DE4434913A1

DE4434913A1 - Mikrochipschmelzsicherung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE4434913A1
Application number: DE4434913A
Authority: DE
Inventors: Koh Ishimura
Original assignee: SOC Corp
Current assignee: SOC Corp
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: NL194138B; FR2712425B1; US5606301A; NL9401513A; DE4434913C2; JPH07105824A; JP2557019B2; KR0149897B1; MY111483A; GB2282498A; GB9418366D0; GB2282498B; FR2712425A1; NL194138C; BR9403910A; SG67343A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrochipschmelzsicherung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Mikrochipschmelz sicherung wird für Oberflächenmontage auf einer (gedruckten) Leiterplatte unter Verwendung eines Metallfilms als schmelz bares Element, d. h. Schmelzleiter benutzt.

In den letzten Jahren ist eine Steuereinheit für ein elektrisches Gerät mit integrierter Schmelzsicherung stark miniaturisiert worden; im Zuge dieser Miniaturisierung ist auch die Schmelzsicherung miniaturisiert worden. Im Falle eines Schmelzleiters aus einem Metalldraht besteht eine Einschränkung in der eigentlichen Technik der Herstellung eines feinen Schmelzleiterdrahts selbst. Für eine Mikrochip schmelzsicherung für Oberflächenmontage (surface mount) auf einer Leiterplatte ist daher ein Schmelzleiter aus einem Metallfilm (oder -dünnschicht) der (die) an der Oberfläche eines Hauptkörpers aus Keramikmaterial angeklebt ist oder wird, vorgeschlagen worden. Ein Beispiel eines solchen Schmelzleiters ist in der JP-OS 5-166454 offenbart.

Das Schmelzen einer Schmelzsicherung resultiert aus dem Gleichgewicht zwischen dem (der) am Schmelzleiter erzeugten Heizwert (Wärmemenge) (heating value) und dem von ihm abge strahlten Heizwert. Aus diesem Grund ist die beste Kon struktion, um die Ansprechdauer-Strom-Kennlinie einer Schmelzsicherung gleichmäßig zu halten, eine solche, bei welcher der Schmelzleiter keine anderen Abschnitte oder Teile einer Schmelzsicherung als die Elektroden kontaktiert.

Eine Mikrochipschmelzsicherung neigt aufgrund ihrer außerordentlich kleinen Abmessungen dazu, durch externe Wärme beeinflußt zu werden. Da zudem die Schmelzsicherung nach dem Stand der Technik so ausgestaltet ist, daß ein Schmelzleiter mit dem Hauptkörper und anderen Teilen in Kontakt steht, kann die am Schmelzleiter erzeugte Wärme über die mit dem Haupt körper in Kontakt stehenden Teile entweichen. Abhängig von der Ausgestaltung einer (gedruckten) Leiterplatte, auf welcher eine Chipschmelzsicherung oberflächenmontiert werden soll, kann die an der Leiterplatte erzeugte Wärme zur Schmelzsicherung geleitet werden, was zu einer Änderung der Kennlinie der Schmelzsicherung führt. Dabei können die inhärenten Kennlinien oder Charakteristika der Schmelz sicherung nicht aufrechterhalten werden, was im ungünstigsten Fall zu einer Beschädigung der Leiterplatte führt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Mikro chipschmelzsicherung für Oberflächenmontage auf einer (gedruckten) Leiterplatte sowie eines Verfahrens zur Her stellung derselben, wobei die Schmelzsicherung stets die inhärente (ihre eigene) Ansprechdauer-Strom-Kennlinie auf rechterhalten und sicher schmelzen soll, wenn sie von einem anomalen Strom durchflossen wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Mikrochip schmelzsicherung, umfassend: einen durch Schichtung von Schichten aus mindestens zwei Substraten aus wärmebestän digem, elektrisch isolierendem Material gebildeten Haupt körper mit einem darin festgelegten Raum oder Zwischenraum, einen Schmelzleiter aus einem Metallfilm, der durch einen Ablagerungs- oder Aufdampfprozeß geformt ist und zwei End abschnitte sowie einen Mittelabschnitt aufweist, wobei die beiden Endabschnitte zwischen die Substrate eingefügt sind und der Mittelabschnitt sich innerhalb des Raums erstreckt, und an den gegenüberliegenden Enden des Hauptkörpers vor gesehene und mit den beiden Endabschnitten des Schmelz leiters verbundene Elektroden (oder Anschlüsse).

