[发明专利]具有短路故障模式的功率半导体模块

摘要

描述了一种可从正常操作模式转变到无爆鲁棒短路故障模式的功率半导体模块。所述功率半导体模块包括功率半导体，所述功率半导体具有金属化物，所述金属化物形成电位区域，并且由在所述功率半导体的顶侧上的绝缘物和钝化物分开。此外，提供了一种导电连接层，在所述导电连接层上布置有至少一个金属成型体，所述金属成型体具有低横向电阻并且明显比所述连接层厚，所述至少一个金属成型体通过对所述连接层的烧结来进行涂敷，使得所述金属成型体以粘结方式连接到所述对应的电位区域。所述金属成型体被实施和设计成具有用于以保持横向电流流动分量直到所述模块切断以便避免爆炸的方式使流过所述金属成型体的电流横向均质化的装置。

主权项

功率半导体模块(10)，所述功率半导体模块可从操作模式转变到无爆鲁棒短路故障模式，并且包括：a)功率半导体(1)，所述功率半导体具有金属化物(3)，所述金属化物形成至少一个电位区域，并且由在所述功率半导体的顶侧(2)处的绝缘物和钝化物分开，b)导电连接层，c)在所述导电连接层上通过烧结来涂敷至少一个金属成型体(4)，使得所述金属成型体被材料键合到对应的电位区域，所述金属成型体具有低横向电阻并且明显比所述连接层厚，d)其中，所述金属成型体(4)具有用于以维持横向电流流动分量(5)的方式使流过所述金属成型体的电流横向均质化的装置，并且其中，所述金属成型体(4)承载至少一个具有高电流能力的连接件(6)，e)并且其中，从所述操作模式到所述鲁棒短路故障模式的转变由于以下事实而以无爆方式发生：对所述连接件(6)进行接触连接和尺寸设定，其方式为使得f)在大于所述功率半导体的额定电流的倍数的过载电流的情况下，所述操作模式以无爆方式改变为所述短路故障模式，其中连接件在不形成电弧的情况下保持在所述金属成型体上，以及g)关于所述金属成型体(4)的所述连接件配备有最小横截面积A，其中，A由最坏情况下的电流Iwc与ζ的乘积确定，其中，ζ在0.0001mm2/A至0.0005mm2/A的范围内。