Produkcja urządzeń elektronicznych

Zrównoważony rozwój w produkcji elektroniki

Unia Europejska zamierza osiągnąć całkowitą neutralność klimatyczną do roku 2050 – w planie realizacji tego celu Komisja Europejska wskazała przemysł elektroniczny oraz IT jako jedne z kluczowych obszarów, które muszą się dostosować. Nieunikniona wydaje się konieczność znalezienia równowagi pomiędzy dalszym rozwojem branży elektronicznej, troską o środowisko naturalne, dostępnością surowców oraz ochroną społeczności przed zalewem elektroodpadów.

Migracja branży w stronę zrównoważonego rozwoju opierać się będzie zapewne na następujących aspektach: ekodesign, zrównoważony dobór surowców produkcyjnych, upowszechnienie materiałów biodegradowalnych, wprowadzenie bardziej energo- oraz materiałooszczędnych procesów produkcyjnych, powszechny recykling surowców oraz komponentów.

Ekodesign

Troska o środowisko powinna przyświecać konstruktorom już na etapie projektowania produktu oraz tworzenia jego specyfikacji technicznej. Do podstawowych zasad ekodesignu zaliczyć można energooszczędność, materiałooszczędność, długi czas życia produktu oraz łatwość jego modyfikacji i ulepszania, a także korzystanie z surowców nadających się do recyklingu. Produkt powinien być zaprojektowany w sposób modułowy, aby poszczególne wchodzące w jego skład komponenty mogły zostać wykorzystane ponownie w ramach recyklingu. Jednym z dokumentów normatywnych w tym zakresie jest dyrektywa Unii Europejskiej w sprawie ekoprojektu, określająca szczegółowe minimalne wymagania w zakresie efektywności energetycznej, mające na celu zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne w całym cyklu życia produktu.

Jednym ze sposobów na realizację zrównoważonej produkcji w duchu zero-waste może być wykorzystanie surowców oraz komponentów pochodzących z recyklingu. Pozwala to również częściowo uniezależnić się od zawirowań na światowym rynku surowców, szczególnie dotkliwie zauważalnych w ostatnich czasach.

Andrzej Czarnecki

APcom

Co istotnego zmienia się w technologii produkcji?

Sporo dzieje się w zakresie procesów zalewania i lakierowania. Takie procesy dotyczą głównie przetwarzania materiałów 1- i 2-składnikowych. Technologia tutaj jest dość dojrzała i na bardzo spektakularne zmiany raczej nie ma co liczyć. Jedną z nowinek wartych podkreślenia, a które nie są jeszcze bardzo rozpowszechnione, jest możliwość stosowania materiałów 2-składnikowych jako powłoki w procesie lakierowania (conformal coating). Zastosowanie tej technologii wymusza zastosowania nieco bardziej złożonego sprzętu do nanoszenia materiału ciekłego, ale poprawia proces utwardzania. Dotychczas proces ten był najczęściej przeprowadzany np. w postaci odparowania rozpuszczalników. Taki materiał niejednokrotnie nakłada na użytkownika obowiązek zainteresowania się procesem odprowadzania frakcji lotnej i ewentualnej kontroli poziomu emisji rozpuszczalników. Materiał 2-składnikowy, który utwardza się bez udziału czynników zewnętrznych nie wymaga dodatkowych instalacji.

Jak zmieniają się wymagania klientów w stosunku do dostawcy?

W trakcie wyboru sprzętu, a docelowo sprzedaży, wsparcie techniczne powinno obejmować możliwie szeroki zakres konsultacji. Na pierwotnym etapie pojawiają się proste pytania w stylu "co i jak działa?". Podczas rozmów z potencjalnym użytkownikiem głównym zadaniem jest pozyskać maksimum wiedzy o planowanym procesie. Jeśli materiał został wybrany, to jego specyfikację można pozyskać od dostawcy. Natomiast przełożenie tej wiedzy na funkcjonalności urządzenia czasami nie jest proste i wymaga nieco głębszej wiedzy i ewentualnych prób dozowania. W takich przypadkach najlepiej jest, aby dostawca urządzeń oferował taką usługę jako element procesu sprzedaży. Wymaga to niestety poważnego zaangażowania obu stron i wiele firm handlowych nie jest zainteresowanych takimi działaniami. Jakiekolwiek próby generują dodatkowe koszty i wydłużają całe przedsięwzięcie. Ponadto przeprowadzenie takich prac często wykracza poza techniczne lub praktyczne możliwości firm handlowych. Ustalenie możliwości i zdolności firmy do przeprowadzenia takich prób jest dobrym wskaźnikiem, jakie będzie późniejsze wymagane wsparcie techniczne.

