JPS62190631A - ヒユ−ズ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測定機器、家電製品、製造装置等の電気回路
の保護用ヒユーズ素子に関し、特に微細加工が可能な絶
縁性基板および金属抵抗体薄膜を使用した高周波回路等
の保護用ヒユーズ素子に関するものである。　　　例え
ば、マイクロ波通信装置等の送信回路からアンテナを介
して信号を出力するとき、空間インピーダンスとのマツ
チングずれに基づき該出力の一部が該送信回路へ反射し
て来た場合等に装置保護用として利用できる。

すなわち、送信回路とアンテナとの間に本発明に係るヒ
ユーズ素子を装着し、該出力の一部が該送信回路に反射
したときに、該ヒユーズ素子が溶断することにより該送
信回路の損傷を防ぐことができる。

また１本発明は製作が容易で、かつ構造的に安定なので
、高信頼性が得られ、広範囲にわたる各種電子回路の保
護用として使用できる。

〔従来技術〕

従来のヒユーズ素子は、そのフィラメントとして細い金
属ワイヤ線や、マイラー薄膜等の上に蒸着により形成さ
れた金属薄膜が使用されており、この金属薄膜の金属材
料には、金に代表される低融点金属が使用されて・いる
。このようなフィラメントは、ヒユーズ素子が装着され
る装置回路の仕様等により決定され、所定の溶断電流が
流れた場合に瞬時に溶断されるように形状・材料等の選
択がなされ、該フィラメントの抵抗値が調整されている
。このようなフィラメントをガラス管やパッケージ等に
封入し、ヒユーズ素子を形成している。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

以下、従来のヒユーズ素子について、欠点を述べる。

（ｉ）フィラメントとして細いワイヤ線や、薄いマイラ
ー薄膜等の上に蒸着により形成された金属薄膜等を使用
するため、ヒユーズ素子作成時における作業性が悪い。

（ｉｉ）マイラー薄膜等の上に作成したフィラメントに
おいては、ホトリソグラフィ等のパターニング技術が使
えず、小型化に限度があるために、マイクロ波等の超高
周波回路への使用が困難である。また、細い金属ワイヤ
ー線をフィラメントに使用した場合は。

パッケージが大きくなると、浮遊容量の増大や、フィラ
メント自身がインダクタンスを持つこととなり、超高周
波回路等への利用が困難である。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来技術の欠点を解消するために、ホ
トリソグラフィ等のパターニング技術を使って、金属抵
抗体薄膜（以下、「金薄膜」という）を微細加工するこ
とにより、また金属が侵されない絶縁性基板に対するエ
ツチング技術を利用して、熱伝導性を有する絶縁性基板
の一部を取り除いて溝を形成し、政情に熱伝導率の悪い
気体等を充満させて、該金薄膜で発生した熱が放熱しな
いような断熱系として、高精度に溶断パワーを制御でき
る構造とした。

〔問題を解決するための手段及び作用〕本発明では、ホ
トリソグラフィに代表されるパターニング技術を利用し
て金薄膜よりなるくびれた（両部がふくれ、中はどが細
くなっている）形状のフィラメント（以下、「金フィラ
メント」という）を絶縁性基板上に形成することにより
、高周波回路内においても、容量やインダクタンスの大
きさが無視できる大きさのヒユーズ素子を製作できる。

この製作に際し、供給された電流により金フィラメント
内で発生する熱が絶縁性基板を通して放熱するのを防ぐ
ための中空の溝を設けた。この中空の溝は、金がフッ酸
に侵されない性質を利用し、金フィラメントの下部にフ
ッ酸等によるエツチングによって形成する。

アルミナやガラス等の絶縁性基板の上表面上では、熱伝
導率が高い。従って、該絶縁性基板の上表面上にヒユー
ズ素子を形成しても、該ヒユーズ素子内部で発生する熱
は、絶縁性基板を通して放散されてしまう。そのため、
ヒユーズ素子の溶断が起こり難い。このことに鑑み１本
発明では、ホトリソグラフィーに代表されるパターニン
グ技術により、ヒユーズ素子の溶断部分（くびれた形状
の中ほどの細くなった部分）の周辺および下部をエツチ
ングし、その溶断部分を熱伝導率の悪い空気や他の気体
により断熱系を形成して、所定の溶断電流および溶断パ
ワーが設定できるようにした。参考として、アルミナの
熱伝導率は２１０Ｗ　−ｍ　’　・Ｋ−１であり、ガラ
スは１５Ｗ−ｍ’　−Ｋ−１であり、一方空気は０．０
２４Ｗ　−ｍ’　−Ｋ　−’　”’？：アル。

