项目成果/简介:随着支配半导体技术数十年的摩尔定律日益接近其发展极限，多种功能器件集成被认为是超越摩尔定律延续集成电路发展进程的重要途径之一，这就需要能够满足多种功能器件高密度集成的制造技术。多元兼容集成制造技术就是为此而开发的，该技术通过在更大范围内优选结构/功能材料组合，开发异质集成制造工艺，大大拓展了功能微器件创新设计和制造的腾挪空间。经过多年探索，目前已形成了涵盖金属、聚合物、陶瓷、复合材料的MEMS异质异构制造技术体系，并在多种类型功能器件研发中发挥了关键作用，初步展现了其基础性支撑作用，相关技术获得2016年度上海市技术发明一等奖。微系统集成发展趋势多元兼容集成制造技术 获奖情况上海市技术发明一等奖2016年团队获奖国家技术发明二等奖2008年上海市技术发明一等奖2007年超薄超快高热流密度微通道散热器上海交通大学团队在长期研究经验和技术积累基础上，创造性地提出了不同高热导率材料组合构造的复合结构微通道散热器设计方案，并基于多元兼容集成制造技术完成了多种尺寸样品研制，其中，热源面积与常用功率芯片尺度相当的超薄散热器冷却能力达到800W/cm2以上，在保留传统微通道散热器良好系统兼容性和适用性的基础上达到了相当高的散热能力水平，为解决高功率芯片系统超高热流密度散热问题提供了一个深具可行性的解决方案。高温薄膜温度传感器研究 发动机燃烧室等极端恶劣环境下（高温、强振动、强腐蚀等）的工作参数现场监测对传感器技术是严峻挑战，国内外研究广泛。交大团队基于特种材料微纳集成制造技术的长期积累，在高温绝缘薄膜材料、多层薄膜应力调控、曲面图形化和高温敏感介质等技术上取得了一定突破，成功开发了多种可与现场结构共型的高温薄膜传感器，具有体积小、环境扰动小、响应快、灵敏度高、可分布式安置等优点，该团队已经掌握了温度、应力/应变、热流等多种高温状态参数测量技术，适用温度在800-1300℃之间。薄膜绝缘电阻随温度的变化及测试结构高温薄膜温度传感器制造及曲面图形化技术薄膜温度传感器在发动机不同部位测温需求无线温度传感器测温系统高性能转接板基于转接板的多芯片封装是2.5D高密度集成最具可行性的方案之一。但是传统的硅转接板性价比不高，阻碍了广泛应用。上海交大团队基于非硅微加工技术的长期积累，突破了硅转接板绝缘层完整性和再分布层热隔离的难题，成功研制了漏电流极低的低成本高性能硅转接板。此外，还开发了复合材料非硅转接板，TCV陶瓷转接板，TGV玻璃转接板等各种三维封装基板，实验室能够针对不同类型器件三维高密度封装的具体要求，定制开发不同功能的专用转接板，为多功能、高密度、高功率、低成本封装提供个性化解决方案。TSV-3D 高密度封装概念图 金属-聚合物-纳米复合材料非硅基转接板实物图片知识产权类型:发明专利 、 软件著作权 、 集成电路布图设计技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级

本项目将研究CVD金刚石厚膜的制备技术，导丝模的超声微纳加工技术，最终制作出合格的CVD金刚石导丝模，内孔尺寸公差<0.1微米，内孔和外圆的同心度要求小于5mm，内孔表面粗糙度Ra<0.01mm，达到国际先进水平。 本项目涉及金刚石厚膜的制备到CVD金刚石导丝模的关键工艺，项目成功后，将研发成功具有我国自主知识产权的金刚石导丝模，对我国模具产业和精密加工技术的发展具有重要的推动作用。   应用范围： 该产品应用于电火花线切割机床上使用，可以保证电火花线切割的质量和工件的加工精度。  

中心通过“装备与工艺的协同创新”，创新发展了具有自主产权的大科学装置—MOCVD高端装备，并在硅衬底上生长第三代半导体InGaN黄光LED材料，取得了历史性突破，将黄光LED的光效由国际上报道的不足10%，提升到了27.9%，结束了国际市场上长期缺乏高光效黄光LED的局面。国际同行、诺贝尔奖获得者中村修二教授高度称赞这项成果：“硅基黄光LED的技术水平国际领先，这是属于中国人首次发明的照明技术，它有非常大的价值。”陈良惠院士领衔的12位业内专家，对

