CN106415771A - 短路元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供因可熔导体的熔融而确实地在短路电极间产生短路的短路元件。所述短路元件具有：第1电极(11)、与第1电极(11)邻接设置的第2电极(12)、第1可熔导体(13)以及加热第1可熔导体(13)的发热体(14)，所述第1可熔导体(13)被第1电极(11)支撑且通过熔融而在第1电极(11)、第2电极(12)之间连续地凝集从而使第1电极(11)、第2电极(12)产生短路，第1可熔导体(13)向着第2电极(12)侧突出而被支撑。

Description

短路元件

技术领域

本发明涉及通过电信号使断路状态的电源线、信号线发生物理的且电性的短路的短路元件。

本申请以2014年6月4日在日本申请的日本专利申请号特愿2014-116003为基础主张优先权，通过参考该申请而援用于本申请中。

背景技术

能够反复充电利用的二次电池，大多加工成电池组来提供给用户。特别是重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户和电子机器的安全，一般会在电池组中内藏过充电保护、过放电保护等众多保护线路，具有在预定的情形下阻断电池组的输出的功能。

这种保护元件中，使用内藏于电池组的FET开关来进行输出的ON/OFF，由此来进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。但是，在因某种原因FET开关发生短路破坏的情形下，在施加雷电浪涌等流过瞬间的大电流的情形下，或者在因电池单元的寿命而使得输出电压异常下降、相反地输出过大异常电压、电池单元的各自电压的差异变大的情形下，就不得不保护电池组、电子机器免于起火等事故。在此，对于这样的能够想象到的一切异常状态，为了安全地阻断电池单元的输出，就要使用由具有通过来自外部的信号来阻断电流通路的功能的保险元件构成的保护元件。

作为用于锂离子二次电池等的保护线路的保护元件，有如下的元件：如专利文献1中所记载的那样，在电流通路上的第1电极、发热体引出电极、第2电极之间连续地连接可熔导体来作为电流通路的一部分，该电流通路上的可熔导体因过电流引起的自身发热或者通过保护元件内部设置的发热体而发生熔断。通过这样的保护元件，熔融的液体状的可熔导体汇集到与发热体相接的导体层上，从而将第1电极、第2电极之间分离，阻断电流通路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-003665号公报

专利文献2:日本特开2004-185960号公报

专利文献3:日本特开2012-003878号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，近年来，使用电池和电机的HEV(混合动力汽车，Hybrid ElectricVehicle)、EV(电动汽车，Electric Vehicle)正急速地普及。作为HEV、EV的动力源，从能量密度和输出特性考虑，锂离子二次电池被使用起来。汽车用途中，需要高电压、大电流。因此，需要开发耐受高电压、大电流的专用单个电池(cell)，但由于制造成本上的原因，大多数情况下通过将多个电池单元进行串联、并联连接，使用通用单个电池来确保必要的电压、电流。

对此，高速行驶中的汽车等中，急剧的驱动力下降、突然停止有时反而有危险的情形，要求设定非正常时的电池管理。例如，行进中电池系统产生异常时，从避免危险方面考虑，还优选能够供给用于移动到修理工厂或安全区域的驱动力或者使用警示灯、空调的驱动力。

但是，如专利文献1那样的将多个电池单元串联连接的电池组中，在充放电通路上仅设置保护元件的情形下，如果电池单元的一部分中发生异常而使保护元件产生动作，就会阻断电池组整体的充放电通路，因而无法供供电力。

在此，为了仅排除由多个单个电池构成的电池组中的异常电池单元，而有效地利用正常的电池单元，提出了短路元件的技术方案，即形成仅绕过异常的电池单元的旁路通路。

图45显示短路元件的一个构成例，图46显示适用了短路元件的电池线路的线路图。如图45和图46所示，该短路元件100具有：在充放电通路上与电池单元101并联连接、正常时断路的第1、第2短路电极102,103，通过熔融而使第1、第2短路电极102,103之间短路的2个可熔导体104a,104b以及与可熔导体104a串联连接并使可熔导体104a,104b熔融的发热体105。

在短路元件100中，在陶瓷基板等绝缘基板110上，形成发热体105和与发热体105的一端相连接的外部连接电极111。此外，在短路元件100中，在发热体105上，隔着玻璃等绝缘层112，形成与发热体105的另一端相连接的发热体电极113、第1、第2短路电极102,103以及支撑第1、第2短路电极102,103和可熔导体104a,104b的第1、第2支撑电极114,115。

第1支撑电极114与在绝缘层112上露出的发热体电极113相连接，并且与第1短路电极102相邻接。第1支撑电极114支撑第1短路电极102以及一个可熔导体104a的两侧。同样地，第2支撑电极115与第2短路电极103相邻接，并支撑第2短路电极103以及另一个可熔导体104b的两侧。

在短路元件100中，构成从外部连接电极111经过发热体105、发热体电极113、可熔导体104a直至第1短路电极102的向发热体105供电的供电通路。

发热体105通过该供电通路流过的电流而自身发热，由该热(焦耳热)而使可熔导体104a、104b熔融。如图46所示，发热体105经由外部连接电极111与FET等电流控制元件106相连接。电流控制元件106在电池单元101正常时调节向发热体105的供电，在异常时经由充放电通路控制向发热体105流过的电流。

使用了短路元件100的电池线路，如果检测出在电池单元101中的异常电压等，通过保护元件107将该电池单元101从充放电通路上阻断，同时，使电流控制元件106进行动作，向发热体105流过电流。如此，通过发热体105的热使可熔导体104a、104b熔融。可熔导体104a、104b在向相对大面积的第1、第2短路电极102、103侧偏移后产生熔融，熔融导体在2个短路电极102、103之间连续地凝集、结合。因此，短路电极102、103经由可熔导体104a、104b的熔融导体而短路，由此，可以形成绕过电池单元101的电流通路。

此外，短路元件100中，可熔导体104a向第1短路电极102侧移动的同时发生熔融，由此使得第1支撑电极114与第1短路电极102之间断路，由此，阻断向发热体105的供电通路，从而停止发热体105的发热。

这里，在这种短路元件100中，谋求通过可熔导体104a、104b的熔融使短路电极102、103之间确实地短路。即，短路元件100中，通过可熔导体104a、104b的熔融导体在短路电极102、103之间连续地凝集而使短路电极102、103短路，谋求更多的熔融导体在短路电极102、103上凝集。

但是，如果为了在短路电极102、103上较多地凝集熔融导体，使短路电极102、103相对地成为比第1、第2支撑电极114、115更大面积的话，例如在短路元件100的回流实装时等，可熔导体104a、104b可能会离开第1、第2支撑电极114、115而移动到短路电极102、103上。因此，短路元件100中就会有在动作前阻断向发热体105的供电通路且使短路电极102、103之间发生短路的初期短路的风险。

此外，如果为了降低初期短路风险而缩小短路电极102、103的面积，还会有可熔导体104a、104b的熔融导体不能在短路电极102、103之间连续地凝集，不能使短路电极102、103之间短路的风险。

因此，对于电池线路等各种线路，希望有这样的短路元件，即能够形成旁路电流通路而使得通过可熔导体的熔融确实地使短路电极之间短路的短路元件。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明涉及的短路元件具有第1电极、与上述第1电极邻接而设置的第2电极、第1可熔导体以及加热上述第1可熔导体的发热体，所述第1可熔导体被上述第1电极支撑且通过熔融而在上述第1电极、第2电极之间连续地凝集并使上述第1电极、第2电极短路，上述第1可熔导体向着上述第2电极侧突出而被支撑。

发明的效果

根据本发明，如果发热体发热，则第1可熔导体因发热体的热而熔融，向着第2电极侧突出的熔融导体会凝集在第1电极的周围，由此，也接触与第1电极邻接配置的第2电极，从而能够使第1电极11、第2电极12之间短路。

附图说明

图1是显示应用了本发明的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图2是显示应用了本发明的短路元件进行动作的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图3是显示应用了本发明的短路元件的线路结构图。

图4是显示应用了本发明的短路元件进行动作的状态的线路结构图。

图5是显示具有辅助可熔导体的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图6是显示具有辅助可熔导体的短路元件进行动作的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图7是显示应用了本发明的其他短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图8是显示应用了本发明的其他短路元件进行动作的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图9是显示具有辅助可熔导体的其他短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图10是显示具有支撑电极的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图11是显示具有支撑电极的其他短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图12(A)是表面实装型的短路元件的平面图，图12(B)是透过短路元件的发热体等而显示的平面图，图12(C)是图12(A)的A-A’剖面图。

图13是显示发热体在发热中的表面实装型的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图14是显示发热体停止发热后的表面实装型的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图15是显示具有支撑电极的表面实装型的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图16是显示表面实装型的其他短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图17是显示具有支撑电极的表面实装型的其他短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图18是显示向发热体供电的供电通路与第1电极、第2电极电性地独立的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图19(A)、(B)是显示向发热体供电的供电通路与第1电极、第2电极电性地独立的短路元件的线路结构的图。

