Wo befinden sich PFAS in Ihrer Elektronik-Lieferkette?

Artikel-Highlights:

• PFAS stehen seit Beginn der 2020er Jahre zunehmend im Fokus der Öffentlichkeit, da lokale und staatliche Regierungen Maßnahmen ergreifen, um deren Vorkommen in allem – von Trinkwasser bis zu Fast-Food-Verpackungen – zu reduzieren. 
• PFAS sind in vollständigen Materialdeklarationen (FMDs – Full Material Declarations) für Elektronikhersteller weit verbreitet und schwer zu substituieren. Dies liegt vor allem an mehreren einzigartigen Eigenschaften dieser sogenannten „Ewigkeitschemikalien“, wie chemische und thermische Stabilität, geringe Oberflächenspannung und hohe elektrische Isolationsfähigkeit.
• Besonders in der Halbleiterfertigung spielen PFAS eine entscheidende Rolle. PFA-Schläuche werden häufig eingesetzt, da sie korrosiven Tensiden länger standhalten als Standardschläuche. Diese Schläuche müssen oft aggressive Chemikalien wie Wasserstofffluorid oder Wasserstoffperoxid transportieren.

PFAS, ehemals als innovative Klasse synthetischer Stoffe gefeiert, die zahlreichen Konsumgütern Haltbarkeit und Funktionalität verliehen, sind inzwischen durch erhebliche Gesundheits- und Umweltbedenken in Verruf geraten. Auch bekannt als PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen), werden diese Chemikalien seit Beginn der 2020er Jahre verstärkt hinterfragt, da lokale und staatliche Behörden Maßnahmen zur Reduzierung ihres Vorkommens in Verbrauchsgütern ergreifen – von Trinkwasser bis Fast-Food-Verpackungen. 

PFAS haben eine lange und kontroverse Geschichte. Ihre Präsenz, die lange Halbwertszeit und Verbindungen zu Krankheiten wie Nierenkrebs oder schwangerschaftsinduzierter Hypertonie sorgen aktuell erneut für öffentliche Aufmerksamkeit. Obwohl es bis 2026 in den USA keine neuen bundesweiten PFAS-Regularien geben mag, streben viele US-Bundesstaaten bereits produktspezifische Verbote und Einschränkungen für die Verwendung dieser sogenannten „Ewigkeitschemikalien“ in Fertigung und Verpackung an.

Die meisten derzeitigen Regelungen konzentrieren sich auf einzelne PFAS in Lebensmittelverpackungen, Kosmetika und anderen Produkten. Nach einem Vorschlag für ein weitreichendes PFAS-Verbot in der Europäischen Union aus 2023 müssen jedoch auch andere Branchen die potenziellen Auswirkungen neuer PFAS-Regularien auf ihre Lieferketten berücksichtigen. 

Warum die Entwicklung von PFAS-Regularien für die Elektronikindustrie relevant ist

Moderne PFAS-Regulierungen verfolgen derzeit zwei Ansätze:

1. Beschränkung einer einzelnen Substanz oder einer bestimmten Gruppe verwandter Substanzen (z. B. PFOS).
2. Beschränkung einer gesamten Substanzklasse (mit bestimmten Ausnahmen).

Beispielsweise limitiert die FDA (Food and Drug Administration, US-Behörde für Lebens- und Arzneimittel) aktuell die Typen von PFAS, die in Lebensmittelkontakt-Produkten verwendet werden dürfen, jedoch nicht die Menge an PFAS in diesen Produkten.

Im Gegensatz dazu zielt ein aktueller Vorschlag von fünf EU-Mitgliedstaaten – Deutschland, Dänemark, Niederlande, Norwegen und Schweden – auf ein umfassenderes, flächendeckendes Verbot ab. Der Vorschlag fordert die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) auf, zwei Optionen zu prüfen:

1. Ein vollständiges PFAS-Verbot, mit einer Übergangsfrist von 18 Monaten für die Umstellung der Unternehmen.
2. Ein Verbot mit nutzungsspezifischen, zeitlich befristeten Ausnahmen.

