JP5179631B2 - 電力用半導体装置 - Google Patents
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Description
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電力用半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す正面図である。図3および図4のそれぞれは、図2の線III−IIIおよび線IV−IVに沿う概略断面図である。図5は、図3および図4の各々の線V−Vに沿う概略断面図である。図6は、図4および図5の各々の線VI−VIに沿う概略断面図である。
図1を参照して、電流の供給を受ける装置である負荷(図示せず)がブスバーWb0および第2ブスバーWb2の間に取り付けられることで、電力用半導体素子SEからのパルス電流の供給が行われる。故障により電力用半導体素子SEから連続的な異常電流が出力されると、電力用半導体装置SDは遮断動作を開始する。すなわち故障信号端子MTから故障信号が出力される。この故障信号により電源制御スイッチSWがオン状態となる。
図10は、本発明の実施の形態2における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す断面図である。図10を参照して、本実施の形態の接続素子は、実施の形態1における第1ブスバーWb1、第2ブスバーWb2、第1高抵抗部Rb1、および第2高抵抗部Rb2のそれぞれの代わりに、第1電線Wc1、第2電線Wc2、第1高抵抗部Rc1、および第2高抵抗部Rc2を有している。なお第1電線Wc1および第2電線Wc2の各々は、端部を除き、被覆CVにより被覆されている。
図13は、本発明の実施の形態3における電力用半導体装置が有する高抵抗部、電線、および被覆の構成を概略的に示す正面図である。図14は、本発明の実施の形態3における電力用半導体装置が有する高抵抗部の構成を概略的に示す斜視図である。
図15および図16のそれぞれは、本発明の実施の形態4における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す平面図および底面図である。図17は、図15および図16の各々の線XVII−XVIIに沿う概略断面図である。
図17を参照して、実施の形態1と同様に、電力用半導体素子SEが故障することで電力用半導体素子SEから連続的な異常電流が出力されると、故障信号端子MTから故障信号が出力される。この故障信号により電源制御スイッチSWがオン状態となる。電源PSが発生する電圧がヒータHTに印加されることで、ヒータHTが発熱する。低融点金属部LMが融点以上の温度に加熱されることで、第1端部Ep1および第2端部Ep2の周りの低融点金属部LMが、穴部HLを通って溶け落ちる。これにより第1配線パターンWp1と第2配線パターンWp2とが電気的に分離される。その結果、電流の供給を受ける装置(図示せず)が異常電流から保護される。
図20は、本発明の実施の形態5における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す平面図である。図20を参照して、本実施の形態においては、実施の形態4における第1高抵抗部Rp1および第2高抵抗部Rp2のそれぞれの代わりに、第1高抵抗部Rp1tおよび第2高抵抗部Rp2tが設けられている。第1高抵抗部Rp1tおよび第2高抵抗部Rp2tの各々は、台形形状のパターンを有している。
図21は、本発明の実施の形態6における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す底面図である。図22は、図21の線XXII−XXIIに沿う概略断面図である。
図23および図24の各々は、本発明の実施の形態7における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す断面図である。なお図23および図24のそれぞれの断面位置は、図3および図4の断面位置に対応している。
図28は、本発明の実施の形態8における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す断面図である。図29は、本発明の実施の形態8における電力用半導体装置が有する高抵抗部、電線、および被覆の構成を概略的に示す正面図である。図30は、図29の分解図である。なお図28の断面位置は、図10の断面位置に対応している。
図31は、本発明の実施の形態9における電力用半導体装置が有する高抵抗部、電線、および被覆の構成を概略的に示す正面図である。
図32〜図34の各々は、本発明の実施の形態10における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す断面図である。なお図32〜図34のそれぞれの断面位置は、図3〜図5の断面位置に対応している。
図37は、本発明の実施の形態11における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す断面図である。図38は、本発明の実施の形態11における電力用半導体装置が有する高抵抗部、電線、および被覆の構成を概略的に示す斜視図である。
図41は、本発明の実施の形態12における電力用半導体装置が有する接続素子の構成を概略的に示す断面図である。なお、図41の断面位置は、図10の断面位置に対応している。
Claims (4)
- 電力用半導体素子と、
前記電力用半導体素子に電気的に接続された第1端部を有し、第1金属からなる第1電気配線と、
前記第1端部と間隔を空けて対向する第2端部を有し、前記第1金属と同一の金属および前記第1金属と異なる金属のいずれかである第2金属からなる第2電気配線と、
前記第1金属および前記第2金属の各々の融点よりも低い融点を有する金属からなり、前記第1端部および前記第2端部を互いに電気的に接続する低融点金属部と、
前記低融点金属部の少なくとも一部を前記低融点金属部の融点以上に加熱することができるヒータと、
前記第1端部と前記第2端部との間に設けられ、前記第1金属および前記第2金属の各々の抵抗率よりも高い抵抗率を有する材料からなる少なくとも1つの高抵抗部とを備え、
前記少なくとも1つの高抵抗部は、前記第1端部および前記第2端部が対向する方向に沿って前記第1端部および前記第2端部を繋いでおり、
前記少なくとも1つの高抵抗部は、絶縁体からなり、
前記少なくとも1つの高抵抗部は、前記第1端部および前記第2端部が対向する方向に対して傾斜した面を有する、電力用半導体装置。 - 前記少なくとも1つの高抵抗部は、前記第1端部および前記第2端部が対向する方向に交差する方向に起伏する面を有する、請求項1に記載の電力用半導体装置。
- 前記第1端部および前記第2端部の各々を固定し、前記低融点金属部の少なくとも一部に面する領域に穴部を有する基板をさらに備えた、請求項1または2に記載の電力用半導体装置。
- 前記低融点金属部の上方に位置し、前記第1端部および前記第2端部の各々を固定する基板をさらに備えた、請求項1または2に記載の電力用半導体装置。
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