图20是显示应用了向发热体供电的供电通路与第1电极、第2电极电性地独立的短路元件的短路线路的一例的图。

图21是显示具有辅助可熔导体的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图22是显示在向发热体供电的供电通路上具有第2可熔导体的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图23是显示具有第2可熔导体的短路元件进行动作的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图24是显示具有第2可熔导体和辅助可熔导体的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图25是显示表面实装型的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图、(C)是B-B’剖面图。

图26是在图25所示的短路元件中去除第1可熔导体来显示的平面图。

图27是显示在图25所示的短路元件中，发热体开始发热的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图、(C)是B-B’剖面图。

图28是显示在图25所示的短路元件中，发热体停止发热的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图、(C)是B-B’剖面图。

图29是显示在第1电极、第2电极之间还设置了绝缘层的短路元件的平面图。

图30是显示在覆盖部件的顶面部设置了第2电极的短路元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图、(C)是B-B’剖面图。

图31是显示图30所示的短路元件进行动作的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图、(C)是B-B’剖面图。

图32(A)是显示在绝缘基板的背面侧设置了发热体的短路元件的剖面图，图32(B)是显示在绝缘基板的内部设置了发热体的短路元件的剖面图。

图33(A)是显示在绝缘基板的背面侧设置了发热体的短路元件的剖面图，图33(B)是显示在绝缘基板的内部设置了发热体的短路元件的剖面图。

图34(A)是显示在绝缘基板的背面侧设置了发热体的短路元件的剖面图，图34(B)是显示在绝缘基板的内部设置了发热体的短路元件的剖面图。

图35(A)是显示在绝缘基板的背面侧设置了发热体的短路元件的剖面图，图35(B)是显示在绝缘基板的内部设置了发热体的短路元件的剖面图。

图36是显示具有高熔点金属层和低熔点金属层并具有被覆结构的可熔导体的立体图，(A)显示以高熔点金属层为内层且被低熔点金属层被覆的结构，(B)显示以低熔点金属层为内层且被高熔点金属层被覆的结构。

图37是显示具有高熔点金属层与低熔点金属层的层叠结构的可熔导体的立体图，(A)显示上下2层结构，(B)显示内层和外层的3层结构。

图38是显示具有高熔点金属层与低熔点金属层的多层结构的可熔导体的剖面图。

图39是显示在高熔点金属层的表面形成线状开口部而露出低熔点金属层的可熔导体的平面图，(A)显示沿着长度方向形成开口部，(B)显示沿着宽度方向形成开口部。

图40是显示在高熔点金属层的表面形成圆形开口部而露出低熔点金属层的可熔导体的平面图。

图41是显示在高熔点金属层形成圆形开口部且在内部填充有低熔点金属的可熔导体的平面图。

图42是显示露出被高熔点金属包围的低熔点金属的可熔导体的立体图。

图43是显示使用图42所示的可熔导体的短路元件的动作前的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图、(C)是B-B’剖面图。

图44是显示使用图42所示的可熔导体的短路元件的动作前的状态的图，(A)是平面图，(B)是A-A’剖面图。

图45是显示参考例涉及的短路元件的平面图。

图46是显示使用了参考例涉及的短路元件的电池线路结构的图。

具体实施方式

以下，对于应用了本发明的短路元件，参考附图进行详细说明。需要说明的是，本发明并不仅仅限定于以下的实施方式，在不用脱离本发明主旨的范围内，当然可以进行各种变更。此外，附图只是示意图，各尺寸的比率等与现实会有不同。具体的尺寸等应当参考以下的说明来进行判断。此外，附图之间，当然也会包括相互的尺寸关系、比率不同的部分。

[短路元件1]

如图1(A)、(B)所示，应用了本发明的短路元件1具有第1电极11、与第1电极11邻接设置的第2电极12、第1可熔导体13以及加热第1可熔导体13的发热体14，所述第1可熔导体13被第1电极11支撑且通过熔融而在第1电极11、第2电极12之间连续地凝集并使第1电极11、第2电极12短路。

这些第1电极11、第2电极12、发热体14，通过在例如氧化铝等绝缘基板上进行高熔点金属糊的印刷、烧成等，在同一平面上形成。此外，第1电极11、第2电极12、发热体14也可以通过使用由高熔点金属构成的线材、板材等结构部件，支撑在预定位置上来形成。

第1电极11、第2电极12被接近配置且被断路，通过短路元件1的动作，如图2(A)、(B)所示，后述的第1可熔导体13的熔融导体13a发生凝集、结合，构成经由该熔融导体13a而短路的开关2。第1电极11、第2电极12各自在一端设置外部连接端子11a、12a。第1电极11、第2电极12经由这些外部连接端子11a、12a与电源线路、数字信号线路等外部线路相连接，通过短路元件1的动作，成为向该外部线路的旁路电流通路或者功能线路供电的供电通路。

需要说明的是，在由结构部件构成的第1电极11、第2电极12的一部分被支撑体支撑的情形下，该支撑体优选为热传导率为10W/m·K以下的绝缘材料。在短路元件1中，支撑第1电极11、第2电极12的一部分的支撑体被收纳到例如热传导率为25W/m·K这样高的氧化铝陶瓷箱中时，第1电极11、第2电极12的热会经由该支撑体而释放到氧化铝陶瓷箱，成为难以加热的状况。

这里，通过由热传导率为10W/m·K以下的绝缘材料构成的支撑体来支撑第1电极11、第2电极12，在短路元件1中，可防止传导到第1电极11、第2电极12的发热体14的热经由支撑体而放热到通用的氧化铝陶瓷等外框体，能够快速加热、熔融第1可熔导体13。需要说明的是，支撑体的热传导率由于比外框体低，从而能够抑制向外框体的放热，通过使热传导率为10W/m·K以下，从而能够充分抑制向通用的氧化铝陶瓷的外框体的放热，进一步，从抑制放热的角度出发，作为支撑体材料优选使用最大热传导率为2W/m·K以下的塑料、玻璃。

第1可熔导体13可以使用由发热体14的发热而被快速熔融的任意金属，可以适合使用例如Sn或以Sn为主成分的无铅焊料等低熔点金属。

此外，第1可熔导体13也可以含有低熔点金属和高熔点金属。作为低熔点金属，优选使用Sn或以Sn为主成分的无铅焊料等焊料，作为高熔点金属，优选使用Ag、Cu或以这些为主成分的合金等。通过含有高熔点金属和低熔点金属，在将短路元件1回流实装时，即使回流温度超过低熔点金属的熔融温度，低熔点金属熔融，也能抑制低熔点金属向外部流出，维持第1可熔导体13的形状。此外，即使在熔断时，通过低熔点金属的熔融，将高熔点金属溶蚀(焊料侵蚀)，从而能够在高熔点金属的熔点以下的温度快速地进行熔断。需要说明的是，第1可熔导体13如后文中所说明的那样，可以通过各种结构来形成。

第1可熔导体13形成为大致矩形板状，经由连接用焊料等接合材15等连接到第1电极11上。这里，本发明的短路元件1中，第1可熔导体13向着第2电极12侧突出而被支撑。第1可熔导体13在短路元件1的动作之前，与第2电极12分隔开而被支撑。而且，如果发热体14发热，则第1可熔导体13因发热体14的热而熔融，熔融导体13a凝集在第1电极11的周围，由此，也会接触与第1电极11邻接配置的第2电极12，在第1电极11、第2电极12之间产生短路。

第1可熔导体13优选为如图1(B)所示，与第2电极12分隔开的同时相互重叠。由此，如果第1可熔导体13受到发热体14的热而熔融，则因张力或者重力会与第2电极12接触，可以确实地在第1电极11、第2电极12之间产生短路。

需要说明的是，为了防止氧化、提高润湿性等，在第1可熔导体13上涂布助焊剂(flux)24(参照图12等)。

[发热体]

使第1可熔导体13加热、熔融的发热体14是一通电就会发热的具有导电性的部件，例如由镍铬合金、W、Mo、Ru等或含有这些的材料构成。在绝缘基板上设置发热体14时，可以通过将这些的合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合制成糊状，使用网版印刷技术形成图案并进行烧成等来形成。

[绝缘层]

发热体14隔着绝缘层17与支撑第1可熔导体13的第1电极11相连接，可以隔着绝缘层17而加热第1电极11。为了保护发热体14并绝缘，同时为了使发热体14的热有效地传导至第1电极11，设置例如由玻璃层构成的绝缘层17。第1电极11被发热体14加热，从而使第1可熔导体13熔融，同时可以使熔融导体13a易于凝集。

