DE4434913C2 - Mikrochipschmelzsicherung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrochipschmelzsicherung gemäß dem Anspruch 1 und ein Verfahren zu ihrer Herstellung gemäß den Ansprüchen 6 und 9. Die Mikrochipschmelzsicherung wird für Oberflächenmontage auf einer (gedruckten) Leiterplatte unter Verwendung eines Metallfilms als schmelzbares 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 Mikrochipschmelzsicherung 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 5-166454 gemäß den Ansprüchen 6 und 9 offenbart.

Das Schmelzen einer Schmelzsicherung resultiert aus dem Gleichgewicht zwischen dem (der) am Schmelzleiter erzeugten Heizwert (Wärmemenge) (heating value) und dem von ihm abgestrahlten Heizwert. Aus diesem Grund ist die beste Konstruktion, 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 Hauptkörper 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 Schmelzsicherung nicht aufrechterhalten werden, was im ungünstigsten Fall zu einer Beschädigung der Leiterplatte führt.

Die DE 36 34 167 A1 offenbart einen Redundanzschaltkreis einer Halbleitereinrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Bei diesem Schaltkreis soll ein Leiterbahnstück mittels eines Laserstrahls selektiv aufgeschmolzen werden, indem dieser durch eine das Leiterbahnstück bedeckende Glasschicht von außen auf dieses aufgestrahlt und dieses dadurch erwärmt und zum Schmelzen gebracht wird (sog. Lasertrimmen). Hierbei soll der Integrationsgrad einer Schaltung erhöht und die Erfolgsrate beim Aufschmelzen mittels des Laserstrahls vergrößert werden, indem eine Schmelzeinheit mit einer Zweilagenstruktur auf einem Substrat ausgebildet wird, wobei die Leitungsbreite der Schmelzschicht aus Polysilizium kleiner gewählt wird als die Leitungsbreite einer zweiten Schicht aus Metallsilizid, die die erste Schicht überdeckt. Hierdurch wird erreicht, daß die durch Aufplatzen einer Deckschicht über der Schmelzschicht beim Schmelzen derselben erzeugte Öffnung verkleinert ist.

Der Erfindung liegt ausgehend von der DE 36 34 167 A1 die Aufgabe zugrunde, die eine Mikrochipschmelzsicherung für Oberflächenmontage auf einer (gedruckten) Leiterplatte sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelzsicherung zu schaffen, wobei die Schmelzsicherung stets ihre eigene Ansprechdauer-Strom-Kennlinie aufrechterhalten und sicher schmelzen soll, wenn sie von einem anomalen Strom durchflossen wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Mikrochipschmelzsicherung mit den Merkmalen im Anspruch 1 bzw. mit einem Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelzsicherung gemäß den Merkmalen in den Ansprüchen 6 und 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen hiervon sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Da bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ein aus einem Metallfilm (bzw. einer Metalldünnschicht) bestehender Schmelzleiter sich über den Raum erstreckt, der im Hauptkörper einer Mikrochipschmelzsicherung aus einem Schichtgebilde 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 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.

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 Mikrochipschmelzsicherung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung der Ausführungsformen 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 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 Mikrochipschmelzsicherung gemäß einer anderen Ausführungsform 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 Mikrochipschmelzsicherung gemäß einer anderen Ausführungsform 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 (Schmelzsicherung) 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 Schmelzleiter herum bilden. Um den Schmelzleiter über die durchgehenden Öffnungen 20 hinweg zu verlegen oder zu ziehen, werden diese Öffnungen 20 zunächst vorübergehend mit einem lichtempfindlichen Resistmaterial oder Photoresist 1 gefüllt. Das Substrat 2 wird auf eine Glasscheibe 3 aufgelegt, worauf der Photoresist 1 in einer zum Ausfüllen der durchgehenden Öffnungen 20 ausreichenden Menge auf das Substrat 2 aufgebracht 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 Photoresistoberfläche 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 20.

Anschließend werden gemäß Fig. 1D die Glasscheibe 3 entfernt und ein Metallfilm (oder 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 (Photoresist) 24 einer Form ähnlich oder entsprechend 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. 1I die jeweils auf und unter dem Schmelzleiter 7 befindlichen ausgehärteten Resistmaterialien 24 und 4 entfernt, so daß ein Schmelzleiter 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 Verschließen der durchgehenden Öffnungen 20 im Substrat 2 dienendes Substrat 8 mit Hilfe eines Binde- oder Klebemittels 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 Klebemittels 9 derart mit dem Substrat 2 (klebend) verbunden, daß die einzelnen Vertiefungen 30 und die entsprechenden durchgehenden Öffnungen 20 miteinander fluchten und um den Schmelzleiter 7 herum einen Raum festlegen.