Zrównoważony dobór surowców produkcyjnych

Od wielu lat podkreśla się, że branża elektroniczna musi przestawić się na korzystanie z surowców pochodzących z odnawialnych źródeł. Jednym z przykładów tego typu podejścia jest korzystanie z materiałów celulozowych, takich jak papier oraz nanoceluloza. Włókna nanocelulozowe mogą potencjalnie zastąpić laminat FR4 oraz materiały poliestrowe w produkcji PCB. Charakteryzują się dużą elastycznością oraz odpornością na rozciąganie, są przy tym całkowicie biodegradowalne.

Nowe rodzaje materiałów

Przemysł elektroniczny potrzebuje wprowadzenia na szerszą skalę bioplastików, czyli tworzyw sztucznych pochodzenia naturalnego. Materiały tego typu podlegają całkowitemu rozkładowi w środowisku naturalnym, emitując w wyniku tego procesu jedynie wodę oraz tlenek węgla. Bioplastiki szczególnie dobrze nadają się do wytwarzania urządzeń elektronicznych jednorazowego użytku (jak np. różnego rodzaju testy diagnostyczne) oraz czujników rozmieszczanych w trudno dostępnym terenie. Biodegradowalność jest też niezwykle pożądaną cechą w układach elektronicznych umieszczanych w opakowaniach typu smart, wykorzystywanych m.in. do przechowywania żywności. Czujniki dołączane do takich opakowań monitorują temperaturę podczas transportu, dbając o to, by przed dostarczeniem produktu odbiorcy nie został przerwany łańcuch chłodniczy. Biodegradowalność tego typu układów znacząco upraszcza recykling całego rozwiązania. Obszar potencjalnych zastosowań oraz zapotrzebowanie na bioplastiki wciąż rośnie – tego typu materiały są znacznie bardziej odporne na działanie wilgoci niż substancje celulozowe, większy jest zatem również potencjał ich wykorzystania.

Ariel Łukaszewski

właściciel SMT-TECH

Jakie nowości rynku urządzeń do produkcji elektroniki są na topie?

Na pewno dużą nowością cały czas na naszym rynku jest możliwość wynajmowania maszyn produkcyjnych. Ta forma rozwijania parku maszynowego z roku na rok zyskuje coraz większą akceptację klientów. Przede wszystkim ze względu na mniejsze zaangażowania własnych środków finansowych w fazie początkowej oraz ewentualną możliwość wymiany sprzętu na nowocześniejszy wraz z rozwojem rynku bez zwiększania obciążenia finansowego firmy. Z punktu widzenia technologicznego trudno zaplanować z góry zmiany, które będzie trzeba wykonać w parku maszynowym w kolejnych latach, a tym bardziej zdecydować się dziś na zakup urządzenia, które za 5 lat będzie musiało im sprostać. Przy opcji najmu skupiamy się na zaspokojeniu potrzeb na dziś, mając świadomość, że praktycznie w każdym momencie mamy możliwość zmodernizowania naszego parku maszynowego do aktualnych potrzeb.

Jaka jest rola wsparcia technicznego w sprzedaży?

Na dzień dzisiejszy wsparcie techniczne to praktycznie jedno z kluczowych zagadnień podczas pierwszych spotkań z klientami. Wynika to przede wszystkim z faktu, że coraz rzadziej spotyka się firmy, w których pracownicy pracują na danym stanowisku przez dłuższy okres. Duże rotacje w personelu w firmach produkcyjnych są bardzo często powodem podpisywania stałych umów serwisowych na wykonywanie okresowych przeglądów urządzeń przez wykwalifikowany serwis. Ten rodzaj wsparcia jest bardzo często połączony dodatkowo z regularnym doszkalaniem personelu obsługującego urządzenia. Firmom decydującym się na zakup nowych urządzeń daje to pewność stabilnej produkcji oraz uniezależnienia się od wahań w jakości procesu spowodowanych czynnikiem ludzkim.

Biodegradowalne PCB

Odpady elektroniczne, określane często mianem e-śmieci lub e-odpadów, stanowią jeden z poważnych problemów całej współczesnej cywilizacji. Terminem tym określa się wycofane z użytku układy i urządzenia elektroniczne, takie jak komputery, laptopy, telewizory, smartfony czy wiele innych przedmiotów elektroniki użytkowej. Produkty te zawierają elementy i substancje ulegające rozkładowi przez setki lub tysiące lat, stanowiące przy tym często poważne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Jednym z rozwiązań tego problem jest recykling tego typu odpadów, czyli próba odzyskania użytecznych surowców, przy jednoczesnej neutralizacji tych stanowiących niebezpieczeństwo. Zasięg takich działań jest jednak ograniczony, należy zatem spodziewać się dalszego wzrostu wagi tego problemu w najbliższych latach.