此外，发热体14的一端与发热体引出电极18相连接，另一端与发热体电极19相连接。发热体引出电极18和发热体电极19是与使发热体14通电的外部线路相连接的电极，对于发热体14，通过外部线路来控制发热体引出电极18与发热体电极19之间的通电。

在短路元件1中，还可以使发热体引出电极18支撑第1可熔导体13的一端。此时，在短路元件1中，如图1(A)、(B)所示，将发热体引出电极18设置在第2电极12的与第1电极11相反侧，跨过第2电极12之上来设置第1可熔导体13。第1可熔导体13由第1电极11和发热体引出电极18支撑，由此，在短路元件1中，第1电极11和第1可熔导体13构成向发热体14通电的通电通路的一部分。因此，在短路元件1中，如果第1可熔导体13熔融，则第1电极11、第2电极12之间短路，则第1电极11与发热体引出电极18之间熔断，阻断了向发热体14通电的通电通路，因此，可以停止发热。需要说明的是，为了使更多的熔融导体13a凝集于第1电极11，优选将发热体引出电极18形成为比第1电极11的宽度更窄。

[线路结构]

短路元件1具有如图3所示的线路结构。即，短路元件1构成为开关2，其在动作前的状态，第1电极11与第2电极12相接近但却分隔开，由此而绝缘，通过第1可熔导体13的熔融而短路。通过将短路元件1串联连接到实装的线路基板的电流通路上，第1、第2电极11、12就组装到电源线路等各种外部线路28A、28B之间。

此外，在短路元件1中，形成供电通路3，从第1电极11经由第1可熔导体13、发热体引出电极18连接发热体14，进一步连接至发热体电极19。

在短路元件1中，通常由经由发热体电极19连接的电流控制元件32来控制向供电通路3的通电。电流控制元件32是控制供电通路3的通电的开关元件，例如由FET构成，与检测组装短路元件1的外部线路是否需要物理的短路的检测元件35相连接。检测元件35是检测组装有短路元件1的各种外部线路28A、28B之间是否需要通电的线路，例如，在电池组的异常电压时的旁路电流通路的构建、网络通信机器中针对黑客、破解而绕过数据服务器的辅助(bypass)信号通路的构建或者设备、软件的激活等需要借助第1电极11、第2电极12的短路而使外部线路28A、28B之间的电流通路必须产生物理的、不可逆的短路时，电流控制元件32进行动作。

由此，在短路元件1中，通过电流控制元件32，供电通路3通电，发热体14发热。如果经由供电通路3向发热体14通电，则如图2(A)、(B)所示，第1可熔导体13被发热体14加热而熔融，熔融导体13a凝集在第1电极11的周围，同时，与邻接配置的第2电极12接触。由此，在短路元件1中，绝缘的第1电极11、第2电极12经由熔融导体13a而短路，将外部线路28A和28B连接起来。

此时，在短路元件1中，由于第1可熔导体13向着第2电极12侧突出而被支撑，或者优选与第2电极12重叠而被支撑，因此如果第1可熔导体13受到发热体14的热而熔融，则熔融导体13a在第1电极的周围凝集的过程中，由于张力或者重力与第2电极12接触，能够在第1电极11、第2电极12之间确实地产生短路。

此外，在短路元件1中，由于第1可熔导体13向着第2电极12侧突出而被支撑，优选与第2电极12重叠而被支撑，更优选同时被发热体引出电极18支撑，因此，即使在例如将短路元件1在外部线路中回流实装时，也可以防止第1可熔导体13向第2电极12侧偏移并短路的初期短路、熔融导体13a不能在第1电极11与第2电极12之间连续地凝集而未短路的状况。

此外，在短路元件1中，在第1电极11、第2电极12之间短路后，连接在第1电极11和发热体引出电极18之间的第1可熔导体13熔断。由此，在短路元件1中，经由第1可熔导体13连接的第1电极11和发热体引出电极18之间产生断路，阻断向发热体14的供电通路3。因此，停止向发热体14的供电，发热体14停止发热。短路元件1的动作时的线路结构如图4所示。

[熔断顺序]

在此，将短路元件1形成为在第1电极11、第2电极12之间短路后，连接在第1电极11与发热体引出电极18之间的第1可熔导体13产生熔断。这是因为介由第1可熔导体13连接的第1电极11和发热体引出电极18，构成向发热体14供电的供电通路3，因此，如果第1电极11与发热体引出电极18之间的熔断先于第1电极11、第2电极12的短路，就会有向发热体14的供电停止，第1电极11,第2电极12之间不能产生短路的可能。

在此，将短路元件1形成为如果发热体14发热，则在第1电极11与发热体引出电极18之间的阻断之前，第1电极11、第2电极12之间就产生短路。具体而言，在短路元件1中，将发热体引出电极18设置在与第1电极11、第2电极12相比更远离发热体14的位置。由此，在短路元件1中，如果发热体14发热，则第1电极11比发热体引出电极18更早地传导热。因此，如果通过第1电极11使得向着第2电极12侧突出而被支撑的第1可熔导体13熔融，就能够在熔融导体13a快速凝集在第1电极11周围的同时，熔融导体13a在第1电极11、第2电极12之间产生短路，之后，阻断发热体引出电极18。

[辅助可熔导体]

此外，在短路元件1中，如图5所示，第2电极12上还可以连接辅助可熔导体21，同时发热体14隔着绝缘层17与第1电极11、第2电极12连接。

通过在第2电极12上设置辅助可熔导体21，如图6所示，在短路元件1中，通过第1可熔导体13和辅助可熔导体21的各熔融导体13a、21a，在第1电极11、第2电极12之间连续地凝集的熔融导体的量就会增大，能够确实地短路。辅助可熔导体21可以使用与第1可熔导体13相同的材料来形成。此外，辅助可熔导体21还可以如后文中说明的那样，由各种各样的结构来形成。此外，辅助可熔导体21与第1可熔导体13同样地由接合焊料等接合材15来与第2电极12接合。

需要说明的是，辅助可熔导体21优选从第2电极12向着第1电极11侧突出而设置，在与第1电极11分隔开的同时突出至相互重叠的位置。此外，辅助可熔导体21被支撑为与第1可熔导体13也相重叠，从而辅助可熔导体21的熔融导体21a与第1可熔导体13的熔融导体13a易于凝集，能够有助于第1电极11、第2电极12之间的短路。

与辅助可熔导体21接合的第2电极12，与第1电极11同样地，隔着绝缘层17与发热体14连接。由此，第2电极12隔着绝缘层17有效地传输发热体14的热，可以使辅助可熔导体21快速熔融。

进而，由于第2电极12的中空结构而导致热容量下降、材料的低比热化、材料的高热传导率化等而导致升温速度提高，由此可以加快辅助可熔导体21的熔融，使得第1电极11与第2电极12之间的短路较第1可熔导体13的熔融更早，由此，可以确实地在阻断第1电极11与发热体引出电极18之间之前，使第1电极11、第2电极12之间发生短路。

[短路元件40]

此外，应用了本发明的短路元件中，如图7(A)、(B)所示，还可以将发热体引出电极18设置在第1电极11的与第2电极12的相反侧，第1可熔导体13在第2电极12上悬臂支撑。需要说明的是，在短路元件40的说明中，对于与上述短路元件1相同的部件采用相同的符号，省略了详细的说明。

该短路元件40中，第1可熔导体13向着第2电极12侧突出而被支撑，优选与第2电极12相重叠而被支撑，由此，如图8(A)、(B)所示，一旦因发热体14的发热而熔融，则会因张力或者重力，熔融导体13a与第2电极12接触，能够在第1电极11、第2电极12之间确实地产生短路。

此外，即使在短路元件40中，为了在第1电极11、第2电极12之间发生短路后，阻断第1电极11与发热体引出电极18之间，优选将发热体引出电极18设置在比第1电极11、第2电极12距发热体14更远的位置。

此外，即使在短路元件40中，如图9(A)、(B)所示，还可以在第2电极12上连接辅助可熔导体21，同时使发热体14隔着绝缘层17与第1电极11、第2电极12连接。在这种情况下，短路元件40中，将辅助可熔导体21设置为从第2电极12向着第1电极11侧突出，优选在与第1电极11分隔开的同时突出至相重叠的位置。此外，通过将辅助可熔导体21支撑为与第1可熔导体13也相重叠，能够使得辅助可熔导体21的熔融导体21a与第1可熔导体13的熔融导体13a易于凝集，有助于第1电极11、第2电极12之间的短路。

需要说明的是，上述短路元件1、40中，如图10、图11所示，还可以在第1电极11、第2电极12的与发热体引出电极18相反侧，设置支撑第1可熔导体13的另一端的支撑电极22。短路元件1、40中，通过将第1可熔导体13的两端支撑在发热体引出电极18和支撑电极22上，即使在回流实装时等高温环境下，也能稳定地支撑第1可熔导体13。

[表面实装类型]