Auf diese Weise werden jeweils um die Schmelzleiter 7 herum Räume oder Zwischenräume 11 gebildet, wodurch eine Konstruktion erhalten wird, bei welcher der durchschmelzbare Abschnitt des Schmelzleiters 7 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 (Einheit) mit einem Hauptkörper eines dreilagigen Aufbaus bezeichnet. Wenn diese Einheit 12 ausgeschnitten und mit jeweiligen Elektroden versehen wird, dient sie als Schmelzsicherung.

Fig. 2A veranschaulicht ein Beispiel der in den Schritten nach den Fig. 1A bis 1K geschichteten Substrate. Obgleich Elektroden (oder Anschlüsse) an den jeweiligen Schmelzsicherungseinheiten 12 nach dem Unterteilen der geschichteten Substrate 10, 2 und 8 zu einzelnen Schmelzsicherungseinheiten 12 angebracht werden können, werden bei dieser Ausführungsform Elektroden gleichzeitig an einer Anzahl von Schmelzsicherungseinheiten 12 angebracht.

Fig. 2B veranschaulicht ein Beispiel der geschichteten Substrate, die so geschnitten worden sind, daß die Schmelzleiter 7 in den jeweiligen Schmelzsicherungseinheiten 12 parallel zueinander angeordnet sind. Da Elektroden gemeinsam bzw. gleichzeitig an mehreren Schmelzsicherungseinheiten 12 angebracht 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 12 gemäß Fig. 2B, an denen Elektroden 13 gleichzeitig angebracht worden sind. Dabei sind gemäß Fig. 3 die Elektroden 13 in einem Durchgang (collectively) an den mehreren Schmelzsicherungseinheiten 12 geformt worden. Die mehreren Schmelzsicherungseinheiten 12 mit den Elektroden 13 werden danach einzeln abgeschnitten, um eine Mikrochipschmelzsicherung 14 gemäß Fig. 4 zu liefern.

Im folgenden ist der Aufbau einer in den oben beschriebenen Schritten hergestellten Mikrochipschmelzsicherung 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 bezeichnete 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 14 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 Schmelzleiter 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 14 nach außen entweichen kann.

Für die Form des um den Schmelzleiter 7 herum festgelegten Raums ist eine Trapezform gewählt worden, damit das ausgehärtete Resistmaterial 4 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 4, das bei der Herstellung die durchgehende Öffnung 20 ausgefüllt hat, noch leichter entfernt werden.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Schmelzleiter 7 im Hauptkörper 32 aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material untergebracht werden, ohne daß die durchschmelzbaren Abschnitte/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 Verwendung beliebiger Schmelzleitermaterialien, wie Metalle oder Legierungen, die aufgrund der ihnen eigenen Eigenschaften nicht dünner ausgebildet werden konnten, und damit auch die Herstellung von Schmelzsicherungen einer Ansprechdauer-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 (oder 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 38 und deshalb mit einem größeren Raum oder Zwischenraum.

Fig. 7 veranschaulicht das äußere Aussehen dieser Schmelzsicherung 15, 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 15 ein größerer Raum als bei der vorher beschriebenen Ausführungsform vorhanden ist. Diese Schmelzsicherung 15 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 7 herum vorgesehen sein, so daß auch im Fall der Verwendung eines Metallwerkstoffs eines hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten für einen Schmelzleiter 7, der unter Wärmeeinfluß eine Längung erfährt, der Schmelzleiter 7 nicht mit dem Hauptkörper der Schmelzsicherung 15 in Berührung gelangt, so daß die inhärenten Charakteristika bzw. Eigenschaften des Schmelzleiters erhalten bleiben können.

Im folgenden ist eine andere Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die sich von der vorher beschriebenen Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß der Hauptkörper einer Mikrochipschmelzsicherung durch Laminieren oder 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 Verfahrensschritte 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 fertiggestellter 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 ausgehärtet, so daß die Vertiefungen 50 mit auf diese Weise ausgehärtetem Resistmaterial 54 gefüllt sind.

