[发明专利]具有短路失效模式的功率半导体模块有效

专利信息
申请号: 201880009810.X 申请日: 2018-02-01
公开(公告)号: CN110268517B 公开(公告)日: 2023-03-21
发明(设计)人: 柳春雷;J.舒德雷尔;F.布雷姆;M.拉希莫;P.K.施泰默;F.杜加尔 申请(专利权)人: 日立能源瑞士股份公司
主分类号: H01L23/051 分类号: H01L23/051;H01L23/535;H01L23/62;H01L25/07;H01L29/16;H01L23/00
代理公司: 北京市汉坤律师事务所 11602 代理人: 王其文;张涛
地址: 瑞士*** 国省代码: 暂无信息
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 功率半导体模块(10)包括:基板(12);包括Si衬底的Si芯片(16a),该Si芯片(16a)附接到基板(12);利用第一压销(24a)紧压Si芯片(16a)的第一金属预制件(22a);宽带隙材料芯片(16b),其包括宽带隙衬底和在该宽带隙衬底中提供的半导体开关(28b),该宽带隙材料芯片(16b)附接到基板(12);以及利用第二压销(24b)紧压宽带隙材料芯片(16b)的第二金属预制件(22b);其中Si芯片(16a)和宽带隙材料芯片(16b)经由基板(12)并且经由第一压销(24a)和第二压销(24b)并联连接;其中第一金属预制件(22a)适合于在被过电流加热时形成通过Si芯片(16a)的传导路径;并且其中第二金属预制件(22b)适合于在被过电流加热时形成通过宽带隙材料芯片(16b)的暂时的传导路径或开路。
搜索关键词: 具有 短路 失效 模式 功率 半导体 模块
【主权项】:
1.一种功率半导体模块(10),包括:基板(12);包括Si衬底的Si芯片(16a),所述Si芯片(16a)附接到所述基板(12);利用第一压销(24a)紧压所述Si芯片(16a)的一侧的第一金属预制件(22a);宽带隙材料芯片(16b),所述宽带隙材料芯片(16b)包括宽带隙衬底和所述宽带隙衬底中提供的半导体开关(28b),所述宽带隙材料芯片(16b)附接到所述基板(12);利用第二压销(24b)紧压所述宽带隙材料芯片(16b)的一侧的第二金属预制件(22b);其中所述Si芯片(16a)和所述宽带隙材料芯片(16b)经由所述基板(12)并且经由所述第一压销(24a)和所述第二压销(24b)并联连接;其中所述第一金属预制件(22a)适合于在被过电流加热时通过与所述Si衬底形成合金而形成通过所述Si芯片(16a)的传导路径;其中由具有比所述第一金属预制件(22a)的材料更高的熔点的材料制成的所述第二金属预制件(22b)适合于在被过电流加热时形成通过所述宽带隙材料芯片(16b)的至少暂时的传导路径。
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于日立能源瑞士股份公司,未经日立能源瑞士股份公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201880009810.X/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 接触板内具有气体膨胀腔的旁路晶闸管装置-201880046692.X
  • T.维克斯特雷姆;R.鲍曼;S.波普洛;B.奥厄德加德 - 日立能源瑞士股份公司
  • 2018-07-03 - 2023-09-08 - H01L23/051
  • 旁路晶闸管装置(20)包括:半导体装置(22),其提供晶闸管(24),晶闸管(24)具有阴极侧(28)上的阴极电极(26)、阴极侧(28)上的被阴极电极(26)环绕的栅电极(30)和阳极侧(32)上的阳极电极(34);导电盖元件(38),其设置在阴极侧(28)上并且在接触侧(50)上与阴极电极(26)电接触;以及栅极接触元件(46),其电连接到栅电极(30)并且设置在盖元件(38)的接触侧(50)中的栅极接触开口(48)中;其中盖元件(38)在面对阴极侧(28)的接触侧(50)中具有气体膨胀体积(56),该气体膨胀体积(56)与栅极接触开口(48)互连以便进行气体交换。
  • 半导体装置、电力转换装置及半导体装置的制造方法-201910815742.2
  • 西村太宏 - 三菱电机株式会社
  • 2019-08-30 - 2023-05-02 - H01L23/051
  • 提供抑制了端子间的位置偏移的产生且可靠性高的半导体装置、电力转换装置及半导体装置的制造方法。半导体装置具备半导体元件(1)、壳体、壳体侧端子。在元件侧端子(3)处与壳体侧端子接触的第1部分沿侧壁延伸。第1部分包含凸部(3d)。在壳体侧端子处与元件侧端子接触的第2部分沿侧壁延伸。第2部分包含与凸部接触的凹部。凸部包含与顶面(3h)相连的第1端面(3f)、与顶面相连的第2端面(3g)。凹部包含与底面相连且与凸部的第1端面接触的第1侧面、与底面相连且与凸部的第2端面接触的第2侧面。从侧壁侧观察,第1端面(3f)及第1侧面向第1方向倾斜,第2端面(3g)及第2侧面向与第1方向交叉的第2方向倾斜。
  • 半导体开关器件-201880018153.5
  • T.维克斯特雷姆 - 日立能源瑞士股份公司
  • 2018-01-16 - 2023-05-02 - H01L23/051
  • 本发明涉及一种半制备型开关器件,其包括半导体元件(1)和壳体(2),壳体(2)包括具有环形垫圈(6)的弹簧系统,该弹簧系统侧向地环绕半导体元件(1),以用于将半导体元件(1)夹紧于两个极片(3,4)之间。垫圈(6)能够通过在第一侧(60)上的第一接触区域(61)中接触垫圈(6)的第一挠曲元件(7)且通过在第二侧(62)上的第二接触区域(63)中接触垫圈(6)的第二挠曲元件(8)而在极片之间挠曲。第一接触区域(61)相对于第二接触区域(63)而移位。第一挠曲元件(7)和第二挠曲元件(8)可使垫圈(6)挠曲,使得在夹紧条件下能够在极片与半导体元件(1)之间实现电接触。
  • 晶体管外形壳体-202222359144.9
  • K·德勒格米勒;R·海特乐 - 肖特股份有限公司
  • 2022-09-06 - 2023-05-02 - H01L23/051
  • 本实用新型涉及晶体管外形壳体,具有包括二极管的装置、接收该装置的基座、穿过基座的穿通部的一对连接引线和连接装置与连接引线的接合线,其中接合线具有电感Lb,并且壳体具有减少接合线长度的构造,该构造包括特定连接引线和或特定穿通部,其中关键参数落在特定范围内以得到接合线的合适电感Lb,这些关键参数包括接合线直径2rb、接合线数量、接合线长度lb和/或在一对引线的接合线之间的中心距sb
  • 具有失效保护结构的半导体装置-202180042312.7
  • R·A·辛普森;王彦刚 - 丹尼克斯半导体有限公司;株洲中车时代半导体有限公司
  • 2021-08-27 - 2023-04-28 - H01L23/051
  • 提供了一种半导体装置(1),包括:壳体,包括:第一壳体电极(4)和第二壳体电极(5)以及管状壳体元件(8),第一壳体电极(4)和第二壳体电极(5)布置在壳体的相反侧面,管状壳体元件(8)布置在第一壳体电极(4)和第二壳体电极(5)之间并且被构造为将第一壳体电极(4)与第二壳体电极(5)彼此电绝缘;至少一个半导体芯片(20),其布置在壳体内第一壳体电极(4)和第二壳体电极(5)之间;以及金属防爆护罩(12),其布置在壳体内,其中,金属防爆护罩(12)被构造为延伸进入在至少一个半导体芯片(20)和管状壳体元件(8)之间形成的空间,使得金属防爆护罩围绕至少一个半导体芯片(20)。
  • 带电流旁路机构的功率半导体装置-202180042310.8
  • R·A·辛普森;迈克尔·大卫·尼科尔森;王彦刚 - 丹尼克斯半导体有限公司;株洲中车时代半导体有限公司
  • 2021-07-19 - 2023-03-28 - H01L23/051
  • 本发明提供了一种半导体装置(1),其包括:壳体,包括第一壳体电极(5)和第二壳体电极(4),布置在壳体的相对的面上;多个半导体单元(30),布置在壳体内第一壳体电极(4)和第二壳体电极(5)之间;多个压力装置(40),用于分别向多个半导体单元(30)施加压力,其中,多个压力装置(40)布置在多个半导体单元(30)与第一壳体电极(5)之间;第一导电结构(14),布置在多个压力装置(40)与多个半导体单元(30)之间,其中,多个半导体单元(30)在第二壳体电极(4)与第一导电结构(14)之间并联地电连接;以及第二导电结构(18),被配置为提供从第一导电结构(14)到第一壳体电极(5)的电流路径,第二导电结构包括第一部件(16),固定地连接到第一导电结构(14),以及第二部件(9),固定地连接到第一壳体电极(5)。