此外，应用了本发明的短路元件能够形成为可以表面实装在外部线路基板中。形成为用于表面实装的短路元件1，如图12(A)～(C)所示，在绝缘基板10的表面10a上形成发热体14、发热体引出电极18和发热体电极19，隔着绝缘层17在发热体14上层叠第1电极11、第2电极12。第1可熔导体13与第2电极12重叠且与第1电极11和发热体引出电极18相连接。需要说明的是，图12(A)是表面实装型的短路元件1的平面图，图12(B)是显示透过短路元件1的发热体14等的平面图，图12(C)是图12(A)的A-A’剖面图。

绝缘基板10可以采用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等具有绝缘性的部件来形成为大致方形。绝缘基板10还可以使用其他的玻璃环氧树脂基板、苯酚基板等用于印刷配线基板的材料，但需要注意第1可熔导体13熔断时的温度。

发热体14可以通过将例如镍铬合金、W、Mo、Ru等的合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合，将制成糊状的产物使用网版印刷技术在绝缘基板10的表面10a上形成图案并烧成等来形成。此外，发热体引出电极18和发热体电极19可以通过使用网版印刷技术将Ag等高熔点金属糊在绝缘基板10的表面10a上形成图案并烧成等来形成。

此外，发热体14的一端与发热体引出电极18相连接，另一端与发热体电极19相连接。发热体引出电极18具有与在绝缘基板10的表面10a上形成的发热体14相连接的下层部18a、和层叠在下层部18a上并与第1可熔导体13相连接的上层部18b。发热体引出电极18的上层部18b从下层部18a开始覆盖绝缘层17之上来形成，经由接合材15与第1可熔导体13连接。发热体电极19与在绝缘基板10的背面10b上形成的外部连接端子19a相连接。发热体14经由该外部连接端子19a与外部线路相连接。

发热体14在绝缘基板10的表面10a上被绝缘层17覆盖。绝缘层17为了给发热体14提供保护和绝缘并有效地将发热体14的热传给第1电极11、第2电极12而设置，例如由玻璃层构成。在绝缘层17上，邻接形成第1电极11、第2电极12以使得与发热体14重叠，与发热体14分隔开而形成发热体引出电极18。第1电极11、第2电极12被发热体14加热，从而使得第1可熔导体13的熔融导体13a易于凝集。

需要说明的是，绝缘层17也可以形成在绝缘基板10和发热体14之间。即，在短路元件1中，还可以将发热体14形成于在绝缘基板10的表面10a上形成的绝缘层17的内部。

第1电极11、第2电极12从绝缘基板10的表面10a开始覆盖绝缘层17之上来形成。此外，第1电极11、第2电极12与在绝缘基板10的背面10b上形成的外部连接端子11a、12a相连接。短路元件1经由该外部连接端子11a、12a而被组装到电源线路等各种外部线路中。

在第1电极11与发热体引出电极18之间，连接有跨过第2电极12之上且形成为板状的第1可熔导体13。第1可熔导体13由在第1电极11、第2电极12上形成的玻璃等绝缘层23支撑且与第1电极11、第2电极12分隔开，同时，由在第1电极11和发热体引出电极18上设置的接合焊料等接合材15支撑且能够与第1电极11和发热体引出电极18导通。由此，短路元件1中形成了从第1电极11、第1可熔导体13、发热体引出电极18、发热体14至发热体电极19的向发热体14供电的供电通路3。

需要说明的是，绝缘层23通过将邻接设置的第1电极11、第2电极12的相对的一部分除去来形成。此外，在发热体引出电极18上也形成绝缘层23，防止连接用焊料等接合材15、熔融导体13a的流出。进而，为了防止氧化、提高润湿性等，在第1可熔导体13上涂布助焊剂24。此外，在短路元件1中，在绝缘基板10的表面10a上由覆盖部件25所覆盖。

在短路元件1中，如果发热体14发热，如图13(A)、(B)所示，隔着绝缘层17和第1电极11、第2电极12，第1可熔导体13被加热，熔融导体13a在第1电极11、第2电极12之间凝集，产生短路。此时，在短路元件1中，通过以与第2电极12相重叠的方式支撑第1可熔导体13，从而，一旦因发热体14的发热而熔融，因张力或者重力，熔融导体13a就与第2电极12接触，能够在第1电极11、第2电极12之间确实地产生短路。需要说明的是，在短路元件1中，通过在第1电极11、第2电极12上设置的绝缘层23而将熔融导体13a存留在第1电极11、第2电极12之间，由此能够防止熔融导体13a向外部连接端子11a、12a侧流出而影响与外部线路的连接状态的情况。

接着，如图14(A)、(B)所示，在短路元件1中，第1可熔导体13在第1电极11与发热体引出电极18之间熔断，阻断了向发热体14的供电通路3，停止发热。

这里，在短路元件1中，第1电极11、第2电极12与发热体14重叠，且发热体引出电极18设置在与发热体14分隔开的位置，因此，如果发热体14发热，则能够在第1电极11与发热体引出电极18之间的供电通路3的阻断之前，在第1电极11、第2电极12之间产生短路

需要说明的是，在短路元件1中，如图12所示，第1可熔导体13还可以向着第1电极11的与第2电极12相反侧延伸。由此，在短路元件1中，使在第1电极11、第2电极12之间凝集的熔融导体13a的量增加，能够确实地产生短路。

此外，在短路元件1中，如图15(A)、(B)所示，还可以设置支撑电极22来支撑在第1电极11的与第2电极12相反侧延伸的第1可熔导体13的端部。在短路元件1中，第1可熔导体13的两端由发热体引出电极18和支撑电极22所支撑，因此，即使在回流实装时等的高温度环境下，也能够稳定地支撑第1可熔导体13。

此外，上述短路元件40也可同样地形成为用于表面实装。该短路元件40中，如图16(A)、(B)所示，在绝缘层17上在第1电极11的与第2电极12的相反侧设置发热体引出电极18，第1可熔导体13延伸到第2电极12上。需要说明的是，图16所示的短路元件40除了第1电极11、第2电极12的位置外，具有与图12所示的短路元件1同样的结构。

此外，在短路元件40中，第1可熔导体13也可以向着第2电极12的与第1电极11的相反侧延伸。由此，在短路元件1中，使在第1电极11、第2电极12之间凝集的熔融导体13a的量增加，能够确实地产生短路。此外，在短路元件40中，如图17(A)、(B)所示，也可以设置支撑电极22来支撑在第1电极11的与第2电极12的相反侧延伸的第1可熔导体13的端部。

[短路元件50]

此外，应用了本发明的短路元件中，向发热体14供电的供电通路3还可以与由第1可熔导体13导致短路的第1电极11、第2电极12电性地独立。该短路元件50中，如图18(A)、(B)所示，发热体14的一端与发热体引出电极18连接，在发热体14的另一端形成发热体电极19，从而形成向发热体14供电的供电通路3，同时第1可熔导体13不与发热体引出电极18相连接且被第1电极11支撑。需要说明的是，在短路元件50的说明中，对于与上述短路元件1相同的部件赋予相同的符号，省略详细说明。

短路元件50中，支撑第1可熔导体13的第1电极11隔着绝缘层17与发热体14连接，有效地传输发热体14的热，从而可以使第1可熔导体13熔融。即，短路元件50中，发热体14与第1电极11和第1可熔导体13电性地独立，而通过热来连接。

此外，短路元件50中，供电通路3经由在发热体引出电极18上设置的外部连接端子18a而与形成于外部线路中的电源相连接。

而且，短路元件50中，第1可熔导体13通过第1电极11向着第2电极12侧突出而被支撑，如果通过来自发热体14的加热而使第1可熔导体13熔融，则熔融导体13a就会在第1电极11的周围凝集从而与第2电极12接触，由此在第1电极11、第2电极12之间产生短路。

短路元件50中，组装到外部线路中的第1电极11、第2电极12之间的电流通路与使第1可熔导体13熔断的发热体14的供电通路3是电性独立的，因此，无论外部线路是什么种类，都可以将供电通路3的电源电压设定得高，即使使用低额定电流的发热体14，也可以供给能够获得使第1可熔导体13熔融的充分发热量的电力。因此，根据短路元件50，作为经由第1电极11、第2电极12来产生短路的外部回路，也可以用于电源线路之外的流过微弱电流的数字信号线路中。

此外，根据短路元件50，形成的向发热体14供电的供电通路3与组装到外部线路中的第1电极11、第2电极12之间的电流通路是电性的独立的，因此，控制向发热体14供电的电流控制元件32，可以与外部线路的额定电流无关地根据发热体14的额定电流来选择，通过使用控制低额定电流的发热体14(例如1A)的电流控制元件32，可以更廉价地制造。

[线路结构]