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

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

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

Anschließend wird gemäß Fig. 10E die Photomaske 56 entfernt. Nachdem der nicht ausgehärtete Teil des zweiten Photoresists 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 und 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 Vertiefungen 60 entsprechend den Vertiefungen 50 im Substrat 16 mit letzterem mit Hilfe eines Binde- oder Klebemittels 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, 17 gebildeten Hauptkörpers 63 der Schmelzsicherung in Berührung oder Kontakt kommen. In Fig. 10H ist mit der Bezugsziffer 18 die Schmelzsicherungseinheit (Einheit) mit einem Hauptkörper 63 aus den beiden Substraten 16 und 17 bezeichnet; nach dem Unterteilen oder Ausschneiden, und nachdem diese Einheit 18 mit Elektroden versehen worden ist, bildet diese Einheit 18 eine Schmelzsicherung. Der Vorgang der Anbringung von Elektroden (oder Anschlüssen) an der Schmelzsicherungseinheit 18 ist ähnlich wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform; das äußere Aussehen einer mit Elektroden 13, 13 versehenen Mikrochipschmelzsicherung 19 ist in Fig. 11 veranschaulicht.

Die Fig. 12 und 13 sind Schnitte durch eine Mikrochipschmelzsicherung (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 19 bildenden Substrate 16, 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 Mikrochipschmelzsicherung 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 19 nach außen entweichen kann.

Ähnlich wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform, kommt bei der Mikrochipschmelzsicherung 19 gemäß dieser Ausführungsform der Schmelzabschnitt (fused portion) des Schmelzleiters 57 zwischen den Elektroden 13 nicht mit anderen Teilen der Schmelzsicherung 19 in Berührung oder Kontakt, und der Schmelzleiter 57 kann im Hauptkörper 63 aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material untergebracht sein, so daß damit die gleichen Wirkungen und Vorteile wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform erzielt werden.

Claims (10)

1. Mikrochipschmelzsicherung, umfassend:
einen durch Schichtung von Schichten aus mindestens zwei Substraten (8, 10; 10, 38; 16, 17) aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material gebildeten Hauptkörper (32; 63) mit einem darin festgelegten Raum (Zwischenraum) (11; 62),
einen Schmelzleiter (7; 57) aus einem Metallfilm (5; 55), der durch einen Ablagerungs- oder Aufdampfprozeß geformt ist und zwei Endabschnitte sowie einen Mittelabschnitt aufweist, wobei die beiden Endabschnitte zwischen die Substrate (8, 10; 10, 38; 16, 17) eingefügt sind und der Mittelabschnitt sich innerhalb des Raums (11; 62) erstreckt, und
an den gegenüberliegenden Enden des Hauptkörpers (32; 63) vorgesehene und mit den beiden Endabschnitten des Schmelzleiters (7; 57) verbundene Elektroden (Anschlüsse) (13).

2. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfilm (5; 55) durchschmelzbar ist.

3. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Substrate (16, 17) jeweils eine Vertiefung (50, 60) aufweisen und der Raum (62) durch die Vertiefungen (50, 60) geformt ist.

4. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
ein weiteres Substrat (2) vorgesehen ist, das zwischen die beiden Substrate (8, 10; 10, 38) eingefügt ist und eine durchgehende Öffnung (20) aufweist,
das eine Substrat (10) eine Vertiefung (30) aufweist und
der Raum (11) durch die Vertiefung (30) in dem einen Substrat (10), die durchgehende Öffnung im weiteren Substrat (2) und das andere Substrat (8) gebildet ist.

5. Mikrochipschmelzsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das andere Substrat (38) ebenfalls eine Vertiefung (40) aufweist und
der Raum (11) somit durch die Vertiefungen (30, 40) in den beiden Substraten (10, 38) und die durchgehende Öffnung (20) in dem weiteren Substrat (2) geformt ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelz­ sicherung, umfassend die folgenden Schritte:

