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高可靠大功率轎車發(fā)電機用雪崩整流二極管

二〇一一年八月
　  目 錄
　  一、成果概要 3
　  1、項目產(chǎn)品應用及原理 3
　  2、主要研究內(nèi)容 3
　  3、經(jīng)濟效益和社會效益 3
　  二、前言和實施背景 4
　  1、前言 4
　  2、實施背景 5
　  2.2項目創(chuàng)新目標 9
　  三、成果內(nèi)涵和具體做法 10
　  1、成果內(nèi)涵 10
　  2、具體做法 11
　  2.1材料研究 11
　  2.2 產(chǎn)品設(shè)計 12
　  2.3工藝（技術(shù)路線）研究 13
　  2.4實施地點及分年度研究工作情況 19
　  四、成果實施后所產(chǎn)生的效果 20
　  4.1經(jīng)濟效益、社會效益 20
　  4.2技術(shù)成果 20
　  4.3論文發(fā)表、已獲專利、技術(shù)標準情況 23
　  4.4團隊建設(shè)及人才培養(yǎng) 23
　  五、持續(xù)改進措施 25
　  5.1成果檢測及鑒定 25
　  5.1存在的問題及持續(xù)改進 25
　  5.1社會影響力與推廣經(jīng)驗 26
　  
　  一、成果概要
　  1、項目產(chǎn)品應用及原理
　  本項目產(chǎn)品所屬科學技術(shù)領(lǐng)域為電子信息領(lǐng)域，主要用于轎車、客車、載貨車、公交車、工程機械等柴油車交流發(fā)電機整流系統(tǒng)中。在線路中除具備普通整流器的整流作用外，還具有獨特的反向過電壓抑制功能。
　  2、主要研究內(nèi)容
　  項目是利用承擔單位現(xiàn)有技術(shù)、設(shè)備、場地等，通過對項目產(chǎn)品芯片技術(shù)、后部加工藝及封裝技術(shù)；二極管的結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱學設(shè)計、應力設(shè)計等關(guān)鍵核心技術(shù)進行批量化創(chuàng)新、攻關(guān)、改進，來實現(xiàn)項目產(chǎn)品的大規(guī)模國產(chǎn)化，達到填補國內(nèi)空白、替代進口的目的。
　  項目產(chǎn)品結(jié)合了國內(nèi)外汽車發(fā)電機技術(shù)要求、發(fā)展趨勢及參照國際先進技術(shù)標準，制定了企業(yè)技術(shù)標準，其中產(chǎn)品熱負載循環(huán)試驗達到國際標準水平，高于國內(nèi)行業(yè)標準水平10倍以上，產(chǎn)品通過了中國賽寶實驗室元器件檢測中心鑒定試驗，達到與國際先進標準接軌，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
　  3、經(jīng)濟效益和社會效益
　  產(chǎn)品自研發(fā)至今，累計新增銷售收入5876萬元、新增利潤722 萬元、新增稅金408萬元；預計2011年度新增銷售收入5500萬元、2012年度新增銷售收入1.2億元。
　  增加 200個就業(yè)機會；形成專利8項、形成企業(yè)標準2項、形成行業(yè)標準1項，對帶動我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高級化及汽車電子等關(guān)鍵部件的發(fā)展都具有重大意義。
　  二、前言和實施背景
　  1、前言
　  1.1企業(yè)簡介
　  貴州雅光電子科技股份有限公司是于2006年8月合資組建的股份制企業(yè)，成立前隸屬中國振華電子集團有限公司的車用電子組件事業(yè)部,有從事汽車電子研發(fā)二十余年歷史。
　  項目承擔企業(yè)有自主研發(fā)團隊，是貴州大學微電子學與固體電子學博士科研基地，是貴州省微納電子重點實驗室的產(chǎn)業(yè)化基地，屬省級技術(shù)中心，擁有多項自主核心知識產(chǎn)權(quán)，國家級高新技術(shù)企業(yè)。
　  項目承擔企業(yè)位于貴州省貴陽市國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，擁有現(xiàn)代化廠房，先進的生產(chǎn)流程和完整的檢測設(shè)備。
　  項目承擔企業(yè)主要生產(chǎn)、銷售：汽車電子、光電器件、元器件；進出口業(yè)務（需前置許可的項目除外）。目前年生產(chǎn)能力，車用整流橋120多萬套、車用整流二極管3500萬只，公司具有完善的質(zhì)量保證體系，通過了ISO/TS16949國際標準質(zhì)量體系認證，產(chǎn)品生產(chǎn)符合國際環(huán)保要求。