接下来，对短路元件50的线路结构进行说明。图19(A)显示短路元件50的线路图。图20中显示使用短路元件50的短路线路60的一例。

短路元件50中，构成第1电极11和第2电极12在初期状态相互断路且通过第1可熔导体13的熔融而产生短路的开关2，具有通过该开关2形成将第1电极11与第2电极12连接起来的第1线路51。第1线路51在组装了短路元件50的电源线路、数字信号线路等的各种外部线路28A、28B之间串联连接。

此外，短路元件50中，发热体引出电极18、发热体14和发热体电极19在初期状态下构成向发热体14供电的供电通路3。供电通路3与第1线路51电性地独立，如果因发热体14的热而使第1可熔导体13熔融，则与第1线路51产生热的连接。发热体14的一端经由发热体引出电极18与控制供电的电流控制元件32连接。此外，发热体14的另一端经由发热体电极19与向发热体14供电的外部电源53连接。

电流控制元件32是控制向供电通路3供电的开关元件，例如由FET构成，与检测是否需要第1线路51的物理短路的检测元件35相连接。检测元件35是检测组装有短路元件50的第1线路51的各种外部线路28A、28B之间是否需要通电的线路，例如，在电池组的异常电压时的旁路电流通路的构建、网络通信机器中针对黑客、破解而绕过数据服务器的辅助(bypass)信号通路的构建或者设备、软件的激活等需要借助第1线路51的短路而使外部线路28A、28B之间的电流通路必须产生物理的、不可逆的短路时，使电流控制元件32进行动作。

由此，通过向供电通路3供给外部电源53的电力而使发热体14发热，使第1可熔导体13熔融，熔融导体13a在第1电极11、第2电极12之间连续地凝集。由此，经由熔融导体13a，第1电极11与第2电极12产生短路，将外部线路28A、28B连接起来。

此时，短路元件50中，向发热体14供电的供电通路3与第1线路51电性地独立地形成，因此，能够向发热体14供电直至第1电极11、第2电极12产生短路。

[辅助可熔导体]

此外，短路元件50中，如图21所示，还可以在第2电极12与辅助可熔导体21连接的同时，发热体14隔着绝缘层17与第1电极11、第2电极12连接。由此，短路元件50中，通过第1可熔导体13和辅助可熔导体21的各熔融导体13a、21a，使在第1电极11、第2电极12之间连续地凝集的熔融导体的量增大，能够确实地产生短路。

需要说明的是，即使在短路元件50中，辅助可熔导体21从第2电极12向着第1电极11侧突出而设置，优选与第1电极11分隔开且突出至重叠的位置。此外，通过以与第1可熔导体13重叠的方式支撑辅助可熔导体21，辅助可熔导体21的熔融导体21a与第1可熔导体13的熔融导体13a易于凝集，能够有助于第1电极11、第2电极12之间的短路。

[短路元件70]

此外，应用了本发明的短路元件，如图22所示，还可以使第2可熔导体72介于向发热体14供电的供电通路3之上。该短路元件70具有与发热体引出电极18邻接设置的发热体供电电极71以及在发热体引出电极18和发热体供电电极71之间连续地搭载的第2可熔导体72。需要说明的是，在短路元件70中，对于与上述短路元件1相同的部件赋予相同的符号，省略详细说明。图19(B)中显示短路元件70的线路图。

发热体供电电极71在设置为与发热体引出电极18邻接的同时，经由第2可熔导体72与发热体引出电极18相连接，由此构成向发热体14供电的供电通路3。此外，发热体供电电极71与作为与外部线路连接的端子的外部连接端子71a相连接。发热体供电电极71可以使用与发热体引出电极18相同的材料，可以在形成发热体引出电极18时同时形成。

第2可熔导体72连续地搭载于邻接设置的发热体引出电极18和发热体供电电极71之间，构成在短路元件70的动作前向发热体14供电的供电通路3的一部分。第2可熔导体72可以使用与第1可熔导体13相同的材料来形成。此外，第2可熔导体72如后文中所说明的那样，可以由各种结构来形成。

如图23所示，短路元件70中，通过在供电通路3中设置第2可熔导体72，从而一旦发热体14发热则第2可熔导体72就会熔断，熔融导体72a以发热体引出电极18和发热体供电电极71分开的方式凝集，由此阻断供电通路3，能够自动地停止发热体14的发热。此时，短路元件70中，还可以形成为第2可熔导体72不在第1可熔导体13之前熔断。

[熔断顺序]

即，这是因为，在短路元件70中，经由第2可熔导体72连接的发热体供电电极71和发热体引出电极18，构成向发热体14供电的供电通路3，因此，如果在第1电极11、第2电极12短路之前就使发热体供电电极71和发热体引出电极18之间熔断，就会使向发热体14的供电停止，有可能不能在第1电极11、第2电极12之间产生短路。

这里，在短路元件70中，如果发热体14发热，就会在发热体供电电极71和发热体引出电极18之间的阻断之前，在第1电极11、第2电极12之间产生短路。具体而言，在短路元件70中，第1可熔导体13设置在比第2可熔导体72更接近发热体14的位置。由此，在短路元件70中，如果发热体14发热，会比第2可熔导体72更早地传热至第1可熔导体13。因此，如果发热体14发热，则第1可熔导体13快速熔融，熔融导体13a在第1电极11的周围凝集，同时熔融导体13a使第1电极11、第2电极12之间产生短路，随后，第2可熔导体72熔融，能够阻断向发热体14供电的供电通路3。因此，在短路元件70中，直至第1电极11、第2电极12之间产生短路，都能确实地连续地向发热体14供电。

此外，短路元件70中，通过发热体供电电极71与第1电极11电性地连接，可以形成与短路元件1同样的线路结构，同时通过将功能分为第1可熔导体13用于第1电极11、第2电极12之间的短路以及第2可熔导体72用于阻断发热体14，能够进一步确实地保证短路元件1的线路中的短路与阻断的次序。

此外，对于第1可熔导体13、第2可熔导体72，截面积越小则熔断越快，因此，还可以通过将第1可熔导体13的截面积形成为比第2可熔导体72的截面积更小，来使得在发热体供电电极71与发热体引出电极18之间的阻断之前，在第1电极11、第2电极12之间产生短路。

此外，还可以是通过改变第1可熔导体13、第2可熔导体72的材料，使得第2可熔导体72的熔点相对高于第1可熔导体13的熔点，则在发热体供电电极71与发热体引出电极18之间的阻断之前，在第1电极11、第2电极12之间产生短路。例如，在第1可熔导体13、第2可熔导体72采用低熔点金属和高熔点金属的层叠结构时，通过使第1可熔导体13中的低熔点金属的比率高，第2可熔导体中的高熔点金属的比率高，从而可以设置熔点差。

[辅助可熔导体]

此外，在短路元件70中，如图24所示，还可以是第2电极12与辅助可熔导体21连接，同时发热体14隔着绝缘层17与第1电极11、第2电极12连接。由此，在短路元件70中，由于第1可熔导体13和辅助可熔导体21的各熔融导体13a、21a，使第1电极11、第2电极12之间连续地凝集的熔融导体的量增大，能够确实地产生短路。

需要说明的是，在短路元件70中，辅助可熔导体21设置成从第2电极12向着第1电极11侧突出，优选在与第1电极11分隔开的同时突出至重叠的位置。此外，以与第1可熔导体13重叠的方式支撑辅助可熔导体21，由此，辅助可熔导体21的熔融导体21a与第1可熔导体13的熔融导体13a易于凝集，能够有助于第1电极11、第2电极12之间的短路。

此外，上述短路元件50、70中，还可以在第1电极11的与第2电极12的相反侧设置发热体引出电极18，也可以在第2电极12的与第1电极11的相反侧设置发热体引出电极18。此外，在任何一种情况下，第1可熔导体13都被第1电极11悬臂支撑，向着第2电极12侧突出，优选为重叠。进而，在任何一种情况下，第1可熔导体13也可以跨越第2电极12之上而延伸。此外，在任何一种情况下，也可以设置支撑第1可熔导体13的端部的支撑电极。

[短路元件80]

此外，应用了本发明的短路元件形成为用于表面实装的同时，由于扩大了第1电极11、第2电极12对于第1可熔导体13的支撑面积，因而还可以防止第1可熔导体13的变形并防止初期短路。

关于该短路元件80，如图25、图26所示，具有：设置了发热体14的绝缘基板10，覆盖发热体14且与第1电极11、第2电极12层叠的第1绝缘层81，在第1电极11、第2电极12上层叠且使第1电极11、第2电极12的相对的各前端部露出的第2绝缘层82，以及与第1电极11、第2电极12邻接且与发热体14电性地连接的发热体引出电极18。需要说明的是，图26是显示短路元件80的不包括第1可熔导体13的平面图。此外，在短路元件80中，对于与上述短路元件1相同的部件赋予相同的符号，省略详细说明。

