materiały i urządzenia
Optoelektronika
Oświetlenie LED
Elektromechanika
Przełączniki, przyciski i klawiatury
Optoelektronika
Wyświetlacze i elektroniczny papier
Elektromechanika
Przekaźniki elektromagnetyczne
Zobacz więcej z tagiem: Produkcja elektroniki
Gospodarka
Unisystem x SoMLabs – współpraca, która wzmacnia europejski rynek elektroniki
Prezentacje firmowe
Loadpoint - zaawansowane rozwiązania precyzyjnego cięcia dla wymagających branż
Opinie
Analizy procesów i dokumentacja techniczna - tworzyć, czy nie?

Jak kompensować moc bierną w małej firmie, by płacić mniej za energię bierną?

Z reguły małej firmy nie stać na zakup automatycznego kompensatora mocy biernej. Niemniej, sytuacja nie jest bez wyjścia i w tym artykule na prostym przykładzie pokazane zostało podejście do rozwiązania problemu mocy biernej.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów