Chemia i materiały do produkcji elektroniki

Jakość jest niełatwa do weryfikacji

Jakości materiałów chemicznych nie jest łatwo ocenić, gdyż wiele problemów pojawia się po dłuższym czasie, niekiedy po wielu miesiącach, gdy zaczynają się reklamacje. Nie jest też łatwo powiązać problemy z tym, że podczas produkcji użyto kiepskich materiałów. Co więcej, jakości produktów chemicznych nie da się wiarygodnie określić w momencie zakupu. Opakowanie jest szczelnie zamknięte, więc w praktyce kupujący przyjmuje to, co w karcie katalogowej napisał producent.

Na dodatek nawet dobry preparat 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 wiele. W takich okolicznościach remedium na kłopoty kryje się w bliskiej współpracy z dostawcą renomowanych produktów, dzięki czemu ewentualny problem można będzie rozwiązać wspólnie.

Paweł Petykiewicz

dyrektor zarządzający w firmie Skład Techniczny

Jakie nowości produktowe i trendy są warte zauważenia?

Jednym z procesów, który od kilkunastu lat ma bardzo istotny wpływ na rynek produktów chemicznych w Europie, jest stale zaostrzająca się polityka eliminacji szkodliwych dla zdrowia lub środowiska substancji chemicznych. Efektem zmian legislacyjnych, ale również prozdrowotnego trendu, jest m.in. pojawienie się produktów oznaczonych symbolem "CMR free", czyli niezawierających substancji rakotwórczych, mutagennych oraz działających szkodliwie na rozrodczość – CMR (carcinogenic, mutagenic, reprotoxic). Oprócz pozytywnych efektów zakazu stosowania substancji niebezpiecznych dla zdrowia i środowiska, są także problemy. Powodują one, że producenci są zmuszeni do zmiany dotychczas stosowanych receptur i zastąpienia zakazanych substancji innymi albo wręcz wycofywania niektórych preparatów z rynków. Modyfikacje receptur wpływają najczęściej na znaczące zmiany we właściwościach danej mieszaniny, a wycofywane produkty bardzo trudno zastąpić innymi, które miałyby zbliżone parametry.

Przykładem z ostatniego okresu jest wycofanie z rynku jednoskładnikowych kauczuków silikonowych RTV-1 o oksymowym systemie utwardzania, które w elektronice były używanej jako neutralne elastyczne kleje, uszczelniacze i powłoki cienkowarstwowe. Co prawda jako zamiennik proponuje się kauczuki silikonowe o alkoholowym systemie utwardzania (alkoxy), oferują one jednak dużo mniejszą wytrzymałość na rozciąganie, a także mają mniejszą stabilność chemiczną, wpływającą na krótszy czas użytkowania produktu.

Innym bieżącym wyzwaniem, przed jakim stoją obecnie producenci i dystrybutorzy produktów chemicznych w Europie, są problemy z dostępnością niektórych wyrobów. Sytuacja ta jest często konsekwencją wydarzeń na Morzu Czerwonym i problemów logistycznych z nich wynikłych. Nawet gdy materiały są produkowane w Europie, często do ich produkcji stosowane są surowce spoza naszego kontynentu, w tym z Azji. Konieczność wydłużenia drogi transportu morskiego, ze względów bezpieczeństwa, wprowadza dodatkowe opóźnienia i podwyższa koszt finalnego produktu. Gdy dany surowiec znajdował się na zatopionym statku, opóźnienia mogą być gigantyczne.

Większość producentów elektroniki rozumie te zależności i nie podejmuje ryzyka zakupów z niepewnych źródeł, bo oszczędności są iluzoryczne. Mniejsze i średnie firmy dbające o jakość współpracują zwykle z jedną lub dwoma firmami i kupują od nich równoważne pod względem technicznym materiały.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rozwoju rynku materiałów

Największe pozytywne znaczenie dla rozwoju rynku materiałów chemicznych ma stały trend rosnących wymagań klientów w zakresie technologii, jakości, zaawansowania technologicznego. Za korzystne z punktu widzenia rozwoju zjawisko uznano też ogólny rozwój rynku elektroniki, a więc to, że sprzętu jest coraz więcej, jest on bardziej złożony, mniejszy, a więc delikatniejszy i wymagający lepszej ochrony i użycia zaawansowanych procesów. W warunkach polskich sprzyjającym czynnikiem jest ponadto duży potencjał usług EMS, bo producenci tego typu determinują relatywnie dużą wielkość rynku produkcji.

Szeroki asortyment

Asortyment materiałów chemicznych przeznaczonych do produkcji jest bardzo szeroki, ale można wydzielić w nim kilka grup. Pierwsza obejmuje materiały do lutowania, czyli stopy lutownicze w formie drutów oraz sztaby do automatów. Do lutowania niezbędne są także topniki alkoholowe lub wodne o różnym stopniu aktywności.

