高压大功率IGBT封装技术及获陕西省科技奖

【高压大功率IGBT模块的研制及产业化】 该项目由西安永电电气有限责任公司等3单位高勇等11人承担完成。主要研究内容：①模块结构与设计技术研究。采用结构、热、电磁、电路等仿真软件对IGBT的热、磁、均流、开通、关断特性进行仿真设计并对模块芯片、主要配件和工装结构等进行改进和优化设计。②模块工艺和测试技术研究。对主要生产工艺技术进行了研究，提出了一系列工艺改进方案，提高了各道工序质量和产品性能参数；在现有各种例行和型式试验技术基础上，完成了大功率IGBT模块企业测试标准的编制。③模块驱动保护电路研究与设计。为实现IGBT的可靠驱动和保护，采用高精度高集成度的电流传感器与优化的VCE检测实现快速全面过流保护；采用单片集成的FPGA/ASIC数字技术实现可靠的保护控制逻辑功能，提高模块集成度和可靠性；采用隔离电压高达6000V、高dv/dt抑制能力且集成度高的磁耦合隔离技术实现信号和电源的可靠隔离。项目建立了一条高压大功率IGBT器件封装生产线，并解决了高压大功率IGBT模块中的芯片焊接、DBC板焊接、铝线键合、点胶、硅凝胶罐装等工艺技术；实现了IGBT模块的封装设计与制造技术、高压大功率双并联、可靠性设计与评测以及驱动保护电路设计与测试等一系列技术突破。成为国内第一，世界第四家能够生产高压大功率IGBT的厂家。项目获授权国家专利8件；发表论文28篇，其中被SCI收录11篇、EI收录13篇。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。

（成果处）

【典型电子装备机电耦合的综合设计平台及工程应用】 该项目由西安电子科技大学王从思等10人承担完成。项目针对长期制约电子装备性能提高的机电耦合问题，系统地研究了结构位移场、电磁场与温度场间的场耦合关系，主要内容：①对场耦合理论不明与机理不清，提出了电子装备场耦合理论与影响机理综合仿真方法，解决了确定性和不确定因素综合作用下的电子装备综合分析难题。②提出了基于分析特征的电子装备CAD/CAE快速集成建模与分析，突破了难以提高电子装备结构建模与分析的效率和质量的制约难题。③提出了电子装备机电热耦合优化设计方法，解决了电子装备总体性能难以同时最优的瓶颈问题。④提出了含网格变形信息的多物理场耦合网格信息处理方法，解决了多物理场之间的模型异构问题，有效实现了电子装备机电热综合分析。⑤研制了适用于反射面天线、平板裂缝天线、有源相控阵天线、高密度组装系统、无源馈电网络、腔体滤波器、机电伺服系统等典型电子装备的中国首个集电磁—结构—热于一体的综合设计软件平台。综合设计平台在统一的集成界面下工作，新电子装备产品开发周期缩短约30%，创造新增产值1.15亿元、新增利润1159万元，其中创收外汇72万美元。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。

（成果处）

【氮化镓基紫外LED技术】 该项目由西安电子科技大学等2单位郝跃等11人承担完成。主要内容：①提出表面增强反应脉冲生长方法，解决了A1N和高A1组分A1GaN材料生长的国际难题。针对A1N和A1GaN材料生长中普遍存在的预反应、A1元素快速成键、大晶格失配带来的问题，提出了A1源的持续通入、NH3采用脉冲间断式通入的表面增强脉冲式MOCVD法和成套工艺，生长出（002）面和（102）面半高宽分别低至38弧秒和228弧秒的A1N材料，（002）面和（102）面半高宽分别低至70弧秒和348弧秒的GaN材料，方法国际首创，质量国际领先。②提出脉冲生长短周期超晶格p型掺杂方法，解决了高A1组份A1GaN材料p型掺杂的国际难题。针对GaN材料体系中p型掺杂元素激活能随A1组份急速提高的问题，结合传统的超晶格掺杂方法和项目提出的脉冲式生长方法，提出了创新的脉冲式超短周期超晶格p型数字晶体掺杂方法。生长出电阻率低至0.034Ω/cm的p型材料，方法国际首创，性能国际领先。③提出基于脉冲超晶格p型层的晶格与掺杂调制紫外LED结构。针对与器件性能密切相关的结晶质量、空穴浓度、应力匹配问题，将项目首创的脉冲生长超晶格数字晶体应用于LED外延结构，实现了整体粗糙度仅0.245nm的外延结构，在确保p型性能的同时，降低了缺陷对高能量紫外光子的吸收，提高了器件发光效率。实现了340～420nm范围的紫外LED成套工艺，产品填补国内空白，性能国际先进。项目获发明专利授权14件，其中含美国专利授权1件；发表论文40余篇。成果实现产值近3亿元。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。