Da bei der oben umrissenen Konstruktion ein aus einem Metallfilm (bzw. einer Metalldünnschicht) bestehender Schmelzleiter sich über den Raum erstreckt, der im Haupt körper einer Mikrochipschmelzsicherung aus einem Schicht gebilde aus mindestens zwei Substraten festgelegt ist, entweicht die am Schmelzleiter erzeugte Wärme nicht zu anderen Teilen der Schmelzsicherung, so daß deren inhärente Charakteristika oder Eigenschaften stets erhalten bleiben können.

Da ferner der Schmelzleiter nicht mit dem Hauptkörper o. dgl. der Schmelzsicherung in Kontakt steht, wird er kaum durch die an der Leiterplatte, auf deren Oberfläche die Schmelzsicherung montiert ist, erzeugte Wärme beeinflußt, so daß die inhärenten Eigenschaften der Schmelzsicherung stets erhalten bleiben können.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelzsicherung, umfassend die folgenden Schritte: Vorsehen mindestens einer durchgehenden Öffnung in einem ersten Substrat aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material, Ausfüllen der durchgehenden Öffnung mit einem ersten lichtempfindlichen Resistmaterial oder Photoresist zum Glätten oder Einebnen mindestens einer den Bereich der durchgehenden Öffnung beinhaltenden Ober fläche des ersten Substrats, Aushärten des an der Seite der geglätteten oder eingeebneten Oberfläche befindlichen Teils des eingefüllten ersten Photoresists, Ablagern oder Auf dampfen von Metall auf der bzw. die geglättete(n) oder eingeebnete(n) Oberfläche des ersten Substrats zwecks Erzeugung eines Metallfilms, Auftragen eines zweiten Photo resists auf den Metallfilm, Auflegen einer Photomaske mit einem Muster (entsprechend) einer vorgesehenen Form eines Schmelzleiters auf den zweiten Photoresist, Durchführen einer Belichtung und einer Entwicklung, Ätzen des Metallfilms und Entfernen der Photoresists zwecks Bildung des Schmelzleiters aus dem sich über die durchgehende Bohrung erstreckenden Metallfilm, Plazieren eines zweiten Substrats aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material auf dem ersten Substrat in der Weise, daß die Fläche des ersten Substrats, welche der Fläche, an welcher der Schmelzleiter geformt ist, gegenüberliegt, dem zweiten Substrat zugewandt ist, Plazieren eines dritten Substrats aus einem wärmebe ständigen, elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Vertiefung auf dem ersten Substrat in der Weise, daß die Vertiefung mit der durchgehenden Öffnung fluchtet, schichtweises Zusammensetzen der ersten, zweiten und dritten Substrate sowie Vorsehen von Elektroden am (an den) Substrat(en), welche Elektroden elektrisch mit den beiden Enden des Schmelzleiters verbunden sind.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist deren Gegen stand ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelz sicherung, umfassend die folgenden Schritte: Vorsehen mindestens einer Vertiefung in einem ersten Substrat aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material, Ausfüllen der Vertiefung mit einem ersten lichtempfindlichen Resistmaterial oder Photoresist zum Glätten oder Einebnen der den Bereich der Vertiefung beinhaltenden Oberfläche des ersten Substrats, Aushärten des eingefüllten ersten Photo resists, Ablagern oder Aufdampfen von Metall auf der bzw. die geglättete(n) oder eingeebnete(n) Oberfläche des ersten Substrats zwecks Erzeugung eines Metallfilms, Auftragen eines zweiten Photoresists auf den Metallfilm, Auflegen einer Photomaske mit einem Muster (entsprechend) einer vorgesehenen Form eines Schmelzleiters auf den zweiten Photoresist, Durch führen einer Belichtung und einer Entwicklung, Ätzen des Metallfilms und Entfernen der Photoresists zwecks Bildung des Schmelzleiters aus dem sich über die Vertiefung erstreckenden Metallfilm, Plazieren eines zweiten Substrats aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Vertiefung auf dem ersten Substrat in der Weise, daß die Vertiefung des zweiten Substrats mit der Ver tiefung des ersten Substrats fluchtet, schichtweises Zusam mensetzen der ersten und zweiten Substrate sowie Vorsehen von Elektroden am (an den) Substrat(en), welche Elektroden elek trisch mit den beiden Enden des Schmelzleiters verbunden sind.