在短路元件80中，在绝缘基板10的表面10a上形成发热体14、发热体引出电极18和发热体电极19，在发热体14上隔着第1绝缘层81层叠第1电极11、第2电极12。第1绝缘层81为了对发热体14进行保护和绝缘并有效地将发热体14的热传输给第1电极11、第2电极12而设置，例如由玻璃层构成。在第1绝缘层81上，第1电极11、第2电极12邻接形成且与发热体14重叠，发热体引出电极18形成为与发热体14分隔开。在第1电极11、第2电极12中，因被发热体14加热，能够易于使第1可熔导体13的熔融导体13a凝集。发热体引出电极18具有在绝缘基板10的表面10a上形成且与发热体14相连接的下层部18a以及与下层部18a连接且在第1绝缘层81上层叠并与第1可熔导体13相连接的上层部18b。

短路元件80中的第1电极11、第2电极12在形成为矩形的绝缘基板10的长度方向上连续地大范围地形成，同时，从绝缘基板10的宽度方向的两侧缘至中央部形成，隔开规定的间隔而相对。此外，第1电极11、第2电极12除了相对的各前端部之外与第2绝缘层82层叠。由此，第1电极11、第2电极12的相对的各前端部被露出。

在短路元件80中，通过较长地形成第1电极11、第2电极12的短路长度，从而可以提高短路的确实性，并且降低第1电极11、第2电极12在短路后的短路电阻，因而能够应对高额定电流。

第1可熔导体13的一端经由接合用焊料等接合材15与发热体引出电极18连接，另一端经由接合用焊料等接合材15与在第1绝缘层81上形成的支撑电极83连接。此外，第1可熔导体13被在第1电极11、第2电极12上设置的第2绝缘层82支撑，同时通过接合用焊料等接合材15而与第1电极11电性地连接。即，在短路元件80中，在第1绝缘层81上大范围地层叠第1电极11、第2电极12，同时，除了这些第1电极11、第2电极12的各前端部之外与第2绝缘层82层叠，从而能够由第2绝缘层82从第1可熔导体13的中央部至侧缘部广泛地支撑。

因此，根据短路元件80，在回流实装时等，能够防止第1可熔导体13弯曲，防止因第1可熔导体13的变形所引起的在第1电极11、第2电极12之间的短路，即初期短路。

在短路元件80中，如果向发热体14通电而开始发热，如图27所示，发热体14的热经由第1绝缘层81、第1电极11、第2电极12和第2绝缘层82向第1可熔导体13传输，开始熔融。此时，在短路元件80中，在第1绝缘层81上大范围地层叠第1电极11、第2电极12，从而与发热体14重叠。此外，在短路元件80中，在第1电极11、第2电极12上大范围地层叠第2绝缘层82，经由该第2绝缘层82来支撑第1可熔导体13，因此，可以有效地将发热体14的热向第1可熔导体13传输，在发热后，第1可熔导体13在第1电极11、第2电极12上快速熔融，能够使第1电极11、第2电极12产生短路。

此外，在短路元件80中，第1电极11、第2电极12与发热体14重叠，同时，发热体引出电极18设置在与发热体14隔开的位置，由此，可以防止在第1电极11、第2电极12的短路之前，发热体引出电极18与第1电极11熔断、停止向发热体14供电的情况。

在短路元件80中，第1电极11、第2电极12短路后，如图28所示，发热体引出电极18与第1电极11熔断，阻断向发热体14供电的供电通路3。

[全周支撑]

此外，在短路元件80中，第2绝缘层82还可以从第1电极11、第2电极12上开始在第1电极11、第2电极12之间连续地层叠，从而可以确实地防止第1可熔导体13的中央部的挠曲。例如如图29所示，第2绝缘层82在第1电极11、第2电极12的各长度方向上层叠的同时，在长度方向的两端部也在宽度方向上形成第2绝缘层82，由此，第2绝缘层82也在第1电极11、第2电极12之间层叠，由此，形成露出第1电极、第2电极的相对的各前端部的开口。将第1可熔导体13搭载为覆盖第2绝缘层82的开口。因此，第1可熔导体13被全周地连续地支撑，可以防止在长度方向和宽度方向上的挠曲。

因此，根据图29所示的短路元件80，在回流实装时等，能够确实地防止第1可熔导体13的弯曲，从而可以防止因第1可熔导体13的变形所引起的第1电极11、第2电极12之间的短路，即初期短路。

[短路元件90]

此外，应用了本发明的短路元件，在形成为用于表面实装的同时，还可以设置覆盖第2电极12的覆盖部件。

关于该短路元件90，如图30所示，具有覆盖在绝缘基板10的表面之上的覆盖部件25，第2电极12形成在覆盖部件25的顶面部25b且与第1电极11相对。需要说明的是，在短路元件90中，对于与上述短路元件1相同的部件赋予相同的符号，省略详细说明。

覆盖部件25具有与绝缘基板10的表面10a的外缘部相连接的侧壁部25a和顶面部25b，可以使用各种工程塑料、与绝缘基板10同样的材料来形成。对于覆盖部件25，从覆盖部件25的一侧缘部25a至顶面部25b，形成第2电极12。

短路元件90中的第2电极12通过在绝缘基板10上搭载覆盖部件25，从而与在绝缘基板10的表面10a上形成的外部连接电极26相连接。外部连接电极26与在绝缘基板10的背面10b形成的外部连接端子26a相连接。短路元件90经由该外部连接端子26a组装到电源线路等各种外部线路中。

此外，第2电极12与在绝缘层17上层叠的第1电极11相对，同时在与第1电极11之间设置第1可熔导体13。

这样的短路元件90中，如果发热体14发热，如图31所示，经由绝缘层17和第1电极11向第1可熔导体13传输热，将其熔融。熔融导体13a在第1电极11上凝集的同时，也在在顶面部25b上与第1电极11相对设置的第2电极12上凝集。由此，短路元件90中经由熔融导体13a能够使第1电极11、第2电极12产生短路。短路元件90中，在第1电极11、第2电极12短路后，发热体引出电极18与第1电极11熔断，阻断向发热体14供电的供电通路3。

[其他结构]

需要说明的是，在上述各短路元件1、40、50、70、80、90中，形成为板状的第1可熔导体13优选具有与第1电极11的连接面积的2倍以上的面积。由此，第1可熔导体13能够确保第1电极11、第2电极12之间产生短路所需的充分的熔融导体的量，同时，即使在端部被发热体引出电极18、支撑电极22支撑时，第1可熔导体13也能够快速熔断。

此外，在上述各短路元件1、40、50、70、80、90中，第1可熔导体13也可以由线材来形成，这种情况下，第1可熔导体13优选具有与第1电极11的连接长度的2倍以上的长度。由此，第1可熔导体13能够确保第1电极11、第2电极12之间产生短路所需的充分的熔融导体的量，同时即使在端部被发热体引出电极18、支撑电极22支撑时，第1可熔导体13也能够快速熔断。

进而，在上述各短路元件1、40、50、70、80、90中，第1电极11、第2电极12的间隔优选为在第1电极、第2电极的间隔的延长线上的第1电极11的宽度以下。例如，如图1所示，在短路元件1中，第1电极11、第2电极12的间隔W₁优选为在第1电极、第2电极的间隔的延长线上的第1电极11的宽度W₂以下。由此，通过将第1电极11、第2电极12在更接近的位置上配置，第1可熔导体13的熔融导体13a在第1电极11的周围凝集时更确实地与第2电极12接触，可以使得熔融导体13a能够在第1电极11、第2电极12之间连续地凝集。

[涂覆处理]

此外，上述各短路元件1、40、50、70、80、90的第1电极11、第2电极12、发热体引出电极18、支撑电极22和发热体供电电极71，可以使用Cu、Ag等一般电极材料来形成，优选在表面上通过镀敷处理等公知的方法涂覆Ni/Au镀敷、Ni/Pd镀敷、Ni/Pd/Au镀敷等的被膜。由此，在各短路元件1、40、50、70、80、90中，可以防止第1电极11、第2电极12、发热体引出电极18、支撑电极22和发热体供电电极71的氧化，确实地保持第1可熔导体13、第2可熔导体72。此外，在回流实装短路元件1、40、50、70、80、90时，通过连接第1可熔导体13、第2可熔导体72的连接用焊料等接合材15或形成第1可熔导体13、第2可熔导体72的外层的低熔点金属发生熔融，从而可以防止第1电极11、第2电极12、发热体引出电极18、支撑电极22和发热体供电电极71被溶蚀(焊料侵蚀)。

[发热体的位置]

