+7 (812) 540-15-50
О предприятии Продукция Услуги Производство Решения по направлениям Новости Публикации Поддержка Контакты
О предприятии Продукция Услуги Производство Решения по направлениям Новости Публикации Поддержка Контакты
+7 (812) 540-15-50

Обзор рынка технологических и конструкционных материалов в радиоэлектронной промышленности

С. Алексеев, к.х.н ., А. Григорьева, к.э.н., М. Перевозникова

Реализация государственных программ в области радиоэлектроники, направленных, в частности, на импортозамещение, позволила за последние годы существенно увеличить производство продукции в России. Одним из факторов, влияющих на увеличение доли отечественных электронных изделий на внутреннем рынке, является развитие вспомогательных отраслей, в том числе производства технологических и конструкционных материалов. Все большее значение приобретают вопросы поддержания достаточного объема производства отечественных материалов, а также обеспечение их стабильно высокого качества. Краткий обзор рынка радиоэлектроники и результаты опроса предприятий радиоэлектронной промышленности России позволяют оценить потребности производителей в технологических и конструкционных материалах.

По оценкам экспертов, объем российского рынка электроники составляет 45 100 млн долл. США [1]. При этом доля импортной электронной продукции в зависимости от ее вида колеблется в пределах от 70 до 95%. Например, доля печатных плат зарубежного производства составляет 70%, электронной аппаратуры – 80%, цифровых микросхем – 95%.

В рамках реализации Государственной программы "Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013–2025 годы" стоит задача увеличения к 2025 году доли отечественных радиоэлектронных изделий на внутреннем рынке до 40%, а на мировом – до 0,8%, то есть за эти годы объем производства и реализации продукции отечественного радиоэлектронного комплекса должен возрасти до 40 млрд долл. США [2].

Несмотря на большие объемы импортной продукции на российском рынке, радиоэлектронная отрасль показывает положительную динамику. Так, например, в 2015 году объем выпуска продукции предприятий радиоэлектронной промышленности увеличился на 22,3% (в сопоставимых ценах) по сравнению с 2014-м. По состоянию на конец 2015 года, фактический показатель количества разработанных базовых технологий выполнен на 240% [3]. В 2016 году объем выпуска товаров предприятиями радиоэлектронной промышленности увеличился на 11,4% (рис.1) [3–5]. По предварительным данным, суммарный объем российского рынка радиоэлектронной продукции в 2016 году возрос до 13,7% и составил 3,3 трлн руб. [5]. Активный рост радиоэлектронной отрасли в России требует развития производства качественных технологических и конструкционных материалов, от которых во многом зависит надежность радиоэлектронных изделий. К технологическим относятся вспомогательные материалы, используемые для нормального протекания техпроцессов изготовления машин, приборов, микросхем, плат, процессоров и прочего, а также для обеспечения их нормальной работы [6].

ris1.jpg

Рис.1. Объем производства радиоэлектронной продукции в России по годам

В радиоэлектронной промышленности к технологическим и конструкционным материалам можно отнести:

1. флюсы – применяются для селективной пайки, пайки волной при монтаже электронных модулей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также для облуживания и ручной пайки выводов электрорадиоэлементов при сборке узлов РЭА, проводов, кабелей и жгутов [7];

2. припои (проволочные и трубчатые) – предназначены для сборки РЭА, а также для облуживания и ручной пайки выводов электрорадиоэлементов, проводов, кабелей и жгутов [7];

3. отмывочные жидкости (водные и полуводные) – предназначены для автоматизированной или механизированной водной и полуводной отмывки печатных узлов от остатков флюса после пайки и припойной пасты после оплавления при сборке электронных модулей и монтаже электронной компонентной базы широкой номенклатуры, включая изделия функциональной электроники, а также непосредственно перед нанесением влагозащитного покрытия для безопасной эксплуатации ответственной аппаратуры в жестких условиях. Отмывочные жидкости представляют собой смесь активных и вспомогательных органических веществ в органических растворителях [8];

4. паяльные (припойные) пасты – предназначены для пайки путем оплавления в процессе автоматизированного или механизированного поверхностного монтажа. Изготавливаются на основе низкотемпературных припоев и применяются для пайки узлов радиоэлектронной аппаратуры и изделий микроэлектроники. Представляют собой густую, вязкую массу, состоящую из смеси порошкообразного припоя и флюса-связки [8];

5. теплопроводные пасты (конструкционный материал) – предназначены для обеспечения эффективного теплового контакта между двумя соприкасающимися или сближенными поверхностями в аппаратуре и оборудовании различного назначения [9].

