| 学科专业评审组： | 机械组 | | 项目名称： | 超快激光调控加工硬脆材料功能结构的关键技术及装备 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 一等奖 |
| 提名单位意见： | 该成果围绕航空航天核心功能部件表面功能结构加工的迫切需求，开展了超快激光调控加工硬脆材料功能结构的关键技术及装备研究，主要创新发明包括：揭示了激光诱导等离子体生成演化机制与能场调控加工机理；发明了超快激光时空整形与位姿调控的光丝旋切加工技术；发明了激光瑞利光场时空调控的分区铣削加工技术；发明了大幅面特种构件微结构的激光调控加工装备技术，研制了系列高端激光精密自适应加工装备，解决了航空航天、芯片制造等核心部件的高质量加工要求。成果在中国电科、航天科技集团、中航西飞、华为等的晶圆芯片、惯导混合集成电路、雷达TR组件热沉、“胖5”喷注部件、“Y-20”笛形管等加工中实现应用验证，此外加工的产品也应用于CZ运载火箭、SZ系列飞船、CE探月工程、卫星组网等国家重大型号。经济社会效益显著，系统促进了激光在航空航天、微电子、半导体等领域的发展。
成果材料齐全、规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科学技术奖提名条件。
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：崔健磊
排名：1
行政职务：副院长
技术职称：教授
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：揭示了激光诱导等离子体生成演化机制与能场调控加工机理，阐明了激光能场对微观组织与形变过程的影响机制，系统解决了“理不清”的理论难题；发明了超快激光时空整形与位姿调控的光丝旋切加工技术，解决了无锥度且大深径比、无缺陷的高质量微孔加工；发明了激光瑞利光场时空调控的分区铣削加工技术，实现了大深宽比且无侧壁锥度，表面无缺陷的高质量微盲槽的可控加工；开发了协同运动控制优化算法，以及CAM软件系统，研制了高端激光精密自适应加工装备，解决了航空航天、芯片制造等核心部件的高质量加工要求。
- 姓名：赵万芹
排名：2
行政职务：无
技术职称：副研究员
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：建立了超快激光与材料相互作用的电子动力学模型，揭示了激光作用下能量吸收转移的动态演化机制，建立了电子-晶格非平衡态下能量转移的动态双温模型，阐明了光致电离和雪崩电离是激光电离材料的主要作用机制，理论获得了激光加工微孔的作用机理，掌握了工艺优化策略；提出了光程差延迟调控脉冲时间间隔策略，研究获得了脉冲间隔对微孔加工质量的影响规律；设计了矢量光整形模块与光丝调控的光路系统，建立了光束形状与微孔锥度、圆度、表面质量间的内在联系，并研制了飞秒激光时空调控的精密加工装备，解决微电子、半导体微孔的精密加工难题。
- 姓名：刘斌
排名：3
行政职务：无
技术职称：副研究员
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目技术创造性贡献：发明了超快激光时空整形与位姿调控的光丝旋切加工技术，设计了矢量光整形模块与光丝调控光路系统，建立了光束形状与微孔锥度、圆度、表面质量间的内在联系；提出激光与工件相对位姿、激光焦点与表面位置精确调控的运动策略；发明了基于开放式数控系统的光机电协同控制技术，开发了基于加速度样条的轨迹运动规划算法，提出了光斑点位命令序列向进给轴和振动轴的自适应分配算法，开发了基于FPGA的高速数字振镜系统，以及基于状态检测的振镜全闭环反馈控制算法，并开发了功能模块间的协同控制软件系统，解决了激光加工装备各模块间的光机电协同控制，实现了大幅面孔/槽微结构加工的一致性。
- 姓名：王博哲
排名：4
行政职务：无
技术职称：高级工程师
工作单位：西安微电子技术研究所
完成项目时所在单位：西安微电子技术研究所
对本项目技术创造性贡献：开发了激光时空调控旋切加工微孔、激光光束加工微槽方法，掌握了工艺优化策略，研究获得了激光参量、工艺参数等对微孔/槽/缝加工质量的影响规律，优化了激光调控加工硬脆材料微孔、微槽的工艺，参与了功能部件不同典型结构的高质量加工工艺与应用研究，开发了面向陶瓷基板封装微孔的加工工艺，实现了惯导器件的精密加工与性能提升，解决了航空航天、微电子等领域的精密制造难题。
- 姓名：郭怀新
排名：5
行政职务：学术带头人
技术职称：正高级工程师