Die Herausforderung für Unternehmen liegt jedoch nicht nur im Umfang eines Verbots, sondern auch im komplexen Geflecht verschiedener, sich überschneidender Regularien. So streben die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) und die US-Umweltschutzbehörde (EPA) zwar beide die Begrenzung des PFAS-Einsatzes an, verlangen jedoch unterschiedliche Anforderungen und Einschränkungen. Dies zwingt international agierende Unternehmen dazu, zwei verschiedene regulatorische Pflichten zu verstehen, zu unterscheiden und einzuhalten. 

Welche PFAS werden reguliert?

Eine vollständige Liste aller PFAS ist komplexer, als es scheint. Das Center for Disease Control and Prevention (US-amerikanische Seuchenschutzbehörde) identifiziert über 9.000 PFAS-Typen, die EPA erkennt insgesamt mehr als 14.000, während die ECHA über 10.000 potenziell von der Regulierung betroffene PFAS aufführt.

Die Vielzahl unterschiedlicher Listen und zuständiger Behörden erschwert es erheblich, nachzuvollziehen, welche PFAS wo geregelt werden. Stand heute fallen insbesondere folgende PFAS unter das vorgeschlagene ECHA-Verbot:

1. Perfluoroktansäure (PFOA)
2. Perfluoroktansulfonsäure (PFOS)
3. Polytetrafluorethylen (PTFE)
4. Perfluorbutansulfonsäure (PFBS)

Hier bekommen PFAS-Restriktionen für Elektronikhersteller erhebliche Bedeutung: Alle diese Chemikalien werden entweder in Elektronikprodukten selbst oder bei der Fertigung elektronischer Bauelemente eingesetzt. 

Die Überwachung dieses sich dynamisch entwickelnden Feldes der Umwelt-Compliance ist herausfordernd. Die Z2Data-Plattform verfolgt fortlaufend sämtliche regulatorischen Entwicklungen und ermöglicht es Unternehmen, die Auswirkungen neuer Gesetze in Echtzeit für ihre Produkte und Komponenten zu bewerten. Im Fall von PFAS umfasst dies die vollständige Liste aller im Rahmen neuer EU-Regularien genannten Stoffe. Mehr darüber, wie Z2Data Kunden Compliance sichert, erfahren Sie hier.  

Wo finden Sie PFAS in Ihrer Elektronik-Lieferkette?

Untersuchungen von Z2Data zeigen, dass vier primäre PFAS in der Elektronikindustrie zum Einsatz kommen:

Perfluoroktansäure (PFOA)‍

• Anwendungen: Verschiedene elektronische Bauelemente, darunter Kabel und Computerkomponenten

Perfluoroktansulfonsäure (PFOS)

• Anwendungen: Elektronische Komponenten wie Kabel und Computerteile

Polytetrafluorethylen (PTFE)

Anwendungen: 

• Elektrische Isolierung
• Medizinische Geräte
• Luft- und Raumfahrt
• Dichtungen und O-Ringe
• Textilbeschichtungen

Perfluorbutansulfonsäure (PFBS)

Anwendungen: 

• Tensid
• Emulgator
• Luft- und Raumfahrt

Die oben genannten PFAS tauchen in einer Vielzahl von Elektronikbauteilen und Fertigungsprozessen auf, darunter: 

• Halbleiter: PFAS sind derzeit ein essenzieller Bestandteil bei der Fertigung von Halbleitern. Hochreine PFA-Schläuche werden aufgrund ihrer Beständigkeit gegen korrosive Tenside länger eingesetzt als Standardschläuche. Diese Schläuche kommen regelmäßig mit aggressiven Chemikalien wie Wasserstofffluorid oder Wasserstoffperoxid in Kontakt.

• PCB Assemblies (PCBA): PFAS finden bei elektronischen Leiterplatten als Lötmittel Anwendung.

• Leiterplatten-Laminate (PCB): PFAS werden als Flammschutzmittel eingesetzt, um das Brandrisiko zu senken. 