  • 具有失效模式保护的半导体装置-202180041843.4
  • R·A·辛普森;王彦刚 - 丹尼克斯半导体有限公司;株洲中车时代半导体有限公司
  • 2021-07-19 - 2023-03-24 - H01L23/051
  • 本公开提供了一种半导体装置1,包括:壳体,其包括内部空间;至少一个半导体芯片20,其布置在壳体内;以及隔板13,其布置在壳体内并且被构造为将壳体的内部空间分隔成第一腔室11和第二腔室12,其中,至少一个半导体芯片20布置在第一腔室11内;隔板13包括可变形部分15,并且可变形部分15被构造为当第一腔室11和第二腔室12之间的压力差超过阈值压差或者可变形部分15处的温度超过阈值温度时发生变形,以便将第一腔室11从气密密封的腔室转变为与第二腔室12流体连通的开放腔室。
  • 具有短路失效模式的功率半导体模块-201880009810.X
  • 柳春雷;J.舒德雷尔;F.布雷姆;M.拉希莫;P.K.施泰默;F.杜加尔 - 日立能源瑞士股份公司
  • 2018-02-01 - 2023-03-21 - H01L23/051
  • 功率半导体模块(10)包括:基板(12);包括Si衬底的Si芯片(16a),该Si芯片(16a)附接到基板(12);利用第一压销(24a)紧压Si芯片(16a)的第一金属预制件(22a);宽带隙材料芯片(16b),其包括宽带隙衬底和在该宽带隙衬底中提供的半导体开关(28b),该宽带隙材料芯片(16b)附接到基板(12);以及利用第二压销(24b)紧压宽带隙材料芯片(16b)的第二金属预制件(22b);其中Si芯片(16a)和宽带隙材料芯片(16b)经由基板(12)并且经由第一压销(24a)和第二压销(24b)并联连接;其中第一金属预制件(22a)适合于在被过电流加热时形成通过Si芯片(16a)的传导路径;并且其中第二金属预制件(22b)适合于在被过电流加热时形成通过宽带隙材料芯片(16b)的暂时的传导路径或开路。
  • 半导体器件-202180042339.6
  • R·A·辛普森;迈克尔·大卫·尼科尔森;王彦刚 - 丹尼克斯半导体有限公司;株洲中车时代半导体有限公司
  • 2021-05-28 - 2023-03-07 - H01L23/051
  • 提供了一种半导体器件(1),包括:壳体,其包括布置在该壳体的相对侧的第一壳体电极(4)和第二壳体电极(5);以及多个半导体单元(30),其布置在壳体内该第一和第二壳体电极(4、5)之间,并通过压力耦合到该第一和第二壳体电极(4、5)中的至少一个,其中,该多个半导体单元(30)包括第一半导体单元(30‑1)和相邻该第一半导体单元(30‑1)的第二半导体单元(30‑2);其中,该第一和/或第二壳体电极包括多个支柱(10),并且该多个支柱包括分别电耦合到该第一半导体单元(30‑1)和第二半导体单元(30‑2)的第一支柱(10‑1)和第二支柱(10‑2),并且其中,该第一壳体电极(4)的表面(16)包括凹槽(15),并且该凹槽(15)的宽度(W1)小于该第一支柱(10‑1)和第二支柱(10‑2)之间的间距(S2)。
  • 一种二维材料异质结器件-202211260723.6
  • 渠莉华 - 南通大学
  • 2022-10-14 - 2023-01-24 - H01L23/051
  • 本发明提供一种二维材料异质结器件,包括底板,所述底板顶部表面上对称安装有两个电极端,两个所述电极端之间安装有二维材料层,且底板底部固定连接有器件本体,所述二维材料层表面覆盖有防氧化膜,且底板对应防氧化膜两侧设有固定组件,通过固定组件的作用下,方便对防氧化膜进行固定安装,同时也方便后期的更换,通过防氧化膜的作用下,对二维材料表面进行保护,减少其金属离子与空气发生氧化反应,影响异质结的正常使用,相对于现有技术,加强了对二维材料层表面的保护作用,降低氧化反应,同时方便对起到保护作用的防氧化膜进行安装和更换拆卸,保持异质结的正常使用。
  • 半导体装置-201680042658.6
  • F.莫恩;P.科姆明 - ABB电网瑞士股份公司
  • 2016-03-21 - 2020-07-28 - H01L23/051