（成果处）

【非全姿态平台惯导系统射前自标定与误差补偿技术研究】 该项目由第二炮兵工程大学胡昌华等5人承担完成。主要内容：①设计了一种可以将平台三个轴精确锁定在任意位置的装置以及一种闭路力矩反馈测漂电路，提出了一种非全姿态平台误差系数快速自动标定方法，突破了非全姿态平台标定位置不能在小角度范围内任意锁定和自标定的瓶颈，国内外现有的平台误差标定、补偿的方案不能解决这一难题，获国家发明专利（专利号：ZL200710081723.9） 。②提出了一种运载体制导误差补偿量射前快速解算与补偿方法，为提高非全姿态惯性平台运载体的导航精度提供了科学理论基础，获国家发明专利（专利号：ZL2007100822.4） 。③建立了陀螺、加速度表误差系数与运载体整体综合导航精度之间的关系模型，提出了一种以运载体控制系统综合控制误差为评判标准的平台惯导系统性能评判方法，突破了原有的平台惯导系统性能评判标准存在的局限，对于放宽平台惯导系统性能指标要求，提高其可用性有重大意义，获国家发明专利（专利号：ZL2007100821.X） 。④提出了一种基于装备性能退化数据建立装备性能退化轨迹模型、失效分布模型和寿命预测模型的建模方法，为实现平台惯导系统的故障预报、预测维护和科学定寿提供了科学理论依据，获国家发明专利（专利号：ZL200710081724.3） 。研究成果在非全姿态平台类生产厂家和相关应用单位推广应用，使此类平台测试效率提高了一倍，有效提高了这类平台的导航精度，放宽了对此类平台性能稳定期的要求，减少了平台的测试次数，降低了使用单位的测试频度和强度，减少了因测试导致的寿命损耗，大幅度延长了平台的使用寿命。项目发表论文20篇，其中被SCI他引24次、CCD他引30次。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。

（成果处）

【基于DCS结构的数字广播电视发射机控制器】该项目由陕西科技大学党宏社等6人承担完成。主要内容：①分散型控制系统结构的设计与实现。根据发射机对控制系统的要求，采用了分散型的控制系统结构，提高了控制系统的可靠性。②小批量多机型控制系统的通用化设计与实现。为了兼顾不同规格发射机的控制需求，采用了模块化的实现方式，根据不同机型发射机的控制需求选配不同数量的模块，既满足了不同机型发射机的控制需求，同时降低了备件的储备量和资金的占有量。③基于人工智能技术的控制系统故障预报。作为发射机的核心部件，控制系统必须实时监测发射机的各种参数，进行相关的分析。将人工智能技术引入故障预报中，可以提高预报的准确性，保证发射机长期、稳定地工作。④广播发射机控制系统的可靠性设计。广播电视发射机实质上就是一个高频、大功率信号源，发射机控制器就处在这种强干扰的环境下，其工作不可避免要受到影响，为了保障控制器的正常、可靠工作，从器件选择、电路设计、程序设计、工艺设计、安装等多方面采取措施，保证了控制器的可靠工作。其功能与特点：实现对发射机开、关机的自动或半自动控制；采用了主控模块与前段测量模块相结合的模式，发射机的不同部分只需要采用不同的测量模块即可，各个模块之间利用RS485通信网络进行连接；对电视发射机的各种参数和状态进行检测、记录、显示和存贮；采用了彩色LCD显示和触摸屏技术，具有良好的人机界面；控制器的硬件均采用通用器件实现，成本低；具备远程通信接口，可以远程实施对发射机进行监测和控制；在发射机工作异常时及时发出报警信息，在紧急情况下采取措施，保护发射机的安全。项目获授权国家实用新型专利6项；发表研究论文20篇，其中被EI收录2篇。该成果近400套在两家投入使用。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。

