Materiały do produkcji elektroniki
Materiały do produkcji elektroniki z jednej strony determinują jakość i w części zaawansowanie procesów produkcyjnych, z drugiej strony ustalają też koszty produkcji. Przy szerokim asortymencie produktów na rynku, licznych markach handlowych, rozbudowanej sieci dystrybucji, wybór konkretnego produktu staje się zagadnieniem wielowymiarowym. Konieczne jest precyzyjne określenie swoich potrzeb i wymagań, a następnie znalezienie produktu o najlepszym stosunku możliwości do ceny. Rozwiązanie takiej łamigłówki wymaga wiedzy oraz dużej ilości wolnego czasu stąd w wielu przypadkach decydująca staje się opinia, rekomendacja i dostępne wsparcie techniczne ze strony dostawcy.
Z roku na rok związki elektroniki z chemią bardziej 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 dość odległe tematycznie 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 dla klientów cechy ofert brane pod uwagę przy kupowaniu materiałów chemicznych
Na szczycie zestawienia najbardziej istotnych dla klientów aspektów ofert handlowych w zakresie materiałów chemicznych niska cena znalazła się dopiero na czwartym miejscu. Kryterium kosztu zakupu spada na niższe pozycje jedynie w rzadkich przypadkach, gdy w grę wchodzą specjalistyczne produkty, usługi z dużą wartością dodaną lub też dotyczy to wąskich niszowych rynków. Cała reszta ma cenę na szczycie. W omawianym zakresie produktów ważniejsze dla klientów jest, aby preparaty chemiczne działały zgodnie z oczekiwaniami, były bezpieczne, trwałe i nie oddziaływały negatywnie na produkty. Duże znaczenie ma też krótki czas dostawy.
Są to kryteria charakteryzujące dojrzałe rynki. Poza wymienionymi kryteriami ważne jest, aby produkty miały certyfikaty potwierdzające jakość i bezpieczeństwo, długą datę ważności, dzięki której minimalizuje się ryzyko niewykorzystania.
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 się łuszczy 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 też 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 za 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 w dzisiejszych czasach 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 coś może znowu "wyskoczyć".
Rośnie liczba wymagań formalnych
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 na tym, co zaproponował jego przedstawiciel handlowy. Póki ich działania są rzetelne, wszystko jest w porządku.
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).
Ważne i poszukiwane produkty na rynku
Usługi EMS trafiają do różnych branż tworzących współczesną technikę, bo w każdej z nich są urządzenia elektroniczne, ale za najbardziej wartościowe uznano szeroko rozumianą elektronikę profesjonalną (wojskową, medyczną, telekomunikację i podobne) oraz automatykę i przemysł, a więc takie, gdzie kryteria jakości, niezawodności są bardzo istotne. Klienci z wymienionych obszarów wytwarzają produkty w małych seriach, a nawet często są to instalacje tworzone w ramach jednego projektu. Są to jednocześnie aplikacje pracujące w trudnych warunkach środowiskowych, co wymaga spełnienia specyficznych wymagań. Perspektywicznymi klientami są też producenci aplikacji energoelektronicznych oraz firmy z sektora motoryzacyjnego. W tym ostatnim przypadku kołem zamachowym jest e-mobilność.
Bezpieczeństwo – termin bardzo pojemny
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.
Na skutek tego to, czy środek do mycia płytek jest na bazie alkoholu, czy wody, zaczyna mieć znaczenie. Nawet jeśli ten drugi jest droższy, bo 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.
Materiały, które nie wymagają specjalnych zabiegów 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 jego stosowania, np. okresu przydatności do produkcji, czasu, w jakim należy go 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 preparatem). Z pewnością opis ten jest bardzo pobieżny, niemniej sygnalizuje dość wyraźnie, że termin bezpieczeństwo jest bardzo pojemny i istotny.
Wsparcie techniczne na wyższym poziomie
Znaczenie wsparcia technicznego w obszarze produktów chemicznych jest oczywiście duże, ale specyfiką tego obszaru produktowego jest to, że nie ogranicza się ono do porady i doboru materiału najlepszego do danych zastosowań, tylko ogólnie do rozwiązywania zagadnień. Jeśli natryskiwany lakier ochronny po pewnym czasie się łuszczy i odpada, 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 też może źle wykonaną płytką. Ocena nie jest łatwa ani jednoznaczna, wymaga wiedzy, doświadczenia wynikającego z lat pracy i obserwacji podobnych przypadków. Często wymaga to współpracy dystrybutora z producentem, który ma najszerszą wiedzę, co ponownie uwypukla znaczenie trzymania się w biznesie autoryzowanych kanałów sprzedaży.
Jakość materiałów 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 pojawiać 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.
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.
Główne trendy rynku preparatów chemicznych
Niezmiennie od lat za najważniejsze zagadnienia techniczne w preparatach chemicznych uznawane jest bezpieczeństwo użytkowania oraz zgodność z wymaganiami w zakresie ochrony środowiska. 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. Trzecia pozycja na wykresie ma charakter użytkowy, związany z wygodą i łatwością aplikacji oraz utylizacji.
Bardzo szeroka oferta asortymentowa
Cechą szczególną rynku materiałów do produkcji elektroniki jest bardzo duży asortyment pozwalający na zgodne współistnienie wielu dostawców na rynku oraz na specjalizację firm w określonej tematyce. Patrząc pod tym kątem na rynek, można wyróżnić kilka istotnych grup produktowych.
Materiały termoprzewodzące 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). Ważnym atutem taśm i folii termoprzewodzących jest to, że zapewniają potrzebną izolację galwaniczną, co pomaga w zapewnieniu bezpieczeństwa użytkowania.
Druga ważna grupa to materiały do ochrony antystatycznej dla pracowników, a więc odzież, obuwie, rękawiczki, opaski, maski, a także środki chroniące proces produkcyjny, jak meble, maty, podłogi, sprzęt kontrolny (testery), elementy wyposażenia stanowisk pracy. Dalej są produkty do ochrony gotowych wyrobów, takie jak opakowania: folie, torebki strunowe, pianki, pudełka itd.
Trzecia grupa to materiały do lutowania – 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.
W dalszej kolejności można wyróżnić produkty chemiczne do czyszczenia i zabezpieczania. Są to głównie zmywacze rozpuszczalnikowe bazujące na alkoholu izopropylowym lub 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, a także miały dobrą odporność chemiczną i przepuszczalność do podłoża. Bardzo ważna jest też zdolność lakieru do zwilżania powierzchni płytki i komponentów na niej umieszczonych.
Na koniec trzeba wspomnieć o aerozolach serwisowych. Są to najczęściej 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.
