[发明专利]一种功率半导体模块及其自保护方法

权利要求书

1.一种功率半导体模块，其特征在于，包括：

衬板或基板(9)；

形成于所述衬板或基板(9)表面之上的金属化区(7)，所述金属化区(7)包括与发射极母排(13)相连的第一金属化区(11)，以及与集电极母排(14)的第二金属化区(12)；

与所述金属化区(7)相连的功率半导体芯片(3)；

所述功率半导体模块(1)还包括设置在所述第一金属化区(11)与第二金属化区(12)之间，或所述功率半导体芯片(3)的发射极母排(13)与集电极母排(14)之间的功能单元(10)；

当所述功率半导体模块(1)正常工作时，电流从所述集电极母排(14)经所述第二金属化区(12)流至所述功率半导体芯片(3)，再经所述第一金属化区(11)流至发射极母排(13)；

当所述功率半导体芯片(3)工作时的发热使得所述功率半导体模块(1)的内部上升至一定温度时，从所述集电极母排(14)流过的电流通过所述功能单元(10)直接流至所述发射极母排(13)，而不再流过所述功率半导体芯片(3)；

所述功能单元(10)设置在所述第一金属化区(11)与第二金属化区(12)之间，所述功能单元(10)包括：

从下至上依次设置在位于所述第一金属化区(11)与第二金属化区(12)之间的所述衬板或基板(9)上的磁体(107)、磁性金属片(109)和弹簧(104)，所述弹簧(104)的一端与所述磁性金属片(109)相连；

设置在所述第一金属化区(11)与第二金属化区(12)之间的导流条(103)，所述导流条(103)的一端与所述第一金属化区(11)相连，所述导流条(103)的另一端与所述第二金属化区(12)相连，所述导流条(103)同时通过所述磁性金属片(109)的上部；

设置在所述导流条(103)，以及所述磁体(107)、磁性金属片(109)和弹簧(104)外部的腔体(102)，所述弹簧(104)的另一端与所述腔体(102)的顶部内侧相连，所述导流条(103)在所述腔体(102)与所述磁性金属片(109)之间的弹簧(104)连接处断开，所述导流条(103)的断开距离小于所述磁性金属片(109)的宽度；

设置在所述腔体(102)外部的外罩(101)；

通过所述磁体(107)的吸引、释放，以及所述弹簧(104)的伸缩作用，使得所述磁性金属片(109)可选择地导通或断开所述导流条(103)的连接。

2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于：当所述功率半导体模块(1)正常工作时，所述磁性金属片(109)被所述磁体(107)吸附，所述弹簧(104)处于拉伸状态，所述磁性金属片(109)的上表面低于所述导流条(103)的下表面，所述磁性金属片(109)不与所述导流条(103)接触，所述导流条(103)不通电流；随着所述功率半导体芯片(3)工作时的发热，所述功率半导体模块(1)内部的温度上升，当温度到达所述磁性金属片(109)的居里温度时，所述磁性金属片(109)丧失磁性，并不再被所述磁体(107)吸引；所述磁性金属片(109)在所述弹簧(104)的作用力下被向上拉伸，直至所述磁性金属片(109)被所述导流条(103)阻挡，此时所述弹簧(104)仍然处于拉伸状态，所述磁性金属片(109)接触连接在所述导流条(103)的下表面，所述导流条(103)的断开处被所述磁性金属片(109)连通，从所述集电极母排(14)流过的电流经过所述导流条(103)直接流至所述发射极母排(13)，而不再流经所述功率半导体芯片(3)，以防止所述功率半导体模块(1)或功率半导体芯片(3)过热并超出最大工作温度而失效；当所述功率半导体模块(1)的温度下降至低于所述磁性金属片(109)的居里温度时，所述磁性金属片(109)的磁性得到恢复，在所述磁体(107)的吸引下，所述磁性金属片(109)被吸附，所述弹簧(104)向下拉伸，所述导流条(103)与所述磁性金属片(109)的连接断开，电流重新流经所述功率半导体芯片(3)，所述功率半导体模块(1)恢复至正常工作状态。

3.根据权利要求1或2所述的功率半导体模块，其特征在于：当所述功率半导体模块(1)内部的功率半导体芯片(3)失效时，与所述功率半导体芯片(3)相连的容性或感性负载通过所述导流条(103)释放存储的电能，从而避免所述功率半导体芯片(3)发生二次损坏。