此外，表面实装型的短路元件1、40、80、90中，除了在绝缘基板10的表面10a上形成发热体14之外，如图32(A)、图33(A)、图34(A)、图35(A)所示，也可以设置在绝缘基板10的背面10b。这种情况下，发热体14在绝缘基板10的背面10b被绝缘层17覆盖。此外，构成向发热体14供电的供电通路3的发热体电极19也同样地形成于绝缘基板10的背面10b。对于发热体引出电极18，与发热体14连接的下层部18a形成于绝缘基板10的背面10b，搭载第1可熔导体13的上层部18b形成于绝缘基板10的表面10a，下层部18a与上层部18b经由导电通孔来连接。

此外，在绝缘基板10的背面10b，发热体14优选形成在与第1电极11、第2电极12相重叠的位置。此外，发热体引出电极18优选设置在较第1电极11、第2电极12距离发热体14更远的位置。

此外，如图32(B)、图33(B)、图34(B)、图35(B)所示，短路元件1、40、80、90中，发热体14还可以形成在绝缘基板10的内部。这种情况下，就没有必要设置覆盖发热体14的绝缘层17。此外，对于连接发热体14的一端的发热体电极19，其与发热体14连接的一个端部延伸直至绝缘基板10的内部，经由导电通孔与设置在绝缘基板10的背面10b的外部连接端子19a相连接。对于发热体引出电极18，与发热体14连接的下层部18a延伸至绝缘基板10的内部，经由导电通孔与搭载第1可熔导体13的上层部18b相连接。

此外，在绝缘基板10的内部，发热体14优选形成在与第1电极11、第2电极12相重叠的位置。此外，发热体引出电极18优选设置在较第1电极11、第2电极12距离发热体17更远的位置。

在短路元件1、40、80、90中，通过将发热体14形成在绝缘基板10的背面10b、绝缘基板10的内部，使绝缘基板10的表面10a平坦化，由此，可以在表面10a上形成第1电极11、第2电极12和发热体引出电极18。因此，对于短路元件1、40、80、90，不仅可以简化第1电极11、第2电极12和发热体引出电极18的制造工序，还能实现薄型化。

此外，对于短路元件1、40、80、90，即使将发热体14形成在绝缘基板10的背面10b、绝缘基板10的内部，通过使用精细陶瓷等热传导性优良的材料作为绝缘基板10的材料，从而可以利用发热体14，与层叠在绝缘基板10的表面10a上的情形相同地，加热第1可熔导体13，使之熔断。

[可熔导体的结构]

如上所述，第1可熔导体13、第2可熔导体72和辅助可熔导体21还可以含有低熔点金属和高熔点金属。需要说明的是，在以下的说明中，除非需要特别区分，将第1可熔导体13、第2可熔导体72和辅助可熔导体21统称为“可熔导体13、72、21”。作为低熔点金属，优选使用以Sn为主成分的无铅焊料等焊料，作为高熔点金属，优选使用Ag、Cu或以这些为主成分的合金等。此时，可熔导体13、72、21还可以如图36(A)所示，使用将高熔点金属层91设置为内层、将低熔点金属层92设置为外层的可熔导体。这种情况下，可熔导体13、72、21可以是高熔点金属层91的全部表面被低熔点金属层92覆盖的结构，也可以是除了相对的一对侧面之外被覆盖的结构。由高熔点金属层91、低熔点金属层92形成的覆盖结构，可以使用镀敷等公知的成膜技术来形成。

此外，如图36(B)所示，可熔导体13、72、21也可以使用将低熔点金属层92设置为内层、将高熔点金属层91设置为外层的可熔导体。这种情况下，可熔导体13、72、21可以是低熔点金属层92的全部表面被高熔点金属层91覆盖的结构，也可以是除了相对的一对侧面之外被覆盖的结构。

此外，可熔导体13、72、21还可以是如图37所示的高熔点金属层91与低熔点金属层92层叠的层叠结构。

这种情况下，可熔导体13、72、21，如图37(A)所示，可以形成为由与第1电极11、第2电极12、发热体引出电极18、支撑电极22等连接的下层和在下层上层叠的上层构成的2层结构，可以在作为下层的高熔点金属层91的上表面层叠作为上层的低熔点金属层92，也可以相反地在作为下层的低熔点金属层92的上表面层叠作为上层的高熔点金属层91。或者，可熔导体13、72、21，如图37(B)所示，还可以形成为由内层和在内层的上下表面层叠的外层构成的3层结构，可以在作为内层的高熔点金属层91的上下表面层叠作为外层的低熔点金属层92，也可以相反地在作为内层的低熔点金属层92的上下表面层叠作为外层的高熔点金属层91。

此外，可熔导体13、72、21，如图38所示，还可以构成为由高熔点金属层91和低熔点金属层92交互层叠而成的4层以上的多层结构。这种情况下，可熔导体13、72、21还可以是由构成最外层的金属层覆盖全部表面或覆盖除了相对的一对侧面的表面的结构。

此外，可熔导体13、72、21中，还可以在构成内层的低熔点金属层92的表面条纹状地部分地层叠高熔点金属层91。图39是可熔导体13、72、21的平面图。

在图39(A)所示的可熔导体13、72、21中，在低熔点金属层92的表面上，在宽度方向上以规定的间隔在长度方向上形成多个线状的高熔点金属层91，由此沿着长度方向形成线状的开口部93，从该开口部93露出低熔点金属层92。对于可熔导体13、72、21，通过使低熔点金属层92从开口部93露出，熔融了的低熔点金属与高熔点金属的接触面积增加，能够更加促进高熔点金属层91的侵蚀作用，提高熔断性。开口部93可以通过例如在低熔点金属层92上实施构成高熔点金属层91的金属的部分镀敷来形成。

此外，可熔导体13、72、21中，如图39(B)所示，还可以在低熔点金属层92的表面，在长度方向上以规定的间隔，在宽度方向上形成多个线状的高熔点金属层91，由此沿着宽度方向形成线状的开口部93。

此外，可熔导体13、72、21中，如图40所示，还可以在低熔点金属层92的表面形成高熔点金属层91，同时在高熔点金属层91的全部表面上形成圆形的开口部94，从该开口部94露出低熔点金属层92。开口部94可以通过例如在低熔点金属层92上实施构成高熔点金属层91的金属的部分镀敷来形成。

可熔导体13、72、21中，低熔点金属层92通过从开口部94露出，熔融的低熔点金属与高熔点金属的接触面积增加，能够更加促进高熔点金属的侵蚀作用，提高熔断性。

此外，可熔导体13、72、21中，如图41所示，也可以在作为内层的高熔点金属层91中形成多个开口部95，在该高熔点金属层91上使用镀敷技术等使低熔点金属层92成膜，填充在开口部95内。由此，可熔导体13、72、21中，熔融的低熔点金属与高熔点金属的接触面积增大，因而低熔点金属能在更短时间内溶蚀高熔点金属。

此外，可熔导体13、72、21中，优选形成为低熔点金属层92的体积比高熔点金属层91的体积更多。可熔导体13、72、21中，低熔点金属受到发热体14的发热而被加热、熔融，由此来溶蚀高熔点金属，这样可以快速熔融、熔断。因此，可熔导体13、72、21中，通过形成为低熔点金属层92的体积比高熔点金属层91的体积更多，能够促进该溶蚀作用，使第1电极11、第2电极12之间快速短路。

此外，可熔导体13、72、21中，如图42所示，还可以具有：形成为大致矩形板状的且形成为比由构成外层的高熔点金属覆盖的主面部13b、72b、21b更厚壁的相对的一对第1侧缘部13c、72c、21c，以及露出构成内层的低熔点金属且形成为比第1侧缘部13c、72c、21c更薄壁的相对的一对第2侧缘部13d、72d、21d。

第1侧缘部13c、72c、21c的侧面被高熔点金属层91覆盖，同时由此形成为较可熔导体13、72、21的主面部13b、72b、21b更厚的壁。在第2侧缘部13d、72d、21d的侧面露出外周被高熔点金属层91围绕的低熔点金属层92。第2侧缘部13d、72d、21d除了与第1侧缘部13c、72c、21c相邻接的两端部之外，形成为具有与主面部13b、72b、21b相同的厚度。

如上所述构成的第1可熔导体13，如图43所示，第1侧缘部13c在第1电极11、第2电极12之间连续地连接，同时沿着发热体引出电极18和支撑电极83上连接，第2侧缘部13d向着与在第1电极11、第2电极12上形成的第2绝缘层82相对的方向连接。

由此，在短路元件1中，可以确实地防止回流实装时等的第1可熔导体13的弯曲，可以防止因第1可熔导体13的变形而在第1电极11、第2电极12之间产生短路，即初期短路。此外，在短路元件1中，发热体14发热后，能够使第1可熔导体13快速熔融，在第1电极11、第2电极12上凝集而产生短路。

即，对于第1侧缘部13c，由于被高熔点金属覆盖，低熔点金属层92也没有露出，因而难以发挥溶蚀作用，需要更多的热能量来完成熔融。因此，对于第1可熔导体13，即使受到回流实装时等的加热，在第1电极11与第2电极12之间也难以挠曲，能够防止因弯曲引起的第1电极11、第2电极12间接触，从而防止第1电极11、第2电极12之间的初期短路。