Materiały lutownicze to oczywiście także pasty, będące mieszaniną rozdrobnionego stopu lutowniczego i topnika w formie lepkiej masy. Materiały do lutowania dostępne są w różnych wielkościach opakowań i średnicach drutu, na skutek tego asortyment u każdego producenta składa się z kilkudziesięciu pozycji.

Po stronie produktów chemicznych mamy środki do mycia płytek po lutowaniu, lakiery akrylowe i uretanowe, do zabezpieczania PCB. Są też kleje do zabezpieczania dużych i ciężkich elementów przed drganiami, łączenia elementów i poprawy mocowania. Ostatnia grupa to zalewy do wypełniania przestrzeni w obudowach, ochrony płytek przed wpływem otoczenia.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku

Za główne problemy rynku materiałów chemicznych postrzegane są silna konkurencja wynikająca także z tego, że na rynku jest wielu dostawców proponujących podobne preparaty. Kolejne problemy to oszczędności i związana z tym ciągła presja klientów na niskie ceny. Trzecim czynnikiem negatywnym są długie czasy dostaw. One się stopniowo poprawiają, ale nadal nie wróciliśmy do stanu pełnej stabilizacji. W dalszej kolejności można wymienić brak wiedzy u klientów wymaganej do rozpoznawania jakości, walorów technicznych i porównywania materiałów. Ten brak wiedzy jest wykorzystywany do wprowadzania na rynek produktów o wątpliwej jakości, bo weryfikacja wymaga posiadania laboratorium lub też zebrania doświadczeń w długim czasie, co utrudnia powiązanie przyczyn i skutków złej jakości.

Oddzielną kategorię materiałów chemicznych tworzą produkty serwisowe. Ich cechą są mniejsze opakowania niż produkcyjne, dozowanie w formie sprayu i ukierunkowanie na regenerację i przywracanie działania urządzeń, a więc czyszczenie powierzchni, płytek i styków, lakierowanie, zamrażanie, wydmuchiwanie kurzu, a także naprawę płaskich połączeń elektrycznych lakierami grafitowymi i przewodzącymi na bazie srebra.

Osobną grupę tworzą materiały termoprzewodzące umożliwiające sprawne odprowadzanie ciepła z elementów elektronicznych. Są to pasty, podkładki, zalewy i kleje, a także wypełniacze szczelin. Nowością w tym obszarze są materiały zmiennofazowe, które są w stanie absorbować i oddawać dużą ilość energii dzięki przemianie fazowej (ciało stałe–ciecz). W każdej z tych kategorii dostępnych jest wiele wersji o różnej przewodności cieplnej, zakresie temperaturowym pracy, sposobie nakładania, gęstości lub grubości i innych szczegółowych parametrach.

Marzena Kwas

specjalista ds. sprzedaży CPS-Parttech

Jakie są najważniejsze cechy produktów chemicznych dla elektroniki?

Przy zakupie materiałów chemicznych do elektroniki należy wziąć pod uwagę kilka ważnych cech produktu. Duże znaczenie ma czystość materiałów chemicznych, ponieważ zanieczyszczenia mogą wpływać na wydajność podzespołów elektronicznych. Ważne jest, aby wybierać materiały o wysokiej czystości, by zapewnić optymalną funkcjonalność. Materiały chemiczne powinny być też kompatybilne z innymi podzespołami w systemie elektronicznym. Nie powinny powodować niepożądanych reakcji chemicznych ani korozji, które mogłyby wpłynąć na żywotność lub wydajność podzespołów. Powinny być stabilne i nie ulegać niepożądanym zmianom ani degradacji w zamierzonych warunkach pracy. Stabilne materiały zapewniają niezawodne i długotrwałe użytkowanie podzespołów elektronicznych. Materiały powinny także być niezawodne i zapewniać spójne wyniki. Ważne jest, aby pozyskiwać je od zaufanych dostawców, aby mieć pewność, że spełniają one wymagane normy jakości. Na koniec warto wymienić zgodność ze środowiskiem. Ważne jest, aby wybierać materiały przyjazne dla środowiska i niemające negatywnego wpływu na środowisko.

O ile średnio wzrosły ceny materiałów w ostatnich 3 latach?

W ciągu ostatnich 3 lat ceny materiałów chemicznych średnio wzrosły o około 30–40%. Wzrosty te są spowodowane różnymi czynnikami, w tym wąskimi gardłami dostaw, zwiększonymi kosztami surowców i wyższymi kosztami energii.

Jakie nowości produktowe i trendy są warte zauważenia?

Ważnym trendem w zakresie materiałów pomocniczych do produkcji elektroniki jest rozwój formuł biopochodnych, które są bardziej przyjazne dla środowiska i zawierają mniej szkodliwych chemikaliów. Obejmuje to również wykorzystanie zrównoważonych surowców i rozwój produktów biodegradowalnych.