Ученые НИТУ МИСиС под руководством доцента кафедры «Полупроводниковая электроника и физика полупроводников» к.т.н Петра Лагова создали новую технологию, удваивающую скорость контактной сварки.

Это стало возможным благодаря использованию специально разработанным силовым диодам с оптимизированной кремниевой структурой. Их применение в составе ручной или роботизированной сварочной машины значительно повышает энергоэффективность процесса и качество сварного соединения за счет двукратного увеличения рабочей частоты до 20 кГц.

Роботизированная контактная сварка широко применятся в машиностроении, судоходной, авиационной промышленности, при производстве бытовых изделий  – это основной способ соединения многочисленных деталей путем нагрева и деформации металла проходящим через него электрическим током без использования присадочных материалов. Таким способом можно создавать до нескольких десятков соединений за одну минуту.

Частота импульсов тока является важнейшей характеристикой процесса контактной сварки и непосредственно определяет его скорость, производительность, а также качество получаемого сварного соединения и его прочность. Исследовательский коллектив НИТУ МИСиС разработал технологию получения наноразмерных центров рекомбинации (атомных «вакансий») в структуре диодного монокристалла. Они формируются посредством контролируемого смещения (выбивания) атомов из узлов кристаллической решетки в определенных слоях кремниевой пластины сварочного диода – важнейшего функционального элемента оборудования контактной сварки.

По словам руководителя проекта Петра Лагова, экспериментальные образцы инновационных диодов готовы к применению, они обладают конкурентными преимуществами – максимальной рабочей частотой не менее 20 кГц при токе 7 кА, что вдвое превышает лучшие зарубежные образцы.

Также после серии экспериментов было установлено, что технология локального формирования центров рекомбинации может быть успешно применена при производстве кремниевых биполярных приборов и интегральных схем различных классов. Масштабное внедрение данной технологии в полупроводниковое производство позволит существенно повысить качество целого сегмента отечественной электронной компонентной базы, что способствует обеспечению технологической независимости в условиях импортозамещения.