• Kabelbeschichtungen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF): PFAS verhindern elektrisches Überschlagen und können PFOA-Rückstände hinterlassen. 

• Computer-Festplatten: PFAS werden als Schmierstoffe eingesetzt, um die Reibung beweglicher Teile zu reduzieren. 

• Synthetische Kautschuke und Fluorelastomere: Besonders PTFE wird als Verarbeitungshilfe bei der Herstellung von Fluorelastomeren genutzt und kann als Rückstand im Endprodukt verbleiben. 

• PTFE-Bänder: PTFE wird häufig als Beschichtung von Bändern verwendet und kann so unbeabsichtigte PFOA-Rückstände hinterlassen. 

• Öl (Mineralöl): Mineralöl aus Raffinationsprozessen kann PFAS als Verunreinigung enthalten. 

Warum sind PFAS in der Elektronikfertigung so weit verbreitet?

PFAS sind für Elektronikhersteller in vollständigen Materialdeklarationen (FMDs) weit verbreitet und nur schwer zu ersetzen ‒ vor allem wegen diesen besonderen Eigenschaften:

• Chemische Stabilität: PFAS sind äußerst beständig gegen chemische Reaktionen und Zersetzungsprozesse.

• Thermische Stabilität: Sie widerstehen hohen Temperaturen, ohne sich zu zersetzen oder giftige Nebenprodukte freizusetzen. 

• Geringe Oberflächenspannung: Sie sind stark flüssigkeits- und schmutzabweisend (daher ihr Einsatz bei Antihaft-Beschichtungen).

• Hervorragende thermische und elektrische Isolierung: Sie eignen sich hervorragend für elektrische Komponenten und Isolationsanwendungen. 

• Hydrophobie: Hohe Wasserabweisung prädestiniert sie für wasserbeständige Beschichtungen oder sogar für Löschschaum.

• Gleitfähigkeit: Sie fungieren häufig als Trennmittel oder Schmierstoffe. 

Diese Eigenschaften machen PFAS für Elektronikhersteller attraktiv, die nachhaltige und leistungsstarke Komponenten entwickeln und fertigen wollen.

Wo tauchen PFAS in elektronischen Komponenten auf?

Z2Data’s Datenbank zeigt eine Vielzahl elektronischer Bauteile mit PFAS. Die Warengruppe mit den meisten PFAS-haltigen Teilen sind Tantal-Kondensatoren, gefolgt von Flash-Speicher und Trimmer-Potentiometern. Weitere Warengruppen mit PFAS-Bestandteilen umfassen:

• Quarzoszillatoren
• Rechteckige Steckverbinder und Buchsenleisten
• Tantal-Polymer-Kondensatoren

Mehr darüber, wie Z2Data Informationen bezieht – und ob Ihre Produkte messbare PFAS-Mengen enthalten – erfahren Sie in der kostenlosen 14-tägigen Testphase. Z2Data zeigt, wie Sie PFAS-Nutzung in Ihrer Lieferkette identifizieren und Cross-Referenzen zur Reduktion Ihres Compliance-Risikos finden können.

Bedenken von Herstellern bezüglich PFAS-Regulierung

Vor einigen Jahren eröffnete die ECHA die Möglichkeit, öffentliche Stellungnahmen zum vorgeschlagenen PFAS-Verbot einzureichen. Zahlreiche Hersteller aus der Elektronik-Lieferkette gaben ihre Perspektiven ab. Diese Kommentare verdeutlichen, wie tiefgreifend PFAS in der Elektronikfertigung und insbesondere in der komplexen Halbleiterproduktion verankert sind. 

Drei dieser Kommentare – alle zum Einsatz und zu Auswirkungen von PFAS in der Halbleiterfertigung:

Kommentar Eins

„Unsere Forschung belegt eindeutig, dass – sofern die vorgeschlagene Ausnahmeregelung für die Halbleiterindustrie nicht sämtliche Anwendungen gemäß aktualisierter Tabelle A.49 vollständig abdeckt – die Herstellung oder Einfuhr von Halbleitern in der EU nach Inkrafttreten (EiF) und Ablauf der 18-monatigen Übergangsphase (ca. im Jahr 2028) eingestellt werden muss.

