БЕЛЫЙ ДОКУМЕНТ: Развитие прототипирования силовой электроники
БЕЛЫЙ ДОКУМЕНТ: Развитие прототипирования силовой электроники
Высокоточная ультразвуковая клиновая сварка силовых модулей из SiC и GaN.
Дата: Февраль 2026 г.
Автор: Инженерный отдел, Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.
Предмет: Оптимизация процесса сварки толстой алюминиевой проволокой в условиях научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
1. Краткое изложение основных положений
Переход к Широкозонная структура (WBG) Полупроводники, в частности карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), предъявляют жесткие термические и механические требования к сварке выводов. Традиционная ручная сварка часто не обеспечивает необходимой стабильности для модулей с высокой удельной мощностью. В данной статье рассматривается, как... WS3100 Настольный ультразвуковой сварочный аппарат для толстой алюминиевой проволоки Преодолевает разрыв между универсальностью лабораторного применения и надежностью автомобильного класса.
2. Задача: применение физики связей в силовой электронике.
Силовые модули для тяговых инверторов электромобилей и центров обработки данных с искусственным интеллектом работают в условиях экстремальных температурных циклов. Основной причиной отказа часто является контактный интерфейс между проводом и кабелем.
-
Твердость материала: Металлизационные слои из SiC и GaN часто тверже традиционного кремния, что требует более высокой ультразвуковой энергии и точного контроля давления для достижения атомного соединения без разрушения кристалла.
-
Плотность тока: Для прокладки сильноточных путей требуется толстый алюминиевый провод (от 75 мкм до 500 мкмДля управления деформацией таких массивных деталей требуются сложные методы «очистки» и профили давления.
3. Техническое решение: Архитектура WS3100
Конструкция WS3100 позволяет создавать контролируемую среду для изучения сложных физических процессов образования связей с помощью трех основных технологий:
А. Цифровое ультразвуковое отслеживание частоты
Традиционные настольные бондеры страдают от дрейфа частоты из-за нагрева преобразователя. В WS3100 используется мощный генератор (9-).30 Вт) с Автоматический захват частоты (≤5 мс)Это гарантирует, что резонансная частота (58,5±1 кГц) блокируется мгновенно, обеспечивая постоянную передачу энергии каждой связи.
B. Программирование параметров двухканального сигнала
Для разных поверхностей (например, от кристалла к подложке или от подложки к выводам) требуются разные энергетические профили. WS3100 позволяет независимо регулировать следующие параметры:
-
Мощность и время ультразвука
-
Давление склеивания (от 30 г до 1200 г)
-
Высота петли и длина хвоста
C. Многоточечное соединение в режиме 2
Для снижения электрического сопротивления и повышения механической прочности на сдвиг, опоры WS3100 Двойные связи 1-го и 2-го порядкаЭта функция крайне важна для силовых модулей, где один провод должен пропускать значительный ток, распределяя нагрузку по нескольким «контактам» на электродной площадке.
4. Технические характеристики и данные о производительности
В следующей таблице приведено краткое описание рабочих параметров WS3100 в соответствии со стандартами 2026 года:
| Параметр | Спецификация | Промышленное значение |
| Диаметр проволоки | 75-500 мкм (3-20 тысяч) | Универсальность для сигнальных и силовых кабелей. |
| Точность размещения | Шаговый двигатель Z/Y с компьютерным управлением | Постоянные формы петель для высокочастотных радиочастот |
| Сила сцепления | 0,30-12Н | Безопасен для хрупких структур GaN-на-Si. |
| Максимальная рабочая высота | 9.5 мм | Подходит для корпусов силовых модулей увеличенного размера. |
5. Пример из практики: Повышение выхода годных изделий при прототипировании IGBT-транзисторов.
В ходе недавнего пилотного исследования исследовательский центр заменил ручное оборудование на WS3100. Сборка модуля IGBTИспользуя WS3100 Автоматическое отслеживание давленияБлагодаря этому предприятию удалось снизить количество микротрещин в истонченных штампах. 15% и улучшена согласованность результатов испытаний на вытягивание проволоки за счет 22% в партии из 500 единиц.
6. Заключение
По мере того, как полупроводниковая промышленность переходит к более сложным гетерогенным интеграциям, инструменты, используемые в НИОКР, должны соответствовать точности линий массового производства. Цзянсу Гималаи WS3100 обеспечивает необходимую точность, мощность и программируемость для разработки полупроводниковых приборов следующего поколения.
О компании Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.
Компания Jiangsu Himalaya Semiconductor, расположенная в высокотехнологичном центре Сучжоу, является мировым лидером в производстве оборудования для обработки полупроводниковых компонентов. В наш ассортимент входят высокоскоростные компоненты. бондерсистемы для нарезки пластин и прецизионные ультразвуковые клиновые бондеры.
Контакт: seaman@himalayasemi.com
Вебсайт: