JP2001067997A - 半導体スイッチ - Google Patents

半導体スイッチ

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JP2001067997A JP2000229530A JP2000229530A JP2001067997A JP 2001067997 A JP2001067997 A JP 2001067997A JP 2000229530 A JP2000229530 A JP 2000229530A JP 2000229530 A JP2000229530 A JP 2000229530A JP 2001067997 A JP2001067997 A JP 2001067997A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過負荷のあり得る結果から保護された半導体
素子を提供する。 【解決手段】 加熱されると著しく膨張する物質（５，
３２）が、素子（１，２０，３０）の過熱の場合に前記
膨張性物質（５，３２）によって素子の導電線（３，３
４）が切断されるように素子（１，２０，３０）に配置
されているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に電気的な接続
部を切り換えるための半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような素子は、例えば自動車技術に
おいて搭載電源を完全に電子的に切り換えるために使用
される。使用される半導体スイッチは、過負荷の場合は
破壊されて、これにより、規定されていない低抵抗状態
に移行する恐れがある。更に、半導体スイッチ及び場合
によっては接続された装置並びに電子回路も、誤作動、
過熱及び炎上の恐れがある。
【０００３】既存の溶融安全部材は、上記の場合に確実
には役に立たない。なぜならば、遮断のために必要とさ
れる電力が、いかなるエラーケースにおいても達成され
る訳ではないからである。また、半導体に組み込まれた
過負荷遮断器も、半導体チップ自体が未だ申し分なく機
能している限りにおいてのみ機能することができ、この
ことは、実地においてはやはり全てのエラーケースに関
しては保証され得ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、過負
荷のあり得る結果から保護された半導体素子を提供する
ことである。この素子は、簡単且つ廉価に大量生産可能
であるのが望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、加熱されると著しく膨張する物質が、素
子の過熱の場合に前記膨張性物質によって素子の導電線
が切断されるように素子に配置されているようにした。
【０００６】
【発明の効果】過負荷がかけられた場合、本発明による
半導体素子は、その最終的な電気抵抗に基づいてますま
す加熱される。この過熱を、本発明は安全部材のトリガ
のために利用する。素子に通じる導電線は、適当に配置
された物質量によって分離、有利には裂断される。更
に、発生する膨張性物質の圧力により、構成素子が分離
されて、電気的な接続の断絶に利用され得る。
【０００７】本発明の第１の構成では、物質は規定され
た境界温度で急速に気化する物質である。
【０００８】本発明の別の構成では、物質は規定の境界
温度で膨張する物質である。
【０００９】本発明の更に別の構成では、物質は規定の
境界温度を超えた場合に爆発的に膨張し、更に、前記物
質は、導線が爆発に基づき切断されるように配置されて
いる。このためには、エアバッグに使用される材料と類
似の火工品用材料が使用されてよい。
【００１０】導電線の効果的な断絶は、半導体素子と別
の構成素子とが膨張性物質によって分離されるように物
質が半導体素子と別の構成素子との間に配置されてお
り、更に、半導体素子に取り付けられた導線が、離間運
動する別の構成素子によって裂断されるようにガイドさ
れていることによって達成され得る。この場合特に、半
導体素子が物質層によって被覆されていること、この物
質層が別の構成素子によって被覆されていること及び素
子に取り付けられた導線が前記物質層を貫通して延びて
別の構成素子に固定的に結合されていることが規定され
ていてよい。この場合、前記の別の構成素子は、導線の
注入された、プラスチックから成る被覆層であってよ
い。物質の体積増大に基づいて前記被覆層が半導体素子
から持ち上がり、導線が裂断される。
【００１１】前記課題の別の解決手段は、素子に対する
電気的な接続が低融点の導電材料を介して行われること
によって得られる。この材料は、接続部が素子の過熱の
場合に該材料の溶融によって分離されるように前記素子
に配置されている。この場合、熱供給は過熱された半導
体素子自体から行われる。従来の溶融安全部材は、この
ためには使用不能である。それというのも、発生する電
力が、一般にはシステム内に存在する電力の強さを超え
ないからである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。各図面において同一の構成素
子には同一符号を付した。
【００１３】図１に示した素子１は、本発明による過負
荷防止部を備えた半導体スイッチである。素子１は、担
体２に組み付けられて、ワイヤ３を介して電気的な端子
４に接続されている。１つの端子のワイヤ３の下位に
は、素子１の過熱の場合に反応してワイヤ３を裂断する
爆発性物質５が配置されているので、下流側に接続され
た構成素子が損傷を被ることはない。
【００１４】図２には、溶融安全部材２１によって保護
された素子２０が示されている。この素子２０の過熱の
場合には、安全ワイヤ２１が素子２０の熱によって溶融
し、これにより電力の供給を中断する。
【００１５】最後に、図３にはもう１つの半導体素子３
０が側面図で示されている。この素子３０は担体３１に
載着されている。その上には素子３０の過熱時に気化す
る物質の層３２が位置している。この層３２には、カバ
ーとして役立つ固定的な被覆層３３が設けられている。
接続ワイヤ３４は、アーチ形にガイドされて前記被覆層
３３に注入されている。素子３０の過熱の場合には、前
記の層３２が気化して被覆層３３を上方に向かって押圧
し、これにより、接続ワイヤ３４を裂断する。
【図面の簡単な説明】
【図１】爆発性の装填物を備えた半導体素子を示した図
である。
【図２】溶融安全部材を備えた半導体素子を示した図で
ある。
【図３】低温で気化する物質及び固定的な被覆層を備え
た半導体素子を示した図である。
【符号の説明】
１，２０ 素子、 ２，３１ 担体、 ３ ワイヤ、
４ 端子、 ５ 爆発性物質、 ２１ 安全ワイヤ、
３０ 半導体素子、 ３２ 層、 ３３ 被覆層、 ３
４ 接続ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009416 Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ 105，Ｆｒａｎ ｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ (72)発明者 ヴォルフガング バイ ドイツ連邦共和国 フランクフルト クア マインツァー シュトラーセ 152