工作单位：中国电子科技集团公司第五十五研究所
完成项目时所在单位：中国电子科技集团公司第五十五研究所
对本项目技术创造性贡献：开发了激光时空调控旋切加工微孔，研究获得了脉冲间隔对微孔加工质量的影响规律；设计了矢量光整形模块与光丝调控光路系统，建立了光束形状与微孔锥度、圆度、表面质量间的内在联系；此外，研究获得了激光多参量(波长、功率、脉宽等)对不同硬脆材料微槽的烧蚀深度、宽度、锥度、截面/表面形貌的内在影响规律，实现了材料的定域定量精确去除，研究获得了激光参量、工艺参数等对微孔/槽/缝加工质量的影响规律，优化了，实现了功能部件不同典型结构的高质量加工与应用，参与研制了航空航天用陶瓷基板封装孔用超快激光加工装备，解决了微电子领域的精密制造难题。
- 姓名：郝沄
排名：6
行政职务：副所长
技术职称：研究员
工作单位：西安微电子技术研究所
完成项目时所在单位：西安微电子技术研究所
对本项目技术创造性贡献：开发了激光时空调控旋切加工微孔、激光光束加工微槽方法，掌握了工艺优化策略，研究获得了激光参量、工艺参数等对微孔加工质量的影响规律，优化了激光调控加工硬脆材料微孔的工艺，参与研制了激光调控加工微孔装备，实现了功能部件不同典型结构的高质量加工与应用，解决了航空航天、微电子等领域的精密制造难题。
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| 主要完成单位情况： | - 单位名称：西安交通大学
单位贡献：西安交通大学是教育部直属的重点大学，首批进入国家“211”和“985”工程建设学校。参与本项目的机械工程学科是国家重点学科，美国US News世界大学学科排名全球第一，软科学科评估世界一流学科排名全球第一，国内学科评估处于第一方阵，具有很强的科研实力。学校支持组建了激光精密加工技术与装备的科研团队，承担了激光精密加工、多能场复合加工、光机电一体化装备等国家级项目20余项，学校为本项目基础理论和关键技术的开展提供良好的平台与资金支撑，为创新性理论的提出和核心技术的发明做出了贡献。另外，西安交通大学通过对相关科技项目的有效组织、管理和协调，并积极与应用单位加强联系，为本项目的推广应用做出了重要贡献。
- 单位名称：西安微电子技术研究所
单位贡献：西安微电子技术研究所是国家实施航天工程和武器装备所布局的唯一的集计算机、半导体集成电路和混合集成电路科研生产为一体的大型综合研究所，创造了中国微计算机、半导体集成电路、混合集成电路发展史上的“39个第一”。成功参加了以载人航天工程、探月工程等为代表的一大批国家重点工程发射任务。西安微电子技术研究所独立承担了“十一五”、“十二五”和“十三五”核高基重大专项，充分利用我国现有基础条件以及科研成果，对国内外技术消化吸收再创新。自2001年以来西安微电子技术研究所组建了激光精密加工技术攻关团队，团队相继承担了装备预研领域基金重点项目、硬脆材料微结构激光精密加工技术、61409230310;陕西省重点研发计划、面向航天应用的脆性材料高品质制造技术研究、2021ZDLGY10-05等研究工作，为本项目基础理论和关键技术的开展提供了良好的支撑，为创新性理论的提出和核心技术的发明做出了贡献。另外，西安微电子技术研究所通过对相关科技项目的有效组织、管理和协调，并积极与应用单位加强联系，为本项目的推广应用做出了重要贡献。
- 单位名称：中国电子科技集团公司第五十五研究所
单位贡献：中国电子科技集团公司第五十五研究所是我国大型电子器件研究、开发及应用研究所之一，主要从事微电子、光电子、真空电子和MEMS等领域的各种器件、电路、部件和整机系统的开发和生产。五十五所和其全资控股的南京国盛电子有限公司被国家发改委、信息工业部、海关总署、税务总署四部门评为第一批国家鼓励的集成电路企业。中国电子科技集团公司第五十五研究所与西安交通大学自2019年开展合作，在国家重点研发计划项目的支持下，合作研究的激光时空整形与位姿调控的旋切加工技术，以及激光扫描速度调控的分区铣削加工技术，研制了多状态参量可调控的激光精密加工装备，突破了目前硬脆材料的高精度、高质量、高一致性、高可靠性加工的技术瓶颈，实现了SiC、金刚石热沉的精密加工，可以实现1700W/cm2超高热流密度器件的散热，对开发雷达装备用的大功率新型芯片及集成电路具有重要意义，在新一代信息化装备中具有重要的应用潜力。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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