3D Bond Wire Modeling and Electro-Magnetic Simulation Accelerat IGBT Module Development

Renovatio: December 10, 2023

Accelerare electro Module design pro maximis Chip perficiendi utendo et summa robustitate cum instrumentis ultimis ad vinculum filum excitationis et simulationes electromagneticae.

Vinculum creando Wire Layouts Using 3D CAD

Etsi 3D CAD systemata hodie bene stabiliuntur in potentia moduli evolutionis ad virtualem prototyping et creationem documenti necessarii producti, vinculum fila saepe desunt in 3D exemplaribus. Dum unicum vinculum filum cum arcubus quibusdam et lineis effingi potest, exemplar totum chirographum filum propositum tempus est consumendi, cum saepe quodlibet filum vinculi suam geometriam habeat. Ad hoc hiatum implendum, prima versio programmatum MFis Wire anno 2020 a MFis GmbH dimissa est, societas operas machinasque instrumentaque cum umbilico ad potentiam electronicarum sarcinarum praebens.

MFis Filum usoris amicabilem interfaciem praebet (vide figuram 1) et exemplar 3D cunei, vittae, et pilae filis ligaminis celeriter facit. Filum vinculum ducitur eligendo initium et finem punctum filum atque interactive formam eius ansam et pedem rotationis definiens. Multa praecepta CAD sicut exemplar, move, speculum, ordinata adhiberi possunt ad unum vel plura selecta vinculi fila vel puncta iunctionis modificare, exempli gratia ad pix ordo filis vinculi aptando.

 

Figura 1: Software filum MFis filum conscribendum ad extensionem instrumenti ed-type potentiae moduli conficiendi adhibita

 

Programma obturaculum in potente ac parabili Rhino3D CAD suggestu perceptum est. Ad creationem technicae filum propositum solum fundamentales artes exemplaris CAD requiruntur. Brevis institutio videos ostendens workflow usorem utentem creare primas tabulas filum intra breve tempus. Cum exemplar 3D paratum est, exportari potest ad multas formas industriae normas CAD vel ad 2D conversas cum coordinatione vinculi trahendi. Cum Rhino3D notas reddere potentes, imagines photographicas realistica potentiae moduli layout de minore conatu creatae sunt (vide figuram 4).

Geometria Optimization pro Fast Parasiticae extractionis

A 3D filum vinculum geometriae layout documentorum exempli causa adhiberi potest, elementum analyseos analysi-thermalis finitum, vel proposita extrahendi parasitica. Secundum usum iaculis, filum crucis sectionis geometriae aliter seligi debet. Ad documenta proposita circularis sectionis crucis maxime naturalis spectat et infima magnitudo fasciculi habet.

Cum analysi elementum finitum electro-thermale targeting, solum area crucis sectionis filum momentum pertinet. Optima electio est triangulare sectionem transversalem cum eadem area sectione transversali cum filo originali, quae geometriam efficit efficientem ad meshing et supputationem, nec movebit vinculum temperaturae et resistentiae, ut ex analysi finiti elementi consecuti sunt.

Ad parasiticam extractionem pertinet figura crucis-sectionalis. Si circularis sectionis crucis adhibetur, mesher extractoris parasitici cum pluribus elementis figuram rotundam approximabit. De more, melioris artis-absentis inter tempus computandi et accurationem efficitur, cum approximatio iam in input geometria impletur. Bonus eventus obtinetur utens filum hexagonale crucis-sectionis.

Filum vinculi geometriae ad exemplar et extractionem parasiticam fiebat pro modulo ED-typo cum extensione filum ligamenti quod 165 filis constans, multae earum figuram singularem habentium. Post extensionem filum creato, quod 661 puncta connectit, fila in variantibus cum sectionibus transversis circularibus et hexagonis exportata sunt et processit utens extractor parasiticus Ansys Q3D. Figura 2 ostendit differentiam reticuli consecuti pro variantibus cum sectionibus transversis circularibus et hexagonis. Nam filum cum sectione transversali circulari meshera multum triangularibus cellulis ponit ad figuram rotundam approximandam, quae consecuta est maxime realistica eventus, sed opus est 5.5 horae versari contra solum 71 minuta in geometria cum sectione transversali hexagonali. . Etiam memoria consumptio 22.3 GB erat multo altior pro filis circularibus quam 11.4 GB filis hexagonis. Differentia inductum moduli auto-inducti tantum erat 0.1%.