Согласно экспертным оценкам авторов средний объем российского рынка технологических материалов по основным продуктам составляет: по припойным пастам около 93,5 т в год, по припоям почти 191,7 т, по флюсам порядка 158,1 тыс. л, по отмывочным жидкостям около 251,6 тыс. л (рис.2). В стоимостном выражении объем рынка можно оценить следующим образом: по припойным пастам – 747,6 млн руб., припоям – 230,0 млн руб., флюсам – 158,1 млн руб., отмывочным жидкостям –301,9 млн руб. (см. рис.2).

ris2.jpg

Рис.2. Объем российского рынка технологических материалов

В целях оценки и анализа потребностей российских производителей в технологических и конструкционных материалах в апреле 2017 года проводился опрос, в котором приняли участие около 250 предприятий радиоэлектронной промышленности. Конверсия (доля предприятий, откликнувшихся на опрос) составила около 27%. Результаты опроса приведены ниже.

В соответствии с ГОСТ Р МЭК 61191-1-2010 на предприятиях, участвовавших в опросе, производят (рис.3) аппаратуру класса С (электронная аппаратура ответственного назначения) – 33%, класса В (специализированная электронная аппаратура) – 20%, класса А (электронные изделия общего применения) – 8%, классов В и С – 12%, А, В и С – 11%, А и В – 8%, А и С – 3%, на долю прочего (преимущественно медицинская техника) приходится примерно 5%.

ris3.jpg

Рис.3. Аппаратура, выпускаемая российскими предприятиями в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61191-1-2010 (данные анкетирования)

По результатам анкетирования предприятий лидером отрасли можно назвать американскую компанию Indium Corporation с долей в 26%, второе, третье и четвертое места заняли российские компании "Оникс" (г. Ярославль), "Торговый дом Русское олово" (Московская область), "Диполь" (г. Санкт-Петербург) –13%, 12% и 11% соответственно (рис.4). На долю "Изагри" (г. Москва) и японской компании Koki, по результатам опроса, приходится по 7% доли рынка. Оставшиеся 24% делят между собой остальные производители.

ris4.jpg

Рис.4. Рыночные доли основных производителей технологических и конструкционных материалов (данные анкетирования)

Потребности российских предприятий в технологических и конструкционных материалах, по результатам анкетирования, составили (рис.5):

ris5.jpg

Рис.5. Потребности российских предприятий в технологических и конструкционных материалах (данные анкетирования)

1. Припои:

  • до 10 кг в год используют около 26% предприятий;
  • от 10 до 100 кг в год – 54% предприятий;
  • более 100 кг в год – 20% предприятий.

2. Флюсы:

  • до 10 кг в год используют около 43% предприятий;
  • от 10 до 100 кг в год – 47% предприятий;
  • более 100 кг в год – 10% предприятий.

3. Припойные пасты:

  • до 10 кг в год используют около 49% предприятий;
  • от 10 до 100 кг в год – 39% предприятий;
  • более 100 кг в год – 12% предприятий.

4. Отмывочные жидкости:

  • до 100 л в год используют около 50% предприятий;
  • от 100 до 1 000 л в год – 42% предприятий;
  • более 1 000 л в год – 8% предприятий.

Анализ используемых видов технологической пайки показал, что (рис.6) 44% предприятий, участвовавших в опросе, используют низкотемпературную пайку паяльником, 21% – ступенчатую, 11% – пайку волной, 10% – конвекционную, 5% – парофазную, 9% приходится на остальные виды пайки (вакуумную, индукционную и др.).

ris6.jpg

Рис.6. Виды технологической пайки, используемой предприятиями (данные анкетирования)