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 高温是很多新材料及制造过程的必须，因为高温下很多反应才能够发生并且更快速的发生。然而现有高温合成与制造技术有以下缺点： 1、温度有限； 2、升降温慢； 3、能源时间成本高； 4、过程开发和控制不智能等。 高温可以实现毫秒或者秒级的材料制造，从而大大加速了材料开发制造过程，允许在短时间内合成制造出大量产品并收集其信息及数据，通过对数据的处理分析，利用机器学习及人工智能的方法去指导新材料开发及智能制造过程，实现材料开发与制造的智能化升级。

本项目系统全面地研究了采用熔融挤出/热处理/单轴拉伸法(MEAUS)制备锂电池用聚烯烃微孔隔膜的原理，成功地设计制造了国内第一条熔融挤出/热处理/单轴拉伸(MEAUS)法制备锂电池用聚烯烃微孔隔膜的工业化生产线。在此基础上，研发成功了锂离子动力电池PP/PE两层或三层复合隔膜产业化技术。拥有国内唯一动力锂电池隔膜产品的制造技术。

本项目从高分子分离膜材料及制备技术入手，通过优化膜材料性能、膜制备工艺，采用界面聚合反应、溶液涂覆交联等工艺技术，开发了不同膜材料、不同荷电特性、不同切割分子量和面向不同应用领域的复合纳滤膜。项目技术包括膜材料配方、生产工艺及产业化制造技术。已获授权发明专利 3 项。本项目大幅提升了国内复合纳滤膜制备及其产品的技术水平，拥有自主知识产权和核心竞争力。系列多功能纳滤膜材料制造技术可进行产业化转化，产品性能处于国内领先、可替代进口，产品可广泛应用于饮用水净化、工业流体分离等领域。

研发采用视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制以实现真空腔体的智能化焊接。为了适合高速处理焊前的对接焊缝图像和处理多种焊缝图像，研发基于区域的焊缝图像处理算法和基于边缘的焊缝图像处理算法。研发根据焊缝图像的特点定义焊缝的位置偏差和角度偏差，在此基础上设计焊缝跟踪控制器。进而，利用视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制，实现智能化焊接。 在设计视觉伺服传感机构的过程中，增强对摄像机取像位置灵活性的控制，并满足摄像机在室内光源和弧光两种光源下取像的需要；首次研究基于区域和边缘的焊缝图像处理算法；首次根据焊缝图像的特点定义焊缝的位置偏差和角度偏差。

目前我国钢铁、石化、核工业等高温设备和管道保温材料，如玻璃棉、岩/矿棉、陶瓷纤维毡等无机保温材料，导热系数高（0.037～0.05W/(m•K)）、保温节能效果差；我国建筑和交通运输领域使用的聚苯乙烯、聚氨酯等有机保温材料（导热系数0.024～0.03W/(m•K)），耐温阻燃性能差，严重火灾频繁发生，安全隐患突出。针对钢铁、石化、核反应堆等高温工业领域对高性能保温绝热材料及其结构功能一体化的迫切需求。已提出微纳米纤维玻璃棉/低气体渗透膜材真空绝热复合材料结构设计及制备工艺方法，研发高速离心喷吹技术制备微纳米纤维玻璃棉芯材，并将芯材和HDPE/PET/Al/PA复合膜材真空封装。

本发明提供一种电弧熔丝增材制造复合无针搅拌摩擦制备金属构件的方法，采用电弧熔丝增材制造工艺，按照预设打印程序在基板上从第一层开始以向上生长的方式逐层沉积，直到沉积最后一层，获得所需金属构件；其中，在第一层至最后一层的沉积过程中，对每一层沉积层均采用无针搅拌摩擦进行处理，提高当前沉积层的表面精整度，并消除沉积层表面的氧化层，加深下一层沉积层与当前沉积层之间相互融合的程度，同时通过无针搅拌摩擦重新分布当前沉积层的残余应力并消除偏析，从而提高相邻沉积层之间的层间结合性。

颗粒的粒度和粒形分析采用激光粒度分析仪和JEM-1299EXⅡ透射电子显微镜，原始锌粉的中值粒度大约在3~10微米之间，粒形近似为球形。实验结果证明，经过1小时处理后，原始的150克球状锌粉基本上都成了薄片状，颗粒的厚度分布在10～50nm之间，直径方向尺寸度分布在20—100nm之间，这一转变过程的电力消耗只有0.12度。按照150克/小时计算，本技术班纳米锌片可达1公斤以上，每班电力消耗还不到1度。得到的产品形状规则，均匀，无污染，几乎无缺陷。 本项目不但在国内外率先成功地在温室下用振动方法制备出了纳米片状锌粉，而且还适用于其他金属及金属氧化物纳米片的制备。可开发的领域有：纳米片涂层技术，纳米片指纹粉体，纳米片催化技术，高密度、高分辨率、低噪声磁性记录介质等等。