  • 一种半导体装置(10)包括:具有相反面(14)的两个电极(12a,12b);夹在所述两个电极(12a,12b)之间的半导体晶圆(16);附接到所述两个电极(12a,12b)且围绕所述半导体晶圆(16)的外绝缘环(24);在所述外绝缘环(24)内且围绕所述半导体晶圆(16)的中间绝缘环(40),由此所述中间绝缘环(40)由塑料材料制成;以及在所述中间绝缘环(40)内的内绝缘环(42),由此所述内绝缘环(42)由陶瓷和/或玻璃材料制成。所述中间绝缘环(40)或所述内绝缘环(42)具有榫舌(56),且其另一个具有凹槽(58),使得所述榫舌(56)适合于所述凹槽(58)以用于它们的旋转对准。所述中间绝缘环(40)和所述内绝缘环(42)具有用于接收所述半导体装置(10)的栅极连接(28)的径向开口(54)。
  • 具有故障保护的半导体组合件-201880064321.4
  • J.L.乌特拉姆;J.格雷瓜尔 - 通用电器技术有限公司
  • 2018-10-01 - 2020-05-15 - H01L23/051
  • 描述了半导体组合件和设备。在一个示例中,半导体组合件包括第一功率端子;第二功率端子;状态改变触发端子;以及半导体装置,所述半导体装置包括第一端子和第二端子。第一功率端子电连接到半导体装置的第一端子,并且第二功率端子电连接到半导体装置的第二端子。状态改变触发端子连接到半导体装置,并且配置成将能量传递到半导体装置以促使其状态中的改变,使得在第一端子和第二端子之间形成永久传导路径。
  • 具有栅环的改进定中心和固定的关断功率半导体装置及其制造方法-201580019125.1
  • H.拉韦纳;T.维克斯特伦;H.阿姆斯图茨;N.迈尔 - ABB瑞士股份有限公司
  • 2015-02-23 - 2019-02-15 - H01L23/051
  • 本发明涉及一种关断功率半导体装置(1),具有:晶片(10),具有有源区以及包围有源区的端接区;橡胶环(70),作为晶片(10)的边缘钝化;以及栅环(60),放置于端接区上的环形栅接触件(40)上,以用于接触晶片的有源区中形成的至少一个晶闸管单元的栅电极。在本发明的关断功率半导体装置(1)中,栅环的外圆周表面与橡胶环相接触,以限定橡胶环(70)的内边界。在本发明中,由端接或边缘区上的环形栅接触件(40)所消耗的面积能够为最小。栅环(60)的上表面和橡胶环(70)的上表面形成与晶片(10)的第一主侧(11)平行的平面中延伸的连续表面。在用于制造装置的方法中,栅环(60)用作用于模塑橡胶环(70)的模具的内侧壁。
  • 功率半导体装置-201480073814.6
  • J.霍莫拉;L.多特;L.拉德范 - ABB瑞士股份有限公司
  • 2014-12-17 - 2018-11-23 - H01L23/051
  • 本发明涉及一种功率半导体装置(10),包括:具有上部侧(14)和具有下部侧(16)的功率半导体元件(12),上部侧(14)定位于与下部侧(16)相对;第一电极(18)和第二电极(20);及壳体,其中功率半导体元件(12)布置在第一电极(18)与第二电极(20)之间,使得上部侧(14)包括与第一电极(18)接触的第一接触部分(22)和不与第一电极(18)接触的第一自由部分(24),并且其中下部侧(16)至少包括与第二电极(20)接触的第二接触部分(26),并且其中提供了流动连接第一自由部分(24)的至少部分与壳体的预确定的脱气点(38)的沟道(36),以用于从第一自由部分(24)引导过压到预确定的脱气点(38),过压由在功率半导体装置的操作期间在失效模式中出现的等离子体和/或气体引起。根据本发明的功率半导体装置(10)可能够实现在临界失效模式中形成的具有高压的热等离子体和/或气体从壳体的受控逸出,同时防止热等离子体和/或气体对散热器或半导体装置(10)所处的设备的其它部分造成损坏。因此,至少部分地防止了功率半导体装置(10)在失效模式中爆炸,改进了操纵失效装置的人员的安全,并且降低了损坏功率半导体装置(10)附近的部分的危险。
  • 功率组件-201380041268.3
  • 高木佑辅;松下晃;吉成英人;露野圆丈 - 日立汽车系统株式会社
  • 2013-07-10 - 2017-11-14 - H01L23/051
  • 本发明的功率半导体组件提高金属制壳体和功率半导体组件的密封力。功率半导体组件(3)利用第一密封树脂(6)将功率半导体元件(31U、31L)和导体板(33~36)的外周侧面覆盖而一体化。金属制壳体(40)的内表面形成有氧化层(粗糙面层)(46)。对设置在金属制壳体(40)的氧化层(46)和功率半导体组件(30)的空间(S)注入具有流动性的树脂材料,形成第二密封树脂(52)。第二密封树脂(52)进入氧化层(46)的凹陷,因此密封力提高。