　  項目承擔企業(yè)自主研發(fā)的車用壓裝型二極管（普通型、雪崩型）采用一次焊接“OJ”技術(shù)進行生產(chǎn)，質(zhì)量達到世界先進企業(yè)水平，熱負載循環(huán)壽命試驗均在10000次以上，最高可達到27400次。
　  
　  
　  
　  2.2項目簡介
　  “高可靠大功率轎車發(fā)電機用雪崩整流二極管”項目，起始于2007年5月10日，完成于2009年12月30日。
　  本項目產(chǎn)品已于2008年12月批量應用于市場，目前生產(chǎn)能力已達到批量生產(chǎn)規(guī)模：雪崩二極管達到了年產(chǎn)3500萬只生產(chǎn)能力。
　  項目產(chǎn)品其技術(shù)水平與國外同類產(chǎn)品相當，但成本價格明顯低于國外同類產(chǎn)品的進口價，具有明顯的成本價格優(yōu)勢。通過項目實施，目前已經(jīng)與國內(nèi)北京奧博、北京佩特來、襄樊東風汽車電氣公司、上海法雷奧、重慶博耐特、美國雷米、美國WAI、臺灣USI、臺灣車王等廠家有供貨協(xié)議。產(chǎn)品自2008年1月至2011年6月，累計銷售3350萬只。
　  另外，已與上海法雷奧、美國雷米、錦州漢拿等建立合作協(xié)議，并已通過現(xiàn)場考核認可，產(chǎn)品正在做試驗中（其中美國雷米的試驗已通過），預計2011年下半年將達到小批量供貨。
　  
　  2、實施背景
　  2.1國內(nèi)外現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢
　  現(xiàn)代科學技術(shù)尤其是電子、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使各項技術(shù)不斷更新，汽車技術(shù)的發(fā)展更是日新月異。高新技術(shù)在國內(nèi)各類汽車上的廣泛應用， 汽車的科技含量、技術(shù)等級和品質(zhì)水平得到了大大提高，不僅縮小了與世界先進汽車的差距，而且逐漸趕超世界汽車的先進水平。
　  近年來，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的電子產(chǎn)品廣泛應用于汽車和車內(nèi)設(shè)備，隨著這些設(shè)備的不斷完善，陸續(xù)出現(xiàn)了各種汽車電子裝置，使汽車的安全性、經(jīng)濟性、舒適性及豪華性都有了明顯的提高。加之汽車電子產(chǎn)品具有體積小、重量輕、多功能、節(jié)能、安全、可靠及抗干擾等諸多優(yōu)點，因此，汽車采用電子技術(shù)來提高性能，降低油耗，保證安全行駛，減少環(huán)境污染等是必然趨勢。
　  當前，安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、多功能已經(jīng)成為汽車的基本品質(zhì)標準，世界汽車工業(yè)正圍繞著這些功能和涉及的一系列高新技術(shù)進行研究，加速汽車產(chǎn)業(yè)主體技術(shù)的機械體系向微電子體系轉(zhuǎn)化。汽車工業(yè)正面臨著全面的微電子化，電子計算機不僅在汽車設(shè)計、生產(chǎn)、試驗這些環(huán)節(jié)上起重要作用，而且還直接進入汽車，成為汽車的重要組成，沒有這些組成的汽車在世界汽車市場上就缺乏競爭力。因此，中國汽車工業(yè)應以此為契機，大力發(fā)展以電子計算機為依托的高水平汽車電子產(chǎn)品。
　  電子產(chǎn)品的迅速增長是由于電子系統(tǒng)提高了汽車的安全性和可靠性，減少了環(huán)境污染，使駕駛更加方便，乘坐更加舒適等。 由此可見，開發(fā)汽車電子產(chǎn)品將是我國汽車零部件工業(yè)發(fā)展的新增長點，通過實現(xiàn)汽車電子產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化，可帶動我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高級化。
　  高可靠大功率轎車發(fā)電機用雪崩整流二極管是汽車發(fā)動系統(tǒng)中重要的組成部分，國外轎車絕大部分選用雪崩整流橋，而轎車用雪崩整流橋均選用一次焊接“OJ”工藝雪崩整流二極管。
　  目前國際、國內(nèi)常見的車用壓裝型整流二極管結(jié)構(gòu)有以下兩種：
　  ①一次焊接“OJ”技術(shù)壓裝型整流二極管
　  ②二次焊接壓裝型整流二極管
　  
　  表1 兩種不同結(jié)構(gòu)車用壓裝型整流二極管的市場應用
　  序號 結(jié)構(gòu)類型 生產(chǎn)廠家 應用市場
