[发明专利]反熔丝元件

说明书

技术领域

本发明涉及反熔丝元件(antifuse device)，更具体而言，涉及与电子部件、电子设备并联连接，通过施加过电压来从高电阻向低电阻不可逆地变化，形成旁路电路(bypass circuit)的反熔丝元件。

背景技术

在液晶显示装置、各种照明装置上搭载有多个发光二极管(Light Emitting Diode；以下称作“LED”)作为发光源。

另外，在近年来的各种电子设备中，多个齐纳二极管、压敏电阻等电子部件被安装在电子电路基板上。

而且，在这样的多个电子部件串联连接的情况下，将被称作反熔丝元件的补偿元件与各电子部件并联连接，以使即便特定的电子部件由于寿命等断线而引起开路不良，也不会影响其他电子部件的动作。该反熔丝元件在LED等电子部件进行通常动作时处于绝缘状态，但当电子部件由于断线等而引起开路不良时使其短路，成为导通状态，由此来避免其他电子部件停止动作。

例如，在专利文献1中提出了一种具有与多个LED的每一个分别并联连接，在正极侧以及负极侧的各个端子附近设置了具有规定熔点的导电物的反熔丝元件(补偿元件)，在LED发生了开路不良的情况下，通过与该LED并联连接的补偿元件中设置的导电物，使两端子间被熔接的发光二极管照明电路。

在专利文献1中，如图16(a)所示，补偿元件101具备：绝缘体103，其被覆或者印刷了电阻元件102；端子104、105，被设置在绝缘体103的两侧，与电阻元件102的正极侧及负极侧连接；和低熔点导电物106、107，形成在绝缘体103与所述端子104、105的各连接部分以及周边，以规定的温度熔融。

而且，当LED正常动作时，如该图16(a)所示，低熔点导电物106、107相互离开，维持电绝缘状态。另一方面，当LED由于断线等造成开路不良时，电流流向在反熔丝元件101。然后，在电阻元件102中产生焦耳热，该焦耳热经由绝缘体103向低熔点导电物106、107传导。结果，如图16(b)所示，低熔点导电物106、107熔融/熔接，两端子104、105电连接而成为导通状态，绕过LED向反熔丝元件流入电流。而且，由此即使一部分的LED成为开路不良，也能够确保串联连接的其他LED进行正常的照明动作。

另外，作为与反熔丝元件相关的其他现有技术，如专利文献2所示，公知有一种如下所述的半导体装置：具备半导体基板；在所述半导体基板上形成的第1Al布线；形成在该第1Al布线上，与该第1Al布线电连接的第1电极；在所述半导体基板上形成的第2Al布线；形成在该第2Al布线上，与该第2Al布线电连接的第2布线；和与所述第1以及第2电极接触的反熔丝膜；所述第1以及第2电极由对于Al的阻挡金属(barrier metal)构成，所述反熔丝膜由具有规定原子组成比的SiN_x形成。

该专利文献2涉及一种被使用于FPGA(现场可编程门阵列，Field Programmable Gate Array)用途的反熔丝元件。即，在由Ti/TiN的阻挡金属层构成的第1电极以及第2电极间，夹装由SiN_x构成的绝缘体作为反熔丝膜，在作为初期状态的非程序状态下显示绝缘性，在被施加了规定电压的程序状态下，低电阻化而成为导通状态，由此能够以电气的方式进行程序的写入。

专利文献1：日本特开2007-329275号公报

专利文献2：日本特开平7-22513号公报

但是，在专利文献1中，虽然在开路不良时使低熔点导电物106、107熔融而使两者熔接，因此电阻低且能够稳定地通电，但在电阻元件102的电阻值低的情况下，正常动作时电流也流向电阻元件102。因此，有可能流向LED的电流减小，导致LED的发光量降低。另一方面，在电阻元件102的电阻值高的情况下，正常动作时仅微小电流流入反熔丝元件101，能够抑制LED的发光量降低，但由于LED开路不良时为使其发热而需要向电阻元件102供给足够的电流，因此需要容量大的电源装置，有可能会导致高成本化。

另外，专利文献2的反熔丝元件是面向FPGA用途的，通过施加规定电压来进行低电阻化，使第1电极与第2电极短路而设成导通状态，由此能够进行程序的写入。即，专利文献2的反熔丝元件是以程序的写入为目的的，因此导通部分窄且为高电阻，不是假设向反熔丝元件流入大电流的反熔丝元件。另一方面，在LED等电子部件的开路不良对策用途中使用反熔丝元件的情况下，需要向与所述电子部件并联连接的反熔丝元件中通入10mA以上的大电流。