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気的な接続部を切り換えるための半導
    体素子であって、 加熱されると著しく膨張する物質（５，３２）が、素子
    （１，２０，３０）の過熱の場合に前記膨張性物質
    （５，３２）によって素子の導電線（３，３４）が切断
    されるように素子（１，２０，３０）に配置されている
    ことを特徴とする半導体スイッチ。
  2. 【請求項２】 物質（３２）が、規定された境界温度で
    急速に気化する物質である、請求項１記載の半導体スイ
    ッチ。
  3. 【請求項３】 物質が、規定された境界温度で膨張する
    物質（５）である、請求項１記載の半導体スイッチ。
  4. 【請求項４】 物質（５）が、規定された境界温度を超
    えると爆発的に膨張し、この爆発に基づき導線（３）が
    切断されるように前記物質が配置されている、請求項１
    記載の半導体スイッチ。
  5. 【請求項５】 半導体素子（３０）と別の構成素子（３
    ３）とが膨張性物質（３２）によって分離されるよう
    に、該膨張性物質が前記半導体素子（３０）と別の構成
    素子（３３）との間に配置されており、更に、半導体素
    子（３０）に取り付けられた導線（３４）が、離間運動
    する別の構成素子（３３）によって裂断されるようにガ
    イドされている、請求項１から４までのいずれか１項記
    載の半導体スイッチ。
  6. 【請求項６】 半導体素子が、物質の層（３２）によっ
    て被覆されており、該層が、別の構成素子（３３）によ
    って被覆されており、半導体素子に取り付けられた導線
    （３４）が前記層（３２）を貫通して延びて別の構成素
    子（３３）に固定的に結合されている、請求項５記載の
    半導体スイッチ。
  7. 【請求項７】 素子に対する電気的な接続が低融点の導
    電材料（２１）を介して行われ、該材料が、接続部が素
    子（２０）の過熱の場合に前記材料の溶融によって分離
    されるように前記素子（２０）に配置されていることを
    特徴とする、電気的な接続部を切り換えるための半導体
    スイッチ。
JP2000229530A 1999-07-31 2000-07-28 半導体スイッチ Pending JP2001067997A (ja)

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