Ein Schmelzleiter aus einem Metallfilm kann mithin in dem bzw. über den im Hauptkörper einer Schmelzsicherung vorgesehenen Raum verlaufend angeordnet sein, ohne mit anderen Teilen der Schmelzsicherung in Kontakt zu gelangen; auf diese Weise kann eine Mikrochipschmelzsicherung einer ähnlichen Konstruktion wie bei einer sog. Rohrsicherung hergestellt werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A bis 1K Schnittansichten zur Veranschaulichung der Schritte der Herstellung einer Mikrochipschmelz sicherung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung eines Beispiels der in den Schritten nach den Fig. 1A bis 1K geschichteten Substrate,

Fig. 2B eine perspektivische Darstellung eines Beispiels der geschichteten Substrate, die so geschnitten worden sind, daß die Schmelzleiter in den Schmelzsicherungseinheiten parallel (zueinander) angeordnet sind,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Beispiels der mehreren Schmelzsicherungseinheiten nach Fig. 2B, an denen Elektroden gleichzeitig (at one time) angebracht worden sind,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung (des Aussehens) einer Mikrochipschmelzsicherung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie X-X′ in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie Y-Y′ in Fig. 4,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Mikrochip schmelzsicherung gemäß einer anderen Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie X-X′ in Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie Y-Y′ in Fig. 7,

Fig. 10A bis 10H Schnittansichten zur Veranschaulichung der Schritte der Herstellung einer Mikrochip schmelzsicherung gemäß einer anderen Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer in den Schritten nach den Fig. 10A bis 10H hergestellten Mikrochipschmelzsicherung,

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie X-X′ in Fig. 11 und

Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie Y-Y′ in Fig. 11.

Im folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelzsicherung durch Schichtung bzw. schichtweises Zusammensetzen von drei Substraten anhand der Fig. 1A bis 1K beschrieben.

Gemäß Fig. 1A ist ein Substrat 2, welches das mittlere von drei zu schichtenden Substraten darstellt, mit einer Vielzahl von durchgehenden Öffnungen 20 versehen, die bei fertiggestellter Schmelzsicherung Räume um einen Schmelz leiter herum bilden. Um den Schmelzleiter über die durch gehenden Öffnungen 20 hinweg zu verlegen oder zu ziehen, werden diese Öffnungen zunächst vorübergehend mit einem lichtempfindlichen Resistmaterial bzw. Photoresist 1 gefüllt. Das Substrat 2 wird auf eine Glasscheibe 3 aufgelegt, worauf der Photoresist 1 in einer zum Ausfüllen der durchgehenden Öffnungen 20 ausreichende Menge auf das Substrat 2 aufge bracht wird. Danach erfolgt ein Vorbrennen, damit die mit der Glasscheibe 3 in Berührung stehende Photoresistoberfläche glatt gestaltet werden kann.

Anschließend erfolgt gemäß Fig. 1B eine Belichtung von der Unterseite her, wodurch der die durchgehenden Öffnungen 20 im Substrat 2 ausfüllende Photoresist 1 ausgehärtet wird. Wahlweise kann auch auf das Vorbrennen verzichtet werden; die mit der Glasscheibe 3 in Berührung stehende Photoresist oberfläche kann auch im Belichtungsprozeß geglättet werden.

Wenn sodann gemäß Fig. 1C der nicht ausgehärtete Bereich des Photoresists 1 entfernt wird, verbleibt der ausgehärtete Photoresist 4 in den durchgehenden Öffnungen 20 im Substrat 2 unter Ausfüllung dieser Öffnungen.

Anschließend werden gemäß Fig. 1D die Glasscheibe 3 entfernt und ein Metallfilm (bzw. eine Metalldünnschicht) 5 aufgedampft. Da die durchgehenden Öffnungen 20 im Substrat 2 teilweise mit dem ausgehärteten Photoresist 4 ausgefüllt sind und letzterer geglättet worden ist, wird der Metallfilm 5 als Dünnschicht einer gleichmäßigen Dicke erzeugt.

Gemäß Fig. 1E wird sodann der aufgedampfte Metallfilm 5 mit der Unterseite nach oben gedreht, worauf ein Photoresist 21 auf ihn aufgetragen wird. Danach wird gemäß Fig. 1F eine Photomaske 6 mit einem Muster entsprechend der Form eines Schmelzleiters auf den Photoresist 21 aufgelegt, worauf ein Belichten erfolgt. Hierbei wird der Photoresist 21 unter Bildung eines ausgehärteten Resistmaterials 24 zu einer Form ähnlich der des Schmelzleiters ausgehärtet.