 

ED-Type Module Design Optimization

In comitatu emergens technologias AG Helvetiae pendet, primos fructus suos ad mercaturam in qualitate et brevi tempore deducere. Electromagnetica et scelerisque optimization necessaria sunt ad optimam fabricam faciendam. ED-Typus, industria-vexillum 17 mm altitudinis 62 x 152 mm IGBT moduluspeculiares praebet provocationes pro interna vena inter communicationem IGBTsuo consilio longissimo debitam s. Maxime classic layouts patiuntur plus minusve vena inaequalitas inter euet propositum est modulum cum optimo currenti homogeneitate immittendi ut plenam utilitatem nostrae generationis IGBT i20 habeantur.

Auxilio MFis Wire programmatis valebamus celeriter varias variantes consilio generare, cum variationibus in plicamento filum vinculi poneremus. Hoc nobis effecit ut electromagneticas iuncturas variantium in Q3D simulare et facere simulationes mutandi cum SIMetrix spice simulatoris utens ambitus e Q3D extractis. Hae simulationes erant fundamentum melioris intellectus artificii eiusque commissuras internas. Praesertim ut iam parvae variationes fili positionis et figurae in mm range possunt insignem ictum habere in coitu. Hinc geometria simplicior, prout obtinetur, cum utens instrumento filo in Q3D praesto, non sufficit. Una cum simulationibus translationis caloris inventa est layout optimized. Ex parte scelerisque resistentiae, ambo variantes positionis chippis eandem Rth offerunt. Nihilominus, "Lyout recta" plus potentiale praebet ad meliorem hodiernam participationem comparati "classis Layout", praesertim ad retardare IGBT #3 quae proxima est communi potentiae emittere nexum (vide figuram 3). Ad ultimam extensionem optimiizationis, portae positio IGBT #3 rotata est et filum principale emittit et in layout filum portae optimized erat (vide figura IV). Quam ob rem, hodierna inaequalitas redacta est a 4% "propositionis Classicae" ad 30% "propositum ipsum propositum". Insignis hic gradus est qui onus intra IGBTs libratum ampliat, sed etiam in altiori area utendo de IGBT chippis operantis cedit.

 

Figura 2: Mesh ab Ansys Q3D creata pro filis vinculi sectionibus transversis circularibus et hexagonis
Figura III: Comparatio currentis communicatio cum diversis layout et scelerisque reference
Figura IV: Layout rectum (reliquit) - Layout recta optimized (right)

 

Conclusio

Hodiernae simulationis instrumenta ad scelerisque ac simulationes electro-magneticas valde potentes sunt, breves progressus temporis et qualitatem IGBT moduli designationis significanter emendaverunt. Nihilominus, inputatio pro elemento finito simulationes tam accurate quam maxime opus esse debent ac reflectere finalem productum consilium, si melior effectus adipiscatur. Praesertim in complexu singularium sicut vincula filum, simplices res apertae primo aspectu alliciunt ob taedium et tempus edax operis quod requirit in CAD. Sed subtiliter eventus patietur simplices rerum, et instrumenta plena potentia simulationis non adhibentur.

Utendo programmatibus MFis Wire, tempus signanter breviatur ad exempla 3D geometriae complexus plicarum filum ligaminis faciendi. Utens filum hexagonale sectionis crucis in input geometria extractoris parasiticae quadrupliciter consequitur computationem velociorem, quae efficit ut varias variationes in uno profesto investigare sinat. Haec methodus apud Helvetios usus est, emendationem instrumenti ED-Typi moduli interni currentis communicationis, prope factor duorum comparatorum cum consilio classico appropinquante.