Dużą część e-odpadów stanowią płytki PCB, będące nieodłącznym elementem niemal wszystkich produktów współczesnej elektroniki. Niektóre z materiałów wykorzystywanych do ich produkcji charakteryzują się bardzo długim czasem rozkładu, zanieczyszczając w trakcie tego procesu środowisko naturalne. W znacznej części jest to wina środków chemicznych wykorzystywanych w procesie wytwarzania PCB.

Biorąc pod uwagę rosnącą liczbę urządzeń elektronicznych posiadanych oraz wykorzystywanych przez przeciętnego użytkownika, a także trend skracania czasu życia tych produktów, z łatwością przewidzieć można, że liczba e-odpadów trafiających do środowiska będzie w nadchodzących latach wciąż rosnąć.

Pojawiło się wiele propozycji rozwiązania tego problemu. Wśród nich znaleźć można m.in. organizację wyspecjalizowanej branży odbioru e-odpadów oraz recykling polegający na odzyskiwaniu wartościowych surowców. W przypadku płytek PCB pojawiają się głosy wzywające do modyfikacji procesu ich wytwarzania. Polegać to ma na zamianie tradycyjnie wykorzystywanych podłoży na ich przyjazne dla środowiska odpowiedniki. Biodegradowalne podłoża są obecnie poddawane wnikliwym badaniom i analizom, co w najbliższej przyszłości może doprowadzić do ich masowej adaptacji w branży.

Marzena Laren

dyr. sprzedaży i marketingu w firmie SoftCom

Jak w produkcji elektroniki wygląda dbanie o środowisko?

Branża produkcji elektroniki dzięki rosnącej świadomości odpowiedzialności za środowisko, innowacyjnym rozwiązaniom technologicznym coraz skuteczniej może się przyczyniać do ochrony środowiska i funkcjonować ekologicznie. Firma SoftCom od początku działalności w zakresie montażu i produkcji EMS pracuje zgodnie z wymogami dyrektywy unijnej RoHS. Kolejnym obszarem przyczyniającym się do ochrony środowiska oraz podnoszącym bezpieczeństwo warunków pracy jest montaż w oparach Galdenu z wykorzystaniem próżni, który zużywa do 7 razy mniej energii niż tradycyjne piece rozpływowe. SoftCom jako pierwszy i jeden z niewielu producentów EMS w Europie stosuje tę technologię od 2011 roku. Wybierając rozwiązania w trakcie rozwoju, ta polska firma uwzględnia możliwie szeroki zakres aspektów, w tym środowiskowy, wykraczając daleko poza wymogi przepisowe. Dodatkowo firma pozyskuje, średniorocznie, 60% energii wykorzystywanej do produkcji, z instalacji fotowoltaicznej o mocy 50 kWp. Wszelkie odpady powstające podczas produkcji są segregowane i przetwarzane przez współpracujące z nami specjalistyczne firmy.

Energo- oraz materiałooszczędność w produkcji elektroniki

Wiele z procesów oraz rozwiązań wykorzystywanych w tradycyjnym podejściu do produkcji elektroniki opiera się na odrzucaniu części surowca w trakcie wytwarzania produktu. Z drugiej strony, nowe technologie oparte na druku oraz innych zabiegach R2R (Roll-To-Roll) polegają na dodawaniu kolejnych warstw materiału w procesie wytwarzania, w ilości oraz w miejscu, w którym jest on wymagany. Redukuje to poziom odpadów oraz marnotrawstwa surowca produkcyjnego.

Recykling

Przy obecnym stanie technologii nie jest możliwe zastąpienie wszystkich materiałów oraz surowców ich biodegradowalnymi odpowiednikami. Dla osiągnięcia zrównoważonej produkcji kluczowe jest zatem wprowadzenie efektywnych mechanizmów recyklingu. Przykładowo, każdego roku na rynek dostarcza się ok. 1,5 mld nowych egzemplarzy telefonów komórkowych. Stare modele bardzo często lądują w szufladach biurek lub na wysypiskach odpadów, co oznacza, że materiały oraz komponenty użyte do ich produkcji zostają bezpowrotnie utracone. Nie ulega wątpliwości, że znacznie korzystniejsze byłoby ich ponowne wykorzystanie.