Также стоит отметить, что для 83% предприятий актуальной является проблема обеспечения надежности выпускаемых изделий. Не секрет, что повышенную надежность и повторяемость с учетом требований миниатюризации, а также минимальное влияние человеческого фактора обеспечивает только технология автоматизированного поверхностного монтажа [10–12]. Однако точно оценить надежность паяных соединений поверхностного монтажа сегодня не представляется возможным. Это обусловлено в первую очередь отсутствием нормативно-технической документации (НТД) по прогнозированию и оценке их надежности. Единственным руководством для расчета надежности является справочник [13], в котором нет данных об интенсивности отказов для этого вида паяных соединений. Для того чтобы обеспечить прогнозирование и оценку надежности паяных соединений и в целом РЭА, необходимо обновить справочник "Надежность электрорадиоизделий", в который следует включить методики расчета (прогнозирования) усталостной долговечности паяных соединений поверхностного монтажа.

Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что для реализации программы импортозамещения в радиоэлектронной отрасли в части технологических материалов перспектива сохраняется, поскольку 33% рынка, по результатам опроса, занимают иностранные производители. При этом около половины предприятий радиоэлектронной промышленности потребляют технологические и конструкционные материалы в объеме выше среднего. Для обеспечения их бесперебойной работы на отечественных материалах российским производителям требуется поддерживать достаточный объем производства, а также стабильное качество выпускаемой продукции и ее соответствие регламентам и ГОСТам, поскольку для большинства потребителей проблема обеспечения надежности и качества изготавливаемой продукции остается актуальной.

В настоящее время в рамках реализации государственных контрактов в целях импортозамещения технологических материалов двойного назначения выполняются НИОКР, направленные на организацию малотоннажного производства трубчатых, проволочных припоев и паяльных паст. Появление на рынке таких материалов удовлетворит потребность предприятий радиоэлектронной промышленности и позволит им выпускать качественную электронную аппаратуру ответственного и специального назначения, произведенную с использованием отечественных технологических материалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Оценка регулирующего воздействия заградительных таможенных пошлин на рынок электроники. – Информационно-аналитический центр современной электроники. www.sovel.org/images/upload/ru/1367/Otchet_tamozhennoe_regulirovanie_rynka_elektroniki.pdf

2. Андреев А., Дашкевич С., Евсеев В. и др. Отечественный рынок радиоэлектронной аппаратуры: анализ и выработка управленческих решений // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2014. № 5. С. 132–142.

3. Правительство России. Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России). Цифры и факты. – http://government.ru/department/54/numbers_and_facts

4. Васильев М.М., Поклонский А.Ю., Корначев Д.В. Обзор и анализ российского рынка радиоэлектронной промышленности: основные барьеры и способы их преодоления // Теория. Практика. Инновации 2016. № 8. http://www.tpinauka.ru/2016/08/Vasilyev.pdf.

5. ЦНИИ "Электроника" оценил объем российского рынка радиоэлектронной продукции. – www.elinform.ru/news_14122.htm?PHPSESSID=71e0ba41d11f896fb8a716454f731ec4

6. Акулич Н.В. Процессы производства черных и цветных металлов и их сплавов. – Гомель, 2008. 270 с.

7. ОСТ 4Г 0.033.200. "Припои и флюсы для пайки, припойные пасты. Марки, состав, свойства и область применения".

8. Иванов Н.Н., Ивин В.Д., Алексеев С.А. и др. Припойные пасты и отмывочные жидкости для монтажа электронных модулей ответственной РЭА // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОТ 2012. № 6. С. 21–31.

9. ТУ 2257–001–07518266–2009 ОАО "Авангард".

10. IPC-SM‑785 USA "Руководство по ускоренным испытаниям на надежность паяных соединений поверхностного монтажа".

11. Engelmaier W. Wear-Out System Reliability with Multiple Components and Load Levels //Global SMT & Packaging. 2008. Vol. 8. No. 7. Р. 30–39.

12. IPC-D‑279 "Руководство по проектированию надежных модулей на печатных платах, собираемых по технологии поверхностного монтажа".

13. "Надежность электрорадиоизделий" РД В 319.01.20–98. Справочник. – 22 ЦНИИИ МО при участии РНИИ "Электронстандарт" и АО "Стандартэлектро" (Версия АСРН 2006).

Журнал "Электроника: НТБ", №7, 2017.

Подписывайтесь на рассылку статей и новостей
+7 (812) 540-15-50