Danach werden gemäß Fig. 1G die Photomaske 6 entfernt und der nicht ausgehärtete Bereich des Photoresists 21 mit Lösungsmittel gewaschen oder gespült und (dadurch) entfernt (Entwicklungsprozeß); dabei entsteht auf dem Metallfilm 5 ein ausgehärtetes Resistmaterial 24 einer Form ähnlich bzw. ent sprechend der eines Schmelzleiters.

Hierauf wird der Metallfilm 5 gemäß Fig. 1H geätzt, wobei der Metallfilm 5 unter Zurücklassung seines Bereichs, der einen Schmelzleiter 7 bilden soll, abgetragen wird.

Im Anschluß daran werden gemäß Fig. 11 die jeweils auf und unter dem Schmelzleiter 7 befindlichen ausgehärteten Resistmaterialien 24 bzw. 4 entfernt, so daß ein Schmelz leiter 7 bereitgestellt wird, der sich über die durchgehende Öffnung 20 im Substrat 2 erstreckt. Die Öffnung 20 besitzt eine Kegelstumpfform, deren Durchmesser an der Seite des Schmelzleiters 7 kleiner ist als an der gegenüberliegenden Seite, so daß der ausgehärtete Photoresist 4 einfach entfernt werden kann. Die Erfindung soll jedoch nicht auf diese Form beschränkt sein.

Danach wird gemäß Fig. 1J ein zum Abdecken oder Ver schließen der durchgehenden Öffnungen 20 im Substrat 2 dienendes Substrat 8 mit Hilfe eines Binde- oder Klebmittels 9 mit dem Substrat 2 klebend verbunden (bonded).

Schließlich wird gemäß Fig. 1K ein Substrat 10 mit Vertiefungen 30 entsprechend den im Substrat 2 vorgesehenen durchgehenden Öffnungen 20 mit Hilfe eines Klebmittels 9 derart mit dem Substrat 2 (klebend) verbunden, daß die einzelnen Vertiefungen 30 und die entsprechenden durch gehenden Öffnungen 20 miteinander fluchten und um den Schmelzleiter 7 herum einen Raum festlegen.

Auf diese Weise werden jeweils um die Schmelzleiter 7 herum Räume bzw. Zwischenräume 11 gebildet, wodurch eine Konstruktion erhalten wird, bei welcher der durchschmelzbare Abschnitt eines Schmelzleiters nicht mit dem Hauptkörper einer durch Schichten von Substraten 10, 2 und 8 gebildeten Schmelzsicherung in Berührung gelangt. In Fig. 1K ist mit der Bezugsziffer 12 eine Schmelzsicherungseinheit mit einem Hauptkörper eines dreilagigen Aufbaus bezeichnet. Wenn diese Einheit ausgeschnitten und mit jeweiligen Elektroden versehen wird, dient sie als Schmelzsicherung.

Fig. 2A veranschaulicht ein Beispiel der in den Schrit ten nach den Fig. 1A bis 1K geschichteten Substrate. Obgleich Elektroden (bzw. Anschlüsse) an den jeweiligen Schmelzsiche rungseinheiten 12 nach dem Unterteilen der geschichteten Substrate 10, 2 und 8 zu einzelnen Schmelzsicherungseinheiten 12 angebracht werden können, werden bei dieser Ausführungs form Elektroden gleichzeitig an einer Anzahl von Schmelz sicherungseinheiten 12 angebracht.

Fig. 2B veranschaulicht ein Beispiel der geschichteten Substrate, die so geschnitten worden sind, daß die Schmelz leiter in den jeweiligen Schmelzsicherungseinheiten parallel zueinander angeordnet sind. Da Elektroden gemeinsam bzw. gleichzeitig an mehreren Schmelzsicherungseinheiten 12 an gebracht werden, sind die Substrate so geschnitten worden, daß die Schmelzleiter in der Einheit 12 gemäß Fig. 2B parallel zueinander angeordnet sind.

Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel der mehreren Schmelzsicherungseinheiten gemäß Fig. 2B, an denen Elektroden gleichzeitig angebracht worden sind. Dabei sind gemäß Fig. 3 Elektroden 13, 13 in einem Durchgang (collectively) an den mehreren Schmelzsicherungseinheiten 12 geformt worden. Die mehreren Schmelzsicherungseinheiten 12 mit den Elektroden 13 werden danach einzeln geschnitten bzw. durch Schneiden ver einzelt, um eine Mikrochipschmelzsicherung gemäß Fig. 4 zu liefern.

