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1. (WO2016062589) POWER SEMICONDUCTOR MODULE WITH SHORT-CIRCUIT FAILURE MODE
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2016/062589    International Application No.:    PCT/EP2015/073745
Publication Date: 28.04.2016 International Filing Date: 14.10.2015
IPC:
H01L 23/62 (2006.01), H01L 23/00 (2006.01)
Applicants: DANFOSS SILICON POWER GMBH [DE/DE]; Husumer Strasse 251 24941 Flensburg (DE)
Inventors: LUTZ, Josef; (DE).
EISELE, Ronald; (DE).
RUDZKI, Jacek; (DE).
BECKER, Martin; (DE).
KOCK, Mathias; (DE).
OSTERWALD, Frank; (DE)
Agent: WHITING, Gary; (DK)
Priority Data:
10 2014 221 687.7 24.10.2014 DE
Title (EN) POWER SEMICONDUCTOR MODULE WITH SHORT-CIRCUIT FAILURE MODE
(FR) MODULE SEMICONDUCTEUR DE PUISSANCE DOTÉ D'UN MODE DE DÉFAILLANCE DE COURT-CIRCUIT
Abstract: front page image
(EN)A description is given of a power semiconductor module (10) which can be transferred from a normal operating mode to an explosion-free robust short-circuit failure mode. Said power semiconductor module (10) comprises a power semiconductor (1) having metallizations (3) which form potential areas and are separated by insulations and passivations on the top side (2) of said power semiconductor. Furthermore, an electrically conductive connecting layer is provided, on which at least one metal shaped body (4) which has a low lateral electrical resistance and is significantly thicker than the connecting layer is arranged, said at least one metal shaped body being applied by sintering of the connecting layer such that said metal shaped body is cohesively connected to the respective potential area. The metal shaped body (4) is embodied and designed with means for laterally homogenizing a current flowing through it in such a way that a lateral current flow component (5) is maintained until this module switches off in order to avoid an explosion, wherein the metal shaped body (4) has connections (6) having high-current capability. A transition from the operating mode to the robust failure mode then takes place in an explosion-free manner by virtue of the fact that the connections (6) are contact-connected and dimensioned in such a way that in the case of overload currents of greater than a multiple of the rated current of the power semiconductor (1), the operating mode changes to the short-circuit failure mode with connections (6) remaining on the metal shaped body (4) in an explosion-free manner without the formation of arcs.
(FR)L'invention concerne un module semiconducteur de puissance (10) qui peut être transféré d'un mode de fonctionnement normal à un mode de défaillance de court-circuit robuste sans explosion. Ledit module semiconducteur de puissance (10) comprend un semiconducteur de puissance (1) présentant des métallisations (3) qui forment des zones de potentiel et sont séparées par des isolations et des passivations sur le côté supérieur (2) dudit semiconducteur de puissance. En outre, une couche de connexion électroconductrice est prévue, sur laquelle est disposé au moins un corps métallique mis en forme (4) qui présente une faible résistance électrique latérale et est considérablement plus épais que la couche de connexion, ledit ou lesdits corps métalliques mis en forme étant appliqués par frittage de la couche de connexion de telle sorte que ledit ou lesdits corps métalliques mis en forme sont connectés de manière cohésive à la zone de potentiel respective. Le corps métallique mis en forme (4) est conçu avec un moyen permettant l'homogénéisation latérale d'un courant s'écoulant à travers celui-ci de telle manière qu'une composante d'écoulement de courant latéral (5) est maintenue jusqu'à ce que ce module soit hors service de façon à éviter une explosion, lequel corps métallique mis en forme (4) présente des connexions (6) ayant une capacité de courant élevé. Une transition du mode de fonctionnement au mode de défaillance robuste s'effectue ensuite sans explosion en raison du fait que les connexions (6) sont connectées par contact et dimensionnées de telle manière qu'en cas de courant de surcharge supérieur à un multiple du courant nominal du semiconducteur de puissance (1), le mode de fonctionnement passe au mode de défaillance de court-circuit, les connexions (6) restant sur le corps métallique mis en forme (4) sans explosion sans la formation d'arcs.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
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Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)