JPS62193029A - ヒユ−ズ素子の製法 - 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１Ｍ造装置等の電気回路
保護用のヒユーズ素子の製法に関し、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
回路等の保護用のヒユーズ素子の製法に関するものであ
る。

例えば９本発明により製造されたヒユーズ素子は、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の製法
により製造された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９本発明により製造されたヒユーズ素子は製作が容
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〕

従来の製法によるヒユーズ素子は、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真空蒸
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およびその製法について、欠
点を述べる。

（１）　　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。

（２）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。

Ｃ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、該溝に熱伝導率の悪い
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
る構造とするヒユーズ素子の製法である。

〔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　Ｃ以下、　「金フ
ィラメントＪ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造でき
る。この製法に際し、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ン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（くびれた形状の中はどの細くなった部分）の周辺
および下部をエツチングして、その溶断部分を熱伝導率
の悪い空気や他の気５一 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−Ｉ−Ｋ−’であり、一方、空気は０
．０２４Ｗ　−ｍ　’　−Ｋ　−’　テある。

〔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、Ｓ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２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。

〔製造方法〕

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」
二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１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ン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。

この場合、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終端部に取出し用
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は。

（１）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。

（２）　　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。

（３）機械的に安定なので、高信頼性が得られる。

（４）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２本発明によるヒユーズ素子の製法の一実施例
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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性基板（１）の上表面上に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；該くびれた形状
   を有する金属抵抗体薄膜（２）のくびれ部分の周囲およ
   び下部の該絶縁性基板（１）に溝を設ける工程と；該金
   属抵抗体薄膜の両終端部の上表面上に接して取出し用ビ
   ーム電極対（４、４′）を設ける工程とからなるヒュー
   ズ素子の製法