• - Vorsehen mindestens einer durchgehenden Öffnung (20) in einem ersten Substrat (2) aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material,
• - Ausfüllen der durchgehenden Öffnung (20) mit einem ersten lichtempfindlichen Resistmaterial (Photoresist) (1) zum Glätten/Einebnen mindestens einer den Bereich der durchgehenden Öffnung (20) beinhaltenden Oberfläche des ersten Substrats (2),
• - Aushärten des an der Seite der geglätteten/ein­ geebneten Oberfläche befindlichen Teils (4) des eingefüllten ersten Photoresists (1),
• - Ablagern oder Aufdampfen von Metall auf die geglätteten/eingeebneten Oberflächen des ersten Substrats (2) zur Erzeugung eines Metallfilms (5),
• - Auftragen eines zweiten Photoresists (21) auf den Metallfilm (5),
• - Auflegen einer Photomaske (6) mit einem Muster entsprechend einer vorgesehenen Form eines Schmelzleiters (7) auf den zweiten Photoresist (21), Durchführen einer Belichtung und einer Entwicklung, Ätzen des Metallfilms (5) und Entfernen der ausgehärteten Photoresists (4, 24) zur Bildung des Schmelzleiters (7) aus dem sich über die durchgehende Öffnung (20) erstreckenden Metallfilm (5),
• - Plazieren eines zweiten Substrats (8) aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material auf dem ersten Substrat (2) in der Weise, daß diejenige Fläche des ersten Substrats (2), die der Fläche, an der der Schmelzleiter (7) geformt ist, gegenüberliegt, dem zweiten Substrat (8) zugewandt ist,
• - Plazieren eines dritten Substrats (10) aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Vertiefung (30) auf dem ersten Substrat (2) so, daß die Vertiefung (30) im dritten Substrat (10) mit der durchgehenden Öffnung (20) im ersten Substrat (2) fluchtet,
• - schichtweises Zusammensetzen der ersten, zweiten und dritten Substrate (2, 8, 10) sowie
• - Vorsehen von Elektroden (13) an den Substraten (2, 8, 10), wobei die Elektroden (13) elektrisch mit den beiden Enden des Schmelzleiters (7) verbunden sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Substrat (2) eine Anzahl von den durchgehenden Öffnungen (20) und das dritte Substrat (10) eine Anzahl von den Vertiefungen (30) aufweisen und
in einem weiteren Schritt die geschichteten Substrate (2, 8, 10) zur Bildung einzelner, getrennter, chipförmiger Mikroschmelzsicherungen unterteilt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Substrat (8) mit mindestens einer Vertiefung (40) versehen ist und
der Schichtungsschritt das Plazieren des ersten Substrats (2) auf dem zweiten Substrat (8) in der Weise, daß die durchgehende Öffnung (20) des ersten Substrats (2) mit der Vertiefung (40) im zweiten Substrat (8) fluchtet, umfaßt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Mikrochipschmelz­ sicherung, umfassend die folgenden Schritte:

• - Vorsehen mindestens einer Vertiefung (50) in einem ersten Substrat (16) aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material,
• - Ausfüllen der Vertiefung (50) mit einem ersten lichtempfindlichen Resistmaterial (Photoresist) (54) zum Glätten/Einebnen der den Bereich der Vertiefung (50) beinhaltenden Oberfläche des ersten Substrats (16),
• - Aushärten des eingefüllten ersten Photoresists (54),
• - Ablagern oder Aufdampfen von Metall auf die geglätteten/eingeebneten Oberflächen des ersten Substrats (16) zur Erzeugung eines Metallfilms (55),
• - Auftragen eines zweiten Photoresists (51) auf den Metallfilm (55),
• - Auflegen einer Photomaske (56) mit einem Muster entsprechend einer vorgesehenen Form eines Schmelzleiters (57) auf den zweiten Photoresist (51), Durchführen einer Belichtung und einer Entwicklung, Ätzen des Metallfilms (55) und Entfernen der ausgehärteten Photoresists (54, 58) zur Bildung des Schmelzleiters (57) aus dem sich über die Vertiefung (50) erstreckenden Metallfilm (55),
• - Plazieren eines zweiten Substrats (17) aus einem wärmebeständigen, elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Vertiefung (60) auf dem ersten Substrat (16) so, daß die Vertiefung (60) des zweiten Substrats (17) mit der Vertiefung (30) des ersten Substrats (16) fluchtet,
• - schichtweises Zusammensetzen des ersten und zweiten Substrats (16, 17) sowie
  Vorsehen von Elektroden (13) an den Substraten (16, 17), wobei die Elektroden elektrisch mit den beiden Enden des Schmelzleiters (57) verbunden sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das erste und das zweite Substrat (16, 17) jeweils eine Anzahl der Vertiefungen (50, 60) aufweisen und
• - in einem weiteren Schritt die geschichteten Substrate (16, 17) zur Bildung einzelner, getrennter, chipförmiger Mikroschmelzsicherungen unterteilt werden.