高可靠大功率轿车发电机用雪崩整流二极管

二〇一一年八月
　  目 录
　  一、成果概要 3
　  1、项目产品应用及原理 3
　  2、主要研究内容 3
　  3、经济效益和社会效益 3
　  二、前言和实施背景 4
　  1、前言 4
　  2、实施背景 5
　  2.2项目创新目标 9
　  三、成果内涵和具体做法 10
　  1、成果内涵 10
　  2、具体做法 11
　  2.1材料研究 11
　  2.2 产品设计 12
　  2.3工艺（技术路线）研究 13
　  2.4实施地点及分年度研究工作情况 19
　  四、成果实施后所产生的效果 20
　  4.1经济效益、社会效益 20
　  4.2技术成果 20
　  4.3论文发表、已获专利、技术标准情况 23
　  4.4团队建设及人才培养 23
　  五、持续改进措施 25
　  5.1成果检测及鉴定 25
　  5.1存在的问题及持续改进 25
　  5.1社会影响力与推广经验 26
　  
　  一、成果概要
　  1、项目产品应用及原理
　  本项目产品所属科学技术领域为电子信息领域，主要用于轿车、客车、载货车、公交车、工程机械等柴油车交流发电机整流系统中。在线路中除具备普通整流器的整流作用外，还具有独特的反向过电压抑制功能。
　  2、主要研究内容
　  项目是利用承担单位现有技术、设备、场地等，通过对项目产品芯片技术、后部加工艺及封装技术；二极管的结构设计、热学设计、应力设计等关键核心技术进行批量化创新、攻关、改进，来实现项目产品的大规模国产化，达到填补国内空白、替代进口的目的。
　  项目产品结合了国内外汽车发电机技术要求、发展趋势及参照国际先进技术标准，制定了企业技术标准，其中产品热负载循环试验达到国际标准水平，高于国内行业标准水平10倍以上，产品通过了中国赛宝实验室元器件检测中心鉴定试验，达到与国际先进标准接轨，处于国内领先水平。
　  3、经济效益和社会效益
　  产品自研发至今，累计新增销售收入5876万元、新增利润722 万元、新增税金408万元；预计2011年度新增销售收入5500万元、2012年度新增销售收入1.2亿元。
　  增加 200个就业机会；形成专利8项、形成企业标准2项、形成行业标准1项，对带动我国汽车零部件产业结构的高级化及汽车电子等关键部件的发展都具有重大意义。
　  二、前言和实施背景
　  1、前言
　  1.1企业简介
　  贵州雅光电子科技股份有限公司是于2006年8月合资组建的股份制企业，成立前隶属中国振华电子集团有限公司的车用电子组件事业部,有从事汽车电子研发二十余年历史。
　  项目承担企业有自主研发团队，是贵州大学微电子学与固体电子学博士科研基地，是贵州省微纳电子重点实验室的产业化基地，属省级技术中心，拥有多项自主核心知识产权，国家级高新技术企业。
　  项目承担企业位于贵州省贵阳市国家级高新技术产业开发区，拥有现代化厂房，先进的生产流程和完整的检测设备。
　  项目承担企业主要生产、销售：汽车电子、光电器件、元器件；进出口业务（需前置许可的项目除外）。目前年生产能力，车用整流桥120多万套、车用整流二极管3500万只，公司具有完善的质量保证体系，通过了ISO/TS16949国际标准质量体系认证，产品生产符合国际环保要求。
　  项目承担企业自主研发的车用压装型二极管（普通型、雪崩型）采用一次焊接“OJ”技术进行生产，质量达到世界先进企业水平，热负载循环寿命试验均在10000次以上，最高可达到27400次。
　  
　  
　  
　  2.2项目简介
　  “高可靠大功率轿车发电机用雪崩整流二极管”项目，起始于2007年5月10日，完成于2009年12月30日。
　  本项目产品已于2008年12月批量应用于市场，目前生产能力已达到批量生产规模：雪崩二极管达到了年产3500万只生产能力。
　  项目产品其技术水平与国外同类产品相当，但成本价格明显低于国外同类产品的进口价，具有明显的成本价格优势。通过项目实施，目前已经与国内北京奥博、北京佩特来、襄樊东风汽车电气公司、上海法雷奥、重庆博耐特、美国雷米、美国WAI、台湾USI、台湾车王等厂家有供货协议。产品自2008年1月至2011年6月，累计销售3350万只。
　  另外，已与上海法雷奥、美国雷米、锦州汉拿等建立合作协议，并已通过现场考核认可，产品正在做试验中（其中美国雷米的试验已通过），预计2011年下半年将达到小批量供货。
　  
　  2、实施背景
　  2.1国内外现状及技术发展趋势
　  现代科学技术尤其是电子、信息技术的迅猛发展，使各项技术不断更新，汽车技术的发展更是日新月异。高新技术在国内各类汽车上的广泛应用， 汽车的科技含量、技术等级和品质水平得到了大大提高，不仅缩小了与世界先进汽车的差距，而且逐渐赶超世界汽车的先进水平。
　  近年来，随着电子技术的飞速发展，越来越多的电子产品广泛应用于汽车和车内设备，随着这些设备的不断完善，陆续出现了各种汽车电子装置，使汽车的安全性、经济性、舒适性及豪华性都有了明显的提高。加之汽车电子产品具有体积小、重量轻、多功能、节能、安全、可靠及抗干扰等诸多优点，因此，汽车采用电子技术来提高性能，降低油耗，保证安全行驶，减少环境污染等是必然趋势。