Im folgenden ist der Aufbau einer in den oben be schriebenen Schritten hergestellten Mikrochipschmelz sicherung 14 erläutert. Die Fig. 5 und 6 sind dabei Schnitte längs der Linien X-X′ bzw. Y-Y′ in Fig. 4.

Die im folgenden einfach als Schmelzsicherung be zeichnete Mikrochipschmelzsicherung 14 besitzt eine Länge von etwa 1,5 bis 3 mm, eine Breite von etwa 1,5 mm und eine Höhe von etwa 1,5 mm. Die den Hauptkörper 32 der Schmelzsicherung bildenden Substrate 2, 8 und 10 bestehen jeweils aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material einer Dicke von weniger als 1 mm. Da um den jeweiligen Schmelz leiter 7 herum der Raum oder Zwischenraum 11 vorgesehen ist, wird die Wärme, die an einer (gedruckten) Leiterplatte, auf deren Oberfläche eine solche Schmelzsicherung 14 montiert ist, erzeugt werden kann, nicht zum Schmelzleiter 7 geleitet, wobei auch die am Schmelzleiter 7 erzeugte Wärme nicht längs des Hauptkörpers 32 der Schmelzsicherung nach außen ent weichen kann.

Für die Form des um den Schmelzleiter 7 herum fest gelegten Raums ist eine Trapezform gewählt worden, damit das ausgehärtete Resistmaterial leicht entfernt werden kann. Der Raum ist jedoch nicht auf diese Form beschränkt. Wenn dieser Raum eine Kegelstumpfform oder konische Form besitzt, kann das ausgehärtete Resistmaterial, das bei der Herstellung die durchgehende Öffnung ausgefüllt hat, noch leichter entfernt werden.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Schmelzleiter im Hauptkörper aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material untergebracht werden, ohne daß die durchschmelzbaren Abschnitte bzw. Schmelzabschnitte des Schmelzleiters zwischen den Elektroden mit anderen Teilen der Schmelzsicherung in Berührung gelangen. Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht die Herstellung eines Schmelzleiters, der feiner bzw. dünner ist als der herkömmlicherweise verwendete Metalldraht, und es ermöglicht darüber hinaus die Herstellung einer Schmelzsicherung mit einem Schmelzleiter einer geringeren Wärmekapazität. Dies ermöglicht die Ver wendung beliebiger Schmelzleitermaterialien, wie Metalle, Legierungen o. dgl., die aufgrund der ihnen eigenen Eigen schaften nicht dünner ausgebildet werden konnten, und damit auch die Herstellung von Schmelzsicherungen einer Ansprech dauer-Strom-Charakteristik oder -Kennlinie, wie sie bisher nicht gewährleistet werden konnte. Da sich außerdem die Dicke eines Schmelzleiters einfach ändern läßt, lassen sich ohne weiteres Schmelzsicherungen verschiedener Stromkapazitäten oder anderer Eigenschaften herstellen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist somit eine solche Konstruktion vorgesehen, daß der Schmelzabschnitt eines Schmelzleiters zwischen Elektroden (bzw. Anschlüssen) daran gehindert ist, mit anderen Teilen der Schmelzsicherung in Berührung zu gelangen, und der Schmelzleiter ähnlich wie bei einer sog. Rohrsicherung als normale Schmelzsicherung ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Schmelzsicherung ist demzufolge extrem miniaturisiert und außerdem höchst zuverlässig.

Die Fig. 7 bis 9 veranschaulichen den Aufbau einer Mikrochipschmelzsicherung 15 mit einer Vertiefung auch im unteren Substrat und deshalb mit einem größeren Raum oder Zwischenraum.

Fig. 7 veranschaulicht das äußere Aussehen dieser Schmelzsicherung, das sich von derjenigen gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform nicht unterscheidet.

Die Fig. 8 und 9 sind Schnitte längs der Linien X-X′ bzw. Y-Y′ in Fig. 7. In einem unteren Substrat 38 ist dabei eine Vertiefung 40 vorgesehen, so daß in der Schmelzsicherung ein größerer Raum als bei der vorher beschriebenen Ausfüh rungsform vorhanden ist. Diese Schmelzsicherung kann in den selben Verfahrensschritten wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform hergestellt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 bis 9 kann ein größerer Raum um einen Schmelzleiter herum vorgesehen sein, so daß auch im Fall der Verwendung eines Metallwerkstoffs eines hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten für einen Schmelz leiter, der unter Wärmeeinfluß eine Längung erfährt, der Schmelzleiter nicht mit dem Hauptkörper o. dgl. der Schmelz sicherung in Berührung gelangt, so daß die inhärenten Charakteristika bzw. Eigenschaften des Schmelzleiters er halten bleiben können.