此外，第2侧缘部13d形成为比第1侧缘部13c更薄壁。此外，第2侧缘部13d的侧面上露出构成内层的低熔点金属层92。由此，对于第2侧缘部13d，因低熔点金属层92引起高熔点金属层91的侵蚀作用，并且，被侵蚀的高熔点金属层91的厚度也形成为比第1侧缘部13c薄，因此，相比于由高熔点金属层91形成为厚壁的第1侧缘部13c，能够以较少的热量快速熔融。

因此，在短路元件1中，通过发热体14的发热，第2侧缘部13d在相对的第1电极11与第2电极12之间快速熔融，熔融导体在第1电极11、第2电极12上凝集、结合。由此，在短路元件1中，第1电极11、第2电极12产生短路。

此外，如上所述构成的第2可熔导体72，如图44所示，通过将由高熔点金属覆盖的第1侧缘部72c连续地设置在发热体引出电极18和发热体供电电极71之间，在熔断中需要相当的时间，因此，确保了直至因第1可熔导体13熔融而在第1电极11、第2电极12之间产生短路为止的时间，防止在短路之前阻断供电通路3的情况。

需要说明的是，即使对于不具备辅助可熔导体21的短路元件1、40、50、70，发热体14也可以连接至第1电极11、第2电极12。例如，如图44所示，短路元件70中，通过将发热体14与第2电极12连接并加热，有效地润湿第1可熔导体13，能够使熔融导体在第1电极11、第2电极12之间凝集而产生短路。

具有这样的结构的可熔导体13、72、21，可以利用构成高熔点金属层91的Ag等金属来覆盖构成低熔点金属层92的焊料箔等低熔点金属箔来制造。作为利用高熔点金属覆盖低熔点金属层箔的方法，连接至长条状的低熔点金属箔来实施高熔点金属镀敷的电镀法，从工作效率、制造成本方面是有利的。

如果通过电镀来实施高熔点金属镀敷，则在长条状的低熔点金属箔的边缘部分，即侧缘部，电流密度相对变强，高熔点金属层91会镀敷得较厚(参照图42)。由此，会形成侧缘部由高熔点金属层形成为厚壁的长条状导体带96。接下来，在与长度方向相垂直的宽度方向(图42中C-C’方向)上以预定长度切断该导体带96，由此来制造可熔导体13、72、21。由此，可熔导体13、72、21中，导体带96的侧缘部就成为第1侧缘部13c、72c、21c，导体带96剖面就成为第2侧缘部13d、72d、21d。此外，第1侧缘部13c、72c、21c被高熔点金属覆盖，在第2侧缘部13d、72d、21d的端面(导体带96的切断面)，由上下一对高熔点金属层91和高熔点金属层91夹持的低熔点金属层92向外露出。

符号说明

1短路元件、2开关、3供电通路、10绝缘基板、10a表面、10b背面、11第1电极、11a外部连接端子、12第2电极、12a外部连接端子、13第1可熔导体、13a熔融导体、14发热体、15接合材、17绝缘层、18发热体引出电极、18a下层部、18b上层部、19发热体电极、21辅助可熔导体、22支撑电极、23绝缘层、24助焊剂、25覆盖部件、26外部连接电极、28外部线路、32电流控制元件、35检测元件、40短路元件、50短路元件、51第1线路、52外部线路、53外部电源、60短路线路、70短路元件、71发热体供电电极、72第2可熔导体、80短路元件、81第1绝缘层、82第2绝缘层、83支撑电极、90短路元件、91高熔点金属层、92低熔点金属层、93开口部、94开口部、95开口部、96导体带。

Claims (27)

1.一种短路元件，其具有：第1电极、与所述第1电极邻接设置的第2电极、第1可熔导体以及加热所述第1可熔导体的发热体，

所述第1可熔导体被所述第1电极支撑，通过熔融而在所述第1电极、第2电极之间连续地凝集，从而使所述第1电极、第2电极产生短路，

所述第1可熔导体向着所述第2电极侧突出而被支撑。

2.如权利要求1所述的短路元件，

所述第1可熔导体在与所述第2电极分隔开的同时而相互重叠。

3.如权利要求1或2所述的短路元件，

在所述第2电极的与所述第1电极的相反侧，或在所述第1电极的与所述第2电极的相反侧，设置与所述发热体电性连接的发热体引出电极，

所述发热体引出电极支撑所述第1可熔导体的一端，从而经由所述第1电极和所述第1可熔导体形成向所述发热体供电的供电通路。

4.如权利要求3所述的短路元件，

在由所述第1可熔导体的熔融导体引起所述第1电极、第2电极之间短路后，将所述第1电极与所述第1发热体引出电极之间阻断。

5.如权利要求4所述的短路元件，

所述发热体引出电极设置在与所述第1电极、第2电极相比更远离所述发热体的位置。

6.如权利要求1或2所述的短路元件，

在所述第2电极的与所述第1电极的相反侧，或在所述第1电极的与所述第2电极的相反侧，设置与所述发热体电性连接的发热体引出电极，

所述发热体引出电极构成与所述第1电极、第2电极和所述第1可熔导体电性地独立的向所述发热体供电的供电通路。

7.如权利要求6所述的短路元件，具有：

与所述发热体引出电极邻接设置的发热体供电电极、以及

在所述发热体引出电极和所述发热体供电电极之间连续地搭载的第2可熔导体。

8.如权利要求7所述的短路元件，

在所述第1可熔导体熔融且由该第1可熔导体的熔融导体引起所述第1电极、第2电极之间短路之后，所述第2可熔导体熔融，将所述发热体引出电极和所述发热体供电电极之间阻断。

9.如权利要求8所述的短路元件，

所述第1可熔导体设置在比所述第2可熔导体更接近所述发热体的位置。

10.如权利要求8所述的短路元件，

所述第1可熔导体形成为比所述第2可熔导体的截面积更小。

11.如权利要求8所述的短路元件，

所述第1可熔导体比所述第2可熔导体的熔点更低。

12.如权利要求3所述的短路元件，

在所述第1电极、第2电极的与所述发热体引出电极的相反侧，具有支撑所述第1可熔导体的另一端的支撑电极。

13.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述发热体隔着绝缘层与所述第1电极连接或者与所述第1电极和所述第2电极连接。

14.如权利要求13所述的短路元件，

在所述第2电极上连接辅助可熔导体，

所述发热体隔着所述绝缘层也与所述第2电极连接。

15.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述第1和/或第2电极的一部分被由热传导率为10W/m·K以下的绝缘材料构成的支撑体来支撑。

16.如权利要求1或2所述的短路元件，具有：

设置有所述发热体的绝缘基板、

覆盖所述发热体且与所述第1电极、第2电极层叠的第1绝缘层、

层叠在所述第1电极、第2电极上且使所述第1电极、第2电极的相对的各前端部露出的第2绝缘层、以及

与所述第1电极、第2电极邻接且与所述发热体电性地连接的发热体引出电极；

所述第1可熔导体在被所述第2绝缘层支撑的同时，一端与所述发热体引出电极连接，另一端与所述第1电极连接。

17.如权利要求16所述的短路元件，

所述第2绝缘层具有使所述第1电极、第2电极的相对的各前端部露出的开口，搭载所述第1可熔导体以使得覆盖所述第2绝缘层的所述开口。

18.如权利要求1或2所述的短路元件，

具有覆盖部件，

在所述覆盖部件的顶面部，与所述第1电极相对地形成所述第2电极。

19.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述第1可熔导体是Sn或以Sn为主成分的合金，或者是Pb或以Pb为主成分的合金。

20.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述第1可熔导体是由低熔点金属与高熔点金属层叠而成的复合材料。

21.如权利要求7所述的短路元件，

所述第2可熔导体是Sn或以Sn为主成分的合金，或者是Pb或以Pb为主成分的合金。

22.如权利要求7所述的短路元件，

所述第2可熔导体是由低熔点金属和高熔点金属层叠而成的复合材料。

23.如权利要求20所述的短路元件，

所述低熔点金属是Sn或含Sn40％以上的合金，所述高熔点金属是Ag、Cu或者以Ag或Cu为主成分的合金。

24.如权利要求22所述的短路元件，

所述低熔点金属是Sn或含Sn40％以上的合金，所述高熔点金属是Ag、Cu或者以Ag或Cu为主成分的合金。

25.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述第1可熔导体形成为板状，具有与所述第1电极的连接面积的2倍以上的面积。

26.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述第1可熔导体为线状，具有与第1电极的连接长度的2倍以上的长度。

27.如权利要求1或2所述的短路元件，

所述第1电极、第2电极的间隔是所述第1电极、第2电极的间隔的延长线上的所述第1电极的宽度以下。