Dies ist keine Übertreibung, sondern die einzig absehbare Konsequenz, da nahezu alle Ausrüstungen und die meisten Chemikalien im Halbleiterfertigungsprozess vom Einsatz von PFAS-Substanzen, Gemischen und Erzeugnissen abhängen, für die derzeit keine Ersatzstoffe bekannt sind. Ein solches Ergebnis wäre katastrophal für die EU-Wirtschaft und deren Bürger – angesichts der kritischen und strategischen Bedeutung der Halbleiterindustrie für zahlreiche Branchen und Anwendungen wie Automobil, Elektronik, Kommunikation, Datenverarbeitung & -analyse, Recht & Regulierung, Fernbildung, Materialwissenschaften, Medizin & Medizintechnik, sowie grüne Energietechnologien.“ – SEMI Europe GmbH, Deutschland

Kommentar Zwei

„Der Lithografie-Prozess ist einer der wichtigsten Schritte bei der Halbleiterproduktion zur Herstellung großskaliger integrierter Schaltungen (=LSI). Ohne diesen Prozess können LSI nicht gefertigt werden. Wir, Shin-Etsu, beliefern Halbleiterhersteller und Fotomaskenproduzenten mit den erforderlichen Photoresist-, EB-Resist-, Zwischen- und Unterlagenmaterialien. PFAS kommen dabei zur Leistungsverbesserung jedes einzelnen Produktschrittes zum Einsatz.

Sollte eine Verwendung von PFAS nicht mehr möglich sein, können wir Lithografie-Materialien nicht mehr in der heutigen Qualität anbieten.“ – Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Japan

Kommentar Drei

„PFAS weisen zahlreiche Eigenschaften auf, die bei anderen Substanzen nicht zu finden sind, wie z. B. Hitzebeständigkeit und chemische Stabilität, und werden daher als essenzielle Materialien in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt: Energie (Brennstoffzellen, Lithium-Ionen-Batterien, usw.), Halbleiterfertigung, Automobilkomponenten, Maschinen-/Gerätebau, Telekommunikation, Gesundheitswesen, Bau und Konsumgüter. Würde Herstellung, Inverkehrbringen und Nutzung von PFAS einheitlich verboten, könnte dies zu erheblichen wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Folgen führen.“ – Keidanren (Japanese Business Federation), Japan

Mit Z2Data auf regulatorisches Risiko reagieren

Ein zentraler Baustein zur Vorbereitung auf bevorstehende PFAS-Regularien – ob in den USA, Europa oder weltweit – ist ein vollständiger Überblick über alle in Ihren Produkten enthaltenen Stoffe. Häufig bedeutet dies, entlang der Lieferkette gezielt mit direkten und Sub-Tier-Lieferanten zu kommunizieren, um deren vollständige Materialdeklarationen (FMDs) zu erhalten. Für viele Unternehmen ist das ein langwieriger, aufwendiger Prozess mit zahlreichem Schriftverkehr, Dokumentationsprüfung und Analyse, um die eigenen PFAS-Risiken zu identifizieren. 

Z2Data stellt ein effektives Compliance-Tool bereit, das Unternehmen dabei unterstützt, die erforderliche Sorgfalt zu leisten und PFAS in den eigenen Lieferketten gezielt ausfindig zu machen. Das Z2Data-Compliance-Team kontaktiert Lieferanten, um alle notwendigen Compliance- und Regulierungsdaten zu erhalten – egal ob es um neue PFAS-Regularien, REACH, RoHS oder ESG-Frameworks geht. 

Mit Abdeckung von über 180 internationalen Regularien bietet Z2Data eine umfassende Komplettlösung für die Compliance-Anforderungen Ihres Unternehmens. 

Erfahren Sie mehr darüber, wie Z2Data Unternehmen vorbereitet, um im sich rasant wandelnden PFAS-Regulierungsumfeld rechtssicher zu agieren: Vereinbaren Sie eine kostenlose Testphase mit einem unserer Produktexperten.