　  1 一次焊接“OJ”技術(shù)壓裝型整流二極管 BOSCH、KEC 、ACTRON 歐美整車市場及售后市場；國內(nèi)轎車等高端市場
　  2 二次焊接壓裝型整流二極管 國內(nèi)廠家 國內(nèi)大量低端零配市場
　  
　  表2 兩種壓裝型整流二極管壽命試驗的比較
　  序號 結(jié)構(gòu)類型 熱阻 熱應力
　  損傷 熱循環(huán)負載
　  試驗
　  1 一次焊接“OJ”技術(shù)壓裝型整流二極管 小 一次 15000次以上
　  2 二次焊接壓裝型整流二極管 大 二次 2000～4000次
　  
　  在國內(nèi)市場上，車用雪崩整流二極管，主要靠進口，選用臺灣鵬程（Actron）、日本日立（Hitachi） 、德國博世（BOSCH）公司的產(chǎn)品，其價格高達0.8～1美元/只，耗費大量的外匯。隨著國家禁止對“化油器”車輛的生產(chǎn)，以及汽車實施更加嚴格的尾氣排放標準（即執(zhí)行歐洲Ⅱ、Ⅲ號及Ⅳ號標準）。
　  由于目前國內(nèi)除尚無研制生產(chǎn)一次焊接“OJ”技術(shù)雪崩整流二極管產(chǎn)品廠家，因此為滿足國內(nèi)外汽車采用電子燃油噴射控制技術(shù)的發(fā)展，利用軍工技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)研制了車用硅雪崩整流二極管。
　  企業(yè)自主研制開發(fā)的雪崩整流二極管，具有獨立的專有技術(shù)。為了與世界通用的雪崩整流二極管產(chǎn)品互換，研制初期產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)參照日本Hitachi 、德國BOSCH、美國通用公司的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)進行開發(fā)、研制，產(chǎn)品參數(shù)符合國外知名公司的產(chǎn)品水平，屬國內(nèi)領(lǐng)先水平，填補國內(nèi)空白，可供出口，替代進口。
　  據(jù)統(tǒng)計，全球汽車生產(chǎn)量2009年5000多萬臺，整機約需求該類整流橋5000萬套左右，每套整流橋需要6～8只整流二極管，則需要整流二極管3～4億只左右；而零配市場是整機市場的2～3倍，即：全球市場每年約整流二極管9-16億只左右的需求量。
　  由于項目研制、開發(fā)的雪崩二極管通過顧客（重慶博耐特、北京奧博）汽車行業(yè)標準實驗室的認可，其技術(shù)達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。同時，據(jù)了解德國BOSCH雪崩二極管銷售價格為5.5元/只，而項目研制、開發(fā)的雪崩二極管銷售價格為2.5元/只。
　  因此，項目研制、開發(fā)的雪崩二極管具有很高性價比，為大規(guī)模替代進口，提供了有力保障，具有很好市場前景。據(jù)估計，項目將進入轎車市場成為企業(yè)新的利潤增長點。
　  通過對該產(chǎn)品的研制開發(fā)，達到年生產(chǎn)車用雪崩整流二極管700萬只能力。實現(xiàn)車用雪崩整流二極管的規(guī)模生產(chǎn)、替代進口的目的。
　  
　  2.2項目創(chuàng)新目標
　  該項目來源于企業(yè)新產(chǎn)品項目，編號為：YG（2006）003。
　  2.2.1 技術(shù)指標
　  該項目為 “高可靠大功率轎車發(fā)電機用雪崩整流二極管”的研發(fā)項目。項目規(guī)定技術(shù)指標為：
　  IO：35～50A，
　  IRSM：110～150A，
　  V（BR）：19～45V，
　  VFM≤1.05V，
　  IR1≤200nA，
　  Tjm：200℃；
　  
　  2.2.2 經(jīng)濟指標
　  2009年達產(chǎn)時，生產(chǎn)銷售實現(xiàn)500萬只，銷售收入880萬元，實現(xiàn)年利潤166萬元。
　  
　  
　  
　  三、成果內(nèi)涵和具體做法
　  1、成果內(nèi)涵
　  為使項目產(chǎn)品滿足使用要求，替代進口，企業(yè)在項目的實施過程中，主要解決了雪崩整流二極管的以下技術(shù)問題并進行創(chuàng)新：
　  1）對二極管芯片的材料及加工工藝攻關(guān)，使其滿足新型腐蝕臺面造型工藝；
　  2）對二極管結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，使二極管具有較好的抗浪涌、抗應力損傷及抑制熱應力等特點。
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