（成果处）

【信息汇聚网络异构组网及安全关键技术】 该项目由西安电子科技大学等3单位裴庆祺等9人承担完成。项目针对信息汇聚网络中的信息“汇”和“聚”以及安全保障环节的核心关键问题，提出了多种技术体制的信息汇聚网络的安全组网体系结构，解决了信息汇聚网络的数据采集、信息服务及安全保障问题。主要内容：①在信息“汇”环节，提出了基于空间和时间策略的信息聚合框架；发明了以数据为中心的分层式数据通信方法、考虑空间特征的网络快速切换判决方法、基于时间策略的网络动态轮询介质访问控制方法，形成高效智能的分布式信息汇聚技术，保证了信息采集的实时性，降低了信息汇合的能耗。②在信息“聚”环节，提出了信息汇聚网络运营和服务提供体系结构，发明了能够接纳各种网络技术体制的物联网交换机及进行数据分布式高效处理的边缘计算方法，形成了大规模信息聚合和服务提供关键技术，实现了异构信息汇聚网络的数据聚合，保证了服务提供的质量。③在安全保障环节，提出了信息汇聚网络的通信安全保障策略，发明了基于生物进化的大规模分布式密钥管理及基于身份密码学的跨域安全接入方法，形成了异构信息汇集网络安全保障技术，保证了跨域信息交互的机密性、完整性等。基于时间策略的网络动态轮询介质访问控制方法和基于空间策略的信息采集位置确定方法能够支持突发事件的应急响应，响应速度提升60%，网络切换时延低于100ms；数据采集和通信方法支持超过1000节点的组网，比传统方法网络周期延长超过23%，带宽利用率提高15%；物联网交换机系统能够兼容多种技术体制，具有可配置、可扩展性和自适应性；边缘计算方法能够实现信息就近高效处理具有可扩展性；密钥管理方法和接入认证方法达到可证明安全强度，具有前向/后向保密性。项目共获授权国家发明专利26件，其中国际PCT专利5件，登记软件著作权10件；发表论文100余篇，其中被SCI收录50余篇，他引800多次；出版著作2部。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。(www.xing528.com)

（成果处）

【岩土工程资料录入系统V1.0】 该著作由机械工业勘察设计研究院有限公司王建明等3人撰写完成。著作主要完成对岩土工程勘察、桩基试验、复合地基检测工程中相关资料的采集与管理。系统采集与管理的数据包括工程项目信息、工程场地地层信息、地层试验信息、工程附件信息等。对于已经录入的信息，系统提供数据修改、数据删除等更新操作，并实现信息查询及相关分析功能。除工程相关信息外，系统还实现工程附件的上传与存储，实现工程报告、工程附件的一体化管理。系统通过数据库方式对录入资料进行管理，使岩土工程信息的采集格式规范化，可实现数据的快速备份。采集数据在后台数据库进行存储，前台根据用户需要显示相应信息，界面简单，使用方便。

（张丽娜）

【一种遥感图像薄云去除方法】该发明专利（专利号：ZL201110315772.0）由中国煤炭地质总局航测遥感局的万余庆承担完成。其主要采用图像处理设备对待处理遥感图像进行去云处理，待处理遥感图像为数字遥感图像且其为多光谱图像或全色图像。薄云去除方法：通过低通滤波处理提取噪音图像；低通滤波边缘效应消除处理；利用提取出的噪音图像，对需去云处理的各波段图像进行去云处理；显示去云处理结果，适当调整滤波核大小尺寸并相应比较去云处理结果，找出去云效果最佳的目标图像。该方法能有效解决现有遥感图像去云方法中操作过程复杂、处理速度慢、去云处理效果较差等多种实际问题。

（庞玉哲）

【一种基于机载InSAR的地面控制测量布点方法】该发明专利（专利号：ZL201210210608.8）由中国煤炭地质总局航测遥感局承担完成。其步骤：①飞行航线设计：根据预先收集到的测区地形资料，确定待测绘区域的范围；结合所确定待测绘区域的范围和测绘过程中的飞行参数，对所需飞行的架次数量N和各架次飞行的飞行航线进行设计。②定标场布设：在测区内或测区外，布设一个或两个对机载InSAR系统进行辐射与几何定标的定标场。③测绘控制点布设。④飞行扫描：N个架次定标场飞行和测区飞行后便获得待测绘区域的InSAR测量数据。该方法弥补了现有传统光学系统的技术规范无法指导机载干涉合成孔径雷达地形测绘控制测量的不足。

（庞玉哲）

【地下管线平面与横断面一体化展现方法】 该发明专利（专利号：ZL201210308377.4）由中国煤炭地质总局航测遥感局雷国锋等3人承担完成。针对现有地下管线施工中存在的定位精度低、效率低和安全性低的不足，提供一种地下管线平面与横断面一体化展现方法，其操作简便、响应速度快且一体化展示直观、实用价值高，能为城市市政建设以及地下管网规划与施工提供准确有效的工程信息，提高施工效率和施工安全性。与现有技术相比，该技术具有定位精度高、定位效率高、安全系数高和实用性等特点。使用目前业界广泛使用、技术成熟的CORS定位技术，定位精度可达到厘米级，结合电子地图，施工人员可快速掌握地下管线分布和走向信息，大大提供了施工的安全性和工作效率，可以在施工中规避风险，保障安全生产。已应用于石油企业的工程项目。

（庞玉哲）