〔実施例〕

第１図に本発明による一実施例を示す。図に準拠して説
明すると、この実施例のヒユーズ素子は、熱伝導性を有
する絶縁性基板（１）と、その上に蒸着により形成され
、くびれた形状の金薄膜の金フィラメントを形成しであ
る。この金薄膜の金フィラメントのくびれ部分の周囲お
よび下部には、溝が設けてあり、金フィラメントに電流
が流れると、抵抗値の高いくびれ部分において発熱を起
こし８周囲が熱伝導の悪い空気あるいはその他の気体で
囲まれているため、熱を放散せず、融点に達して、該く
びれ部分は溶断する。

〔製作方法〕

以下、第１図に示した本発明の一実施例のヒユーズ素子
の製作方法について説明する。まづ。

絶縁性基板（１）を有機溶済等で洗浄し、その上表面上
に真空蒸着法により金薄膜を堆積する。つぎにフォトエ
ツチング技術を用いて不要部分を除去し、くびれた形状
の金フィラメント（２）を形成する。この金フィラメン
トの抵抗値は、金薄膜の厚さ、およびフィラメント形状
によって決定されるが、金薄膜の強度の点で金薄膜の厚
さは所定の値２例えば２０００Å以上が望ましく、その
厚さでの面積抵抗を考慮し、設定の抵抗値になるように
フィラメント形状を決定する。さら　−に、フォトエツ
チング技術を用いて、絶縁性基板の上表面上に堆積され
ている金フィラメントのくびれ部分の周囲及び下部をフ
ッ酸等のエッチャントを使ってエツチング行い溝（３）
を形成する。この基合金はフッ酸によって侵されず、溝
を架橋する形で残る。最後に金フィラメントの両路端部
に取出し用電極対（４，４’）を取り付けて完成する。

〔本発明の効果〕

本発明の効果として （ｉ）微細加工技術が利用できるので、形状を超小形に
することにより、マイクロ波・ミリ波等の超高周波回路
の保護用として使用できる。

（ｉｉ）フィラメントがワイヤ線やマイラー薄膜等の薄
膜で形成されているのではなく、絶縁性基板等に固定さ
れているため、容易に作成できるので安価に製作できる
。

（ｉｉｉ　）機械的に安定なので９高信頼性が得られる
。

（ｉｖ）ホトリソグラフィに代表される微細加工技術が
利用できるので大量生産ができ、安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明によるヒユーズ素子の一実施例を示す
。 第２図は、第１図における線ｘ−ｘ　’での断面図を示
す。 図において、１は絶縁性基板、２は金属抵抗体薄膜、３
は絶縁性基板に設けられた溝、４および４′は取出し用
電極対を示す。 特許出願人　　　　アンリツ株式会社 ／ＰＴＩＯ人＆Ｔｆｆｌ＋　　　　　　　ｚｈ　　　　
ン市　　　　６　＋　Ｉｌ＋（４・　　　　　　　　　
　　　　２　４　１第１図 第２図　１ １　・・・　絶縁性基板 ２　・・・　金属抵抗体薄膜 ３　・・・　絶縁性基板に設けられた溝４．４゛　・・
・　取出し用電極対 手奈売ネ市正書（自発） 昭和６１年　３月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁性基板（１）と；該絶縁性基板の上表面上に設
   けられ、くびれた形状の金属抵抗体薄膜（２）と；該金
   属抵抗体薄膜（２）のくびれた形状の中ほどの細くなっ
   たくびれ部分の周囲と下部の前記絶縁性基板（１）に設
   けられた溝（３）と；該金属抵抗体薄膜の両終端部の上
   表面上に接設された取出し用電極対（４、４′）とを具
   備し、該取出し用電極対（４、４′）に所定の溶断電流
   あるいは溶断パワー以上の入力供給があったとき、前記
   くびれ部分が、それ自身の発熱により、瞬時に溶断する
   ことを特徴とするヒューズ素子。 ２）前記絶縁性基板（１）と；前記絶縁性基板（１）上
   の表面上に前記くびれた形状を有する金属抵抗体薄膜（
   ２）を形成する工程と；前記くびれた形状を有する金属
   抵抗体薄膜（２）のくびれ部分の周囲および下部の前記
   絶縁性基板（１）に溝を設ける工程と；前記金属抵抗体
   薄膜の両終端部に接した前記取出し用ビーム電極対（４
   、４′）を設ける工程とから構成されるヒューズ素子。