Im folgenden ist eine andere Ausführungsform der Erfin dung beschrieben, die sich von der vorher beschriebenen Aus führungsform dadurch unterscheidet, daß der Hauptkörper einer Mikrochipschmelzsicherung durch Laminieren bzw. Schichten von zwei Substraten geformt ist.

Im folgenden ist zunächst das Verfahren zur Herstellung einer solchen Schmelzsicherung beschrieben.

Die Fig. 10A bis 10H veranschaulichen die Verfahrens schritte zur Herstellung einer Mikrochipschmelzsicherung gemäß dieser anderen Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 10A sind oder werden in einem Substrat 16 zahlreiche Vertiefungen 50 vorgesehen, welche bei fertig gestellter Schmelzsicherung Teile der um die Schmelzleiter herum vorzusehenden Räume oder Zwischenräume bilden. Um die Schmelzleiter über diese Vertiefungen 50 hinweg verlaufen zu lassen, werden diese Vertiefungen 50 zunächst vorübergehend mit einem Photoresist ausgefüllt. Der Photoresist wird in die Vertiefungen 50 im Substrat 16 eingefüllt und dann ausge härtet, so daß die Vertiefungen 50 mit auf diese Weise aus gehärtetem Resistmaterial 54 gefüllt sind.

Sodann wird gemäß Fig. 10B zur Bildung eines Metallfilms (bzw. einer Metalldünnschicht) 55 Metall aufgedampft. Da die Vertiefungen 50 im Substrat 16 mit dem ausgehärteten Resist material 54 ausgefüllt und durch dieses geglättet, d. h. ein geebnet worden sind, kann der Metallfilm 55 als Dünnschicht einer gleichmäßigen Dicke erzeugt werden.

Gemäß Fig. 10C wird auf den aufgedampften Metallfilm 5 ein Photoresist 51 aufgetragen.

Im Anschluß daran wird gemäß Fig. 10D eine Photomaske 6 mit Mustern entsprechend denjenigen von Schmelzleitern auf den Photoresist 51 aufgelegt, worauf eine Belichtung erfolgt. Durch das Belichten wird der Photoresist 51 in dem Muster entsprechend den Schmelzleitern unter Bildung eines aus gehärteten Resistmaterials 58 ausgehärtet.

Anschließend wird gemäß Fig. 10E die Photomaske 56 entfernt. Nachdem der nicht ausgehärtete Teil des Photo resists 51 mit Lösungsmittel gewaschen und entfernt worden ist (Entwicklungsprozeß), verbleibt auf dem Metallfilm 55 das ausgehärtete Resistmaterial 58 mit der Form entsprechend derjenigen eines jeden Schmelzleiters.

Sodann werden gemäß Fig. 10F der Metallfilm 55 geätzt und damit der durch das ausgehärtete Resistmaterial 58 nicht bedeckte Bereich des Metallfilms 5 entfernt, so daß der mit dem ausgehärteten Photoresist bzw. Resistmaterial 58 bedeckte Abschnitt des Metallfilms 55, der einen Schmelzleiter 57 bildet, zurückbleibt.

Anschließend werden die jeweils über und unter dem Schmelzleiter 57 befindlichen ausgehärteten Resistmaterialien 58 bzw. 54 entfernt. Auf diese Weise kann ein Schmelzleiter 57 bereitgestellt werden, der sich über die Vertiefung 50 im Substrat 16 erstreckt.

Danach wird gemäß Fig. 10H ein Substrat 17 mit Vertie fungen 60 entsprechend den Vertiefungen 50 im Substrat 16 mit letzterem mit Hilfe eines Binde- bzw. Klebmittels 59 in der Weise klebend verbunden, daß die einzelnen Vertiefungen 60 und die entsprechenden Vertiefungen 50 jeweils miteinander fluchten und um jeden Schmelzleiter 57 herum einen Raum oder Zwischenraum 62 festlegen.