　  当前，安全、节能、环保、舒适、多功能已经成为汽车的基本品质标准，世界汽车工业正围绕着这些功能和涉及的一系列高新技术进行研究，加速汽车产业主体技术的机械体系向微电子体系转化。汽车工业正面临着全面的微电子化，电子计算机不仅在汽车设计、生产、试验这些环节上起重要作用，而且还直接进入汽车，成为汽车的重要组成，没有这些组成的汽车在世界汽车市场上就缺乏竞争力。因此，中国汽车工业应以此为契机，大力发展以电子计算机为依托的高水平汽车电子产品。
　  电子产品的迅速增长是由于电子系统提高了汽车的安全性和可靠性，减少了环境污染，使驾驶更加方便，乘坐更加舒适等。 由此可见，开发汽车电子产品将是我国汽车零部件工业发展的新增长点，通过实现汽车电子产品创新、技术攻关和产业化，可带动我国汽车零部件产业结构的高级化。
　  高可靠大功率轿车发电机用雪崩整流二极管是汽车发动系统中重要的组成部分，国外轿车绝大部分选用雪崩整流桥，而轿车用雪崩整流桥均选用一次焊接“OJ”工艺雪崩整流二极管。
　  目前国际、国内常见的车用压装型整流二极管结构有以下两种：
　  ①一次焊接“OJ”技术压装型整流二极管
　  ②二次焊接压装型整流二极管
　  
　  表1 两种不同结构车用压装型整流二极管的市场应用
　  序号 结构类型 生产厂家 应用市场
　  1 一次焊接“OJ”技术压装型整流二极管 BOSCH、KEC 、ACTRON 欧美整车市场及售后市场；国内轿车等高端市场
　  2 二次焊接压装型整流二极管 国内厂家 国内大量低端零配市场
　  
　  表2 两种压装型整流二极管寿命试验的比较
　  序号 结构类型 热阻 热应力
　  损伤 热循环负载
　  试验
　  1 一次焊接“OJ”技术压装型整流二极管 小 一次 15000次以上
　  2 二次焊接压装型整流二极管 大 二次 2000～4000次
　  
　  在国内市场上，车用雪崩整流二极管，主要靠进口，选用台湾鹏程（Actron）、日本日立（Hitachi） 、德国博世（BOSCH）公司的产品，其价格高达0.8～1美元/只，耗费大量的外汇。随着国家禁止对“化油器”车辆的生产，以及汽车实施更加严格的尾气排放标准（即执行欧洲Ⅱ、Ⅲ号及Ⅳ号标准）。
　  由于目前国内除尚无研制生产一次焊接“OJ”技术雪崩整流二极管产品厂家，因此为满足国内外汽车采用电子燃油喷射控制技术的发展，利用军工技术优势开发研制了车用硅雪崩整流二极管。
　  企业自主研制开发的雪崩整流二极管，具有独立的专有技术。为了与世界通用的雪崩整流二极管产品互换，研制初期产品技术参数参照日本Hitachi 、德国BOSCH、美国通用公司的产品技术参数进行开发、研制，产品参数符合国外知名公司的产品水平，属国内领先水平，填补国内空白，可供出口，替代进口。
　  据统计，全球汽车生产量2009年5000多万台，整机约需求该类整流桥5000万套左右，每套整流桥需要6～8只整流二极管，则需要整流二极管3～4亿只左右；而零配市场是整机市场的2～3倍，即：全球市场每年约整流二极管9-16亿只左右的需求量。
　  由于项目研制、开发的雪崩二极管通过顾客（重庆博耐特、北京奥博）汽车行业标准实验室的认可，其技术达到了国内领先水平。同时，据了解德国BOSCH雪崩二极管销售价格为5.5元/只，而项目研制、开发的雪崩二极管销售价格为2.5元/只。
　  因此，项目研制、开发的雪崩二极管具有很高性价比，为大规模替代进口，提供了有力保障，具有很好市场前景。据估计，项目将进入轿车市场成为企业新的利润增长点。
　  通过对该产品的研制开发，达到年生产车用雪崩整流二极管700万只能力。实现车用雪崩整流二极管的规模生产、替代进口的目的。
　  
　  2.2项目创新目标
　  该项目来源于企业新产品项目，编号为：YG（2006）003。
　  2.2.1 技术指标
　  该项目为 “高可靠大功率轿车发电机用雪崩整流二极管”的研发项目。项目规定技术指标为：
　  IO：35～50A，
　  IRSM：110～150A，
　  V（BR）：19～45V，
　  VFM≤1.05V，
　  IR1≤200nA，
　  Tjm：200℃；
　  
　  2.2.2 经济指标
　  2009年达产时，生产销售实现500万只，销售收入880万元，实现年利润166万元。
　  
　  
　  
　  三、成果内涵和具体做法
　  1、成果内涵
　  为使项目产品满足使用要求，替代进口，企业在项目的实施过程中，主要解决了雪崩整流二极管的以下技术问题并进行创新：
　  1）对二极管芯片的材料及加工工艺攻关，使其满足新型腐蚀台面造型工艺；
　  2）对二极管结构进行了设计，使二极管具有较好的抗浪涌、抗应力损伤及抑制热应力等特点。
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