Nowe regulacje i trendy dotyczące preparatów chemicznych stosowanych w elektronice
| TechnikaMateriały chemiczne wykorzystywane w przemyśle elektronicznym podlegają ciągłym modyfikacjom i udoskonalaniu. Motorem tych zmian są akty prawne dotyczące w szczególności ochrony środowiska. Drugim, równie ważnym powodem, są pojawiające się nowe aplikacje i zastosowania. Przedstawione poniżej informacje dotyczą obu tych obszarów.
Zmiany przepisów prawnych
Przepisy dotyczące ochrony środowiska podlegają zmianom mającym na celu zmniejszenie negatywnego wpływu na otoczenie. Jedną z ostatnich zmian do dyrektywy 2011/65/UE RoHS w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym jest rozporządzenie (WE) nr 1907/2006, które zostało opublikowane w sierpniu 2020 roku i dotyczy diizocyjanianów. Jest to rodzina substancji chemicznych używanych do wytwarzania szerokiej gamy produktów poliuretanowych (PU), takich jak sztywne i elastyczne pianki, powłoki, kleje i elastomery.
Rozporządzenie ma na celu uniknięcie niebezpiecznego obchodzenia się z tymi substancjami oraz zminimalizowanie negatywnych skutków zdrowotnych wynikających z narażenia. Przepisy te nie ograniczą dostępności produktów i pozwolą na zachowanie szerokiej dostępności klejów i uszczelniaczy. Nowe regulacje wprowadzają obowiązek przeszkolenia pracowników w zakresie bezpiecznego stosowania diizocyjanianów. Trzyletni okres przejściowy kończy się 24 sierpnia 2023 roku i od tego dnia każdy pracownik mający styczność z tymi preparatami musi być przeszkolony w tym zakresie i posiadać odpowiedni certyfikat. Dodatkowo wszystkie preparaty, w których całkowite stężenie monomerycznych diizocyjanianów jest większe niż 0,1% i są przeznaczone do użytku profesjonalnego lub przemysłowego, muszą mieć na etykiecie następujące oświadczenie: "Od 24 sierpnia 2023 r. wymagane jest przeszkolenie przed przemysłowym lub profesjonalnym użyciem tego produktu".
Rozwijane są również nowe technologie pomagające rozwiązać problem odpadów i osiągnąć cele "zielonej chemii". Termin ten oznacza rozwijanie produktów i procesów chemicznych, które minimalizują lub eliminują użycie lub wytwarzanie substancji niebezpiecznych dla ludzi, zwierząt, roślin i środowiska. Wykorzystywana jest do tego między innymi technologia waste-to-energy (WtE), która ogranicza ilość odpadów komunalnych i wytwarza energię elektryczną z odpadów. Przekształcenie plastiku w paliwo odbywa się w procesie pirolizy (termiczny rozkład materiałów w wysokich temperaturach). Polega na zmianie składu chemicznego i jest stosowany głównie do obróbki materiałów organicznych. W procesie tym da się szczególnie efektywnie przetwarzać substancje takie jak polietylen, polipropylen oraz ww. poliuretan.
Nowe aplikacje - nowe materiały
Jedną z najważniejszych gałęzi gospodarki kreującą nowe potrzeby jest przemysł samochodowy oraz cała branża e-mobility. Baterie litowe, stosowane w tych aplikacjach jako magazyny energii, wymagają szczególnej ochrony ze względu na dużą wrażliwość na uszkodzenia mechaniczne. W celu podniesienia bezpieczeństwa w ostatnim czasie pojawiło się kilka rozwiązań poprawiających nie tylko odporność na wibracje, ale również ograniczających ryzyko pożaru.
Dobrym przykładem są nowe preparaty chemiczne, które przyjmując formę pianki, pozwalają na wypełnienie szczelin i kompensację zmian objętości baterii. Piankę silikonową SilsoLite 21025 firmy CHT cechuje nie tylko niska gęstość, wysoka elastyczność w szerokim zakresie temperatur, ale przede wszystkim wyjątkowa odporność na wysoką temperaturę sięgającą 200°C i niepalność. Ma też własności izolacyjne zarówno elektryczne, jak i termiczne. Szczególnie ta druga cecha zmniejsza prawdopodobieństwo ucieczki termicznej ogniw.
Kolejnym materiałem mającym podobne właściwości jest dwuskładnikowa pianka epoksydowa PX19-GE3259-03 firmy Robnor ResinLab. Jest to lekka pianka mająca małą gęstość około 0,3 g/cm³, co oznacza, że do wypełnienia dużej objętości potrzebna jest stosunkowo niewielka ilość materiału. Zmniejsza to straty preparatu i sprawia, że PX19-GE3259-03 jest opłacalnym wyborem. Dodatkowo jest ona również dostępna jako system trójkomponentowy. Pozwala to użytkownikom na dostosowanie gęstości pianki do własnych, specyficznych wymagań aplikacji. Obie te substancje znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie potrzebna jest lekka substancja wypełniająca, a więc przede wszystkim w przemyśle lotniczym, elektronarzędziach, ale również w urządzeniach AGD.
Stale rosnące potrzeby w zakresie efektywnego odprowadzania ciepła z modułów elektronicznych powodują szybki rozwój tej grupy preparatów. Przykładem mogą być silikonowe kleje termoprzewodzące, poprawiające własności termiczne oraz mechaniczne. Silikony AS1803–1,55 W/mK, AS1802–2,3 W/mK czy nowy produkt AS1707–3,27 W/mK firmy CHT, dzięki dobrej przyczepności i elastyczności, zapewniają stabilne środowisko pracy dla silnie grzejących się elementów półprzewodnikowych, przez co zwiększają czas bezawaryjnej pracy urządzeń. Pomaga to ograniczać ilość generowanych odpadów, a dzięki temu ograniczyć niekorzystny wpływ na środowisko. Klej AS1803 oraz AS1707 mają dodatkowo potwierdzoną badaniami ognioodporność. Zastosowany w tych preparatach system utwardzania na bazie alkoholu nie powoduje korozji i charakteryzuje się dobrą przyczepnością do większości substratów.
Z kolei dwuskładnikowe silikony termoprzewodzące, np. SILCOTHERM SE- 3000–1,17W/mK firmy CHT czy nowy produkt w naszej ofercie Novasil AS-SP 7688 –1,3W/mK firmy OTTO Chemie, służą do hermetyzacji modułów elektroniki. Chronią układy przed zanieczyszczeniami i wilgocią, a wypełniając wszystkie szczeliny poprawiają chłodzenie. W przypadku ograniczonego budżetu, jeśli parametry techniczne na to pozwalają, można zastosować termoprzewodzące zalewy epoksydowe lub poliuretanowe.
Dużą popularność zyskują ostatnio dwuskładnikowe dozowane materiały termoprzewodzące typu gap filler. Szczególną cechą dozowanych gap fillerów jest minimalna rezystancja termiczna styku < 0,1ºC–inch²/W, co bardzo poprawia efektywność chłodzenia, bez konieczności docisku. W ofercie Blelektronik są dostępne dozowane gap fillery firmy HALA serii TGF o współczynniku przewodzenia termicznego od 2 do 4,5 W/mK.
Mamy nadzieję, że omówione zagadnienia, szczególnie te dotyczące aktualnych zmian prawnych dla użytkowników preparatów poliuretanowych, będą dla Państwa pomocne.
BLelektronik
tel. 696 483 020
www.blelektronik.com.pl