Auf diese Weise wird der Raum oder Zwischenraum 62 um den jeweiligen Schmelzleiter 57 herum gebildet; bei dieser Konstruktion kann der Schmelzabschnitt des Schmelzleiters 57 mit keinem Teil des durch Schichtung der betreffenden Substrate 16 und 17 gebildeten Hauptkörpers 63 der Schmelz sicherung in Berührung bzw. Kontakt kommen. In Fig. 10H ist mit der Bezugsziffer 18 die Schmelzsicherungseinheit mit einem Hauptkörper 63 aus den beiden Substraten 16 und 17 bezeichnet; nach dem Unterteilen bzw. Ausschneiden, und nachdem diese Einheit mit Elektroden versehen worden ist, bildet diese Einheit eine Schmelzsicherung. Der Vorgang der Anbringung von Elektroden (bzw. Anschlüssen) an der Schmelz sicherungseinheit 18 ist ähnlich wie bei der vorher be schriebenen Ausführungsform; das äußere Aussehen einer mit Elektroden 13, 13 versehenen Mikrochipschmelzsicherung ist in Fig. 11 veranschaulicht.

Die Fig. 12 und 13 sind Schnitte durch eine Mikrochip schmelzsicherung 19 längs der Linien X-X′ bzw. Y-Y′ in Fig. 11.

Ähnlich wie die vorher beschriebene Ausführungsform, besitzt diese Mikrochipschmelzsicherung 19 eine Länge von etwa 1,5 bis 3 mm, eine Breite von etwa 1,5 mm und eine Höhe von etwa 1,5 mm. Die den Hauptkörper 63 der Schmelzsicherung bildenden Substrate 16 und 17 bestehen jeweils aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material einer Dicke von weniger als 1 mm. Da um den Schmelzleiter 57 herum der Raum oder Zwischenraum 62 festgelegt ist, wird die Wärme, die an der Leiterplatte, auf deren Oberfläche die Mikrochip schmelzsicherung 19 montiert ist, erzeugt wird, nicht zum Schmelzelement 57 geleitet, während die möglicherweise am Schmelzleiter 57 erzeugte Wärme nicht längs des Hauptkörpers 63 der Schmelzsicherung nach außen entweichen kann.

Ähnlich wie bei der vorher beschriebenen Ausfüh rungsform, kommt bei der Mikrochipschmelzsicherung gemäß dieser Ausführungsform der Schmelzabschnitt (fused portion) des Schmelzleiters 57 zwischen den Elektroden 13 nicht mit anderen Teilen der Schmelzsicherung in Berührung oder Kontakt, und der Schmelzleiter 57 kann im Hauptkörper 63 aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material unter gebracht sein, so daß damit die gleichen Wirkungen und Vor teile wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform erzielt werden.

Claims

1. Mikrochipschmelzsicherung, umfassend:
einen durch Schichtung von Schichten aus mindestens zwei Substraten aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material gebildeten Hauptkörper mit einem darin festgelegten Raum oder Zwischenraum,
einen Schmelzleiter aus einem Metallfilm, der durch einen Ablagerungs- oder Aufdampfprozeß geformt ist und zwei Endabschnitte sowie einen Mittelabschnitt aufweist, wobei die beiden Endabschnitte zwischen die Substrate eingefügt sind und der Mittelabschnitt sich innerhalb des Raums erstreckt, und
an den gegenüberliegenden Enden des Hauptkörpers vor gesehene und mit den beiden Endabschnitten des Schmelzleiters verbundene Elektroden (oder Anschlüsse).

2. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das (der) Metall(film) durchschmelzbar ist.

3. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Substrate jeweils eine Ver tiefung aufweisen und der Raum durch die Vertiefungen geformt ist.

4. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Substrat vorgesehen ist, das zwischen die beiden genannten Substrate eingefügt ist und eine durchgehende Öffnung aufweist,
eines der beiden genannten Substrate eine Vertiefung aufweist und
der Raum durch die Vertiefung eines der beiden Substra te, die durchgehende Öffnung im weiteren Substrat und das andere der beiden Substrate gebildet ist.

5. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das andere der beiden (genannten) Sub strate eine Vertiefung aufweist und der Raum durch die Vertiefungen in den beiden Substraten und die durchgehende Öffnung im weiteren Substrat geformt ist.

6. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Substrate jeweils eine Ver tiefung aufweisen und der Raum durch die Vertiefungen geformt ist.

7. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Substrat vorgesehen ist, das zwischen die beiden genannten Substrate eingefügt ist und eine durchgehende Öffnung aufweist,
eines der beiden genannten Substrate eine Vertiefung aufweist und
der Raum durch die Vertiefung eines der beiden Sub strate, die durchgehende Öffnung im weiteren Substrat und das andere der beiden Substrate gebildet ist.

8. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere der beiden (genannten) Substrate eine Vertiefung aufweist und der Raum durch die Vertiefungen in den beiden Substraten und die durchgehende Öffnung im weiteren Substrat geformt ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelz sicherung, umfassend die folgenden Schritte:
Vorsehen mindestens einer durchgehenden Öffnung in einem ersten Substrat aus einem wärmebeständigen, elektrisch iso lierenden Material,
Ausfüllen der durchgehenden Öffnung mit einem ersten lichtempfindlichen Resistmaterial oder Photoresist zum Glätten oder Einebnen mindestens einer den Bereich der durchgehenden Öffnung beinhaltenden Oberfläche des ersten Substrats,
Aushärten des an der Seite der geglätteten oder ein geebneten Oberfläche befindlichen Teils des eingefüllten ersten Photoresists,
Ablagern oder Aufdampfen von Metall auf der bzw. die geglättete(n) oder eingeebnete(n) Oberfläche des ersten Substrats zwecks Erzeugung eines Metallfilms,
Auftragen eines zweiten Photoresists auf den Metallfilm, Auflegen einer Photomaske mit einem Muster (entspre chend) einer vorgesehenen Form eines Schmelzleiters auf den zweiten Photoresist, Durchführen einer Belichtung und einer Entwicklung, Ätzen des Metallfilms und Entfernen der Photo resists zwecks Bildung des Schmelzleiters aus dem sich über die durchgehende Bohrung erstreckenden Metallfilm,
Plazieren eines zweiten Substrats aus einem wärmebe ständigen, elektrisch isolierenden Material auf dem ersten Substrat in der Weise, daß die Fläche des ersten Substrats, welche der Fläche, an welcher der Schmelzleiter geformt ist, gegenüberliegt, dem zweiten Substrat zugewandt ist,
Plazieren eines dritten Substrats aus einem wärmebe ständigen, elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Vertiefung auf dem ersten Substrat in der Weise, daß die Vertiefung mit der durchgehenden Öffnung fluchtet, schichtweises Zusammensetzen der ersten, zweiten und dritten Substrate sowie
Vorsehen von Elektroden am (an den) Substrat(en), welche Elektroden elektrisch mit den beiden Enden des Schmelzleiters verbunden sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Substrat eine Anzahl von durchgehenden Öffnun gen und das zweite Substrat eine Anzahl von Vertiefungen aufweisen und daß das Verfahren den weiteren Schritt eines Unterteilens der geschichteten Substrate zwecks Bildung einzelner, getrennter chipförmiger Mikroschmelzsicherungen umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Substrat mit mindestens einer Vertiefung ver sehen ist und
der Schichtungsschritt das Plazieren des ersten Sub strats auf dem zweiten Substrat in der Weise, daß die durch gehende Öffnung des ersten Substrats mit der Vertiefung im zweiten Substrat fluchtet, umfaßt.

12. Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelz sicherung, umfassend die folgenden Schritte:
Vorsehen mindestens einer Vertiefung in einem ersten Substrat aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material,
Ausfüllen der Vertiefung mit einem ersten licht empfindlichen Resistmaterial oder Photoresist zum Glätten oder Einebnen der den Bereich der Vertiefung beinhaltenden Oberfläche des ersten Substrats,
Aushärten des eingefüllten ersten Photoresists,
Ablagern oder Aufdampfen von Metall auf der bzw. die geglättete(n) oder eingeebnete(n) Oberfläche des ersten Substrats zwecks Erzeugung eines Metallfilms,
Auftragen eines zweiten Photoresists auf den Metallfilm, Auflegen einer Photomaske mit einem Muster (entspre chend) einer vorgesehenen Form eines Schmelzleiters auf den zweiten Photoresist, Durchführen einer Belichtung und einer Entwicklung, Ätzen des Metallfilms und Entfernen der Photo resists zwecks Bildung des Schmelzleiters aus dem sich über die Vertiefung erstreckenden Metallfilm,
Plazieren eines zweiten Substrats aus einem wärmebe ständigen, elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Vertiefung auf dem ersten Substrat in der Weise, daß die Vertiefung des zweiten Substrats mit der Vertiefung des ersten Substrats fluchtet,
schichtweises Zusammensetzen der ersten und zweiten Substrate sowie
Vorsehen von Elektroden am (an den) Substrat(en), welche Elektroden elektrisch mit den beiden Enden des Schmelzleiters verbunden sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß erstes und zweites Substrat jeweils eine Anzahl von Vertiefungen aufweisen und daß das Verfahren den weiteren Schritt eines Unterteilens der geschichteten Substrate zwecks Bildung einzelner, getrennter chipförmiger Mikroschmelz sicherungen umfaßt.