  • 半导体装置及其制造方法-201480071098.8
  • 门口卓矢;平野敬洋;西畑雅由;福谷啓太;奥村知巳 - 丰田自动车株式会社
  • 2014-12-18 - 2016-08-10 - H01L23/051
  • 一种半导体装置,包括金属构件(54)、半导体元件(30)、树脂部(66)、底料层、以及剥离抑制部。所述金属构件具有包括半导体元件安装区(540b)和树脂紧密接触区(540a)的表面,所述树脂紧密接触区从所述半导体元件安装区延伸至所述金属构件的外周边缘。所述半导体元件安装在所述半导体元件安装区上。所述树脂部延伸到所述金属构件的侧表面外的位置,与所述树脂紧密接触区紧密接触,并一体地覆盖所述半导体元件和所述金属构件。所述底料层布置在所述树脂紧密接触区和所述树脂部之间。所述剥离抑制部被构造成抑制所述金属构件和所述树脂部在所述树脂紧密接触区的外周部彼此剥离。
  • 边缘钝化的功率电子器件-201180063902.4
  • A·D·克兰;D·欣奇利;S·J·洛迪克 - GE能源动力科孚德技术有限公司
  • 2011-10-26 - 2013-12-04 - H01L23/051
  • 本发明涉及半导体器件或功率电子器件。所述器件包括一对极件(36、38),每个极件具有形成轮廓的表面(40、42)。优选地,具有宽带隙电子材料的半导体本体或晶片(30)位于极件(36、38)之间并且包括接触金属化区域(32、34)。半导体本体(30)产生从边缘区域出现的电场。钝化部件包括第一或径向内部分(44)和第二或径向外部分(46),所述第一或径向内部分(44)接触半导体本体(30)的边缘区域并且在电场从边缘区域出现时扩散电场。第二部分(46)接触第一部分(44)并且提供与每个极件(36、38)的形成轮廓的表面(40、42)的基本上没有空隙的接触面。所述器件可以被浸在电介质液体(50)中。
  • 用于制造具有平面接触的半导体器件的方法以及半导体器件-200680031823.4
  • K·韦德纳 - 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司
  • 2006-08-30 - 2008-08-27 - H01L23/051
  • 在本发明用于制造半导体器件、尤其是具有借助衬底(1)上的电子组件(2)产生的表面结构或形貌结构的半导体结构的方法中,将一个或多个电子组件(2)敷设到衬底(1)上,并且将隔离层(3)敷设到借助衬底(1)上的该至少一个组件(2)产生的形貌结构上。接着在隔离层(3)中的所述至少一个电子组件(2)的接触位置(8,9)上产生接触开口(5),将隔离层(3)和接触位置(8,9)平面地金属化到接触开口(5)中,并且将该金属层结构化以产生电连接(4),其中隔离层(3)具有玻璃涂层。
  • 用于管芯的封装-200680026994.8
  • 埃蒙·吉尔马丁;史蒂芬·戴维 - 菲尔特罗尼克公开有限公司
  • 2006-07-24 - 2008-07-23 - H01L23/051
  • 一种用于管芯的封装,包括导热载体;所述载体上的介电框体,所述框体内具有用于容纳管芯的凹口;电绝缘盖子,适于被设置在所述框体上,以覆盖所述凹口,所述盖子的尺寸使得当所述盖子覆盖所述凹口时,所述盖子的一部分延伸至所述框体之外,从而产生至少一个突出部分;所述框体具有至少一个导电的框体路径;并且所述盖子具有相应的导电的盖子路径,所述盖子路径排列为当所述盖子被设置在所述框体上时,所述盖子路径的一部分覆盖在所述框体路径上,所述盖子路径延伸至所述框体之外的所述突出部分上。
  • 二极管-200480033000.6
  • 里夏德·施皮茨;卡林·哈姆森;约亨·迪特里希 - 罗伯特·博世有限公司
  • 2004-11-08 - 2006-12-13 - H01L23/051
  • 本发明涉及一种二极管,尤其是机动车中的整流器用的大功率压入式二极管,它具有一个半导体芯片,该芯片通过焊剂层与一个头部引线和一个管座相连接。一个至少存在于芯片区域中并包括一个塑料套管的塑料包封使得可以用硬浇注件并且形成管座与头部引线之间的机械连接并且与管座一起构成一个壳体。一个伸入到浇注件中的侧凹B和一个位于套管与管座边缘之间的间隙A使得可实现特别小的结构。设置在两侧的倒角允许从两侧压入到整流器中。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top