CN106663568A - 开关元件及开关电路 - Google Patents

Abstract

提供装入微弱的电流路径的情况下也能向发热体供给熔断可熔导体所需的充分的电力的开关元件。具备：切换电路（2），其具有互相邻接的第1、第2电极（11、12）、与第1电极（11）相邻的第3电极（13）、和跨第1、第3电极（11、13）而连接的第1可熔导体（14）；以及电独立于切换电路（2）的发热电路（3），其具有第1发热体（14）、与第1发热体（14）的一端连接的发热体引出电极（23）、和与第1发热体（14）的另一端连接的第1发热体电极（24），通过第1发热体（14）发热，使第1可熔导体（14）熔断，从而截断第1、第3电极（11、13）间，并且经由该熔化导体使第1、第2电极（11、12）间短路。

Description

开关元件及开关电路

技术领域

本发明涉及对电源线或信号线进行电气且物理性切换的开关元件及开关电路。

本申请以在日本于2014年6月11日申请的日本专利申请号特愿2014－121004为基础主张优先权，该申请通过参照，被引用至本申请。

背景技术

经充电能够反复利用的大部分二次电池，被加工成电池组而提供给用户。特别是重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户及电子设备的安全，一般在电池组内置过充电保护、过放电保护等的几个保护电路，具有在既定的情况下截断电池组的输出的功能。

在这种保护元件中，有利用内置于电池组的FET（场效应晶体管：Field EffectTransistor）开关进行输出的导通/截止（ON/OFF），从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作的元件。然而，在因一些原因而FET开关短路破坏的情况下，被施加雷涌等，从而流过瞬间的大电流的情况下，或者因电池单元的寿命而输出电压异常下降或反而输出过大异常电压的情况下，也需要保护电池组或电子设备，以免发生起火等的事故。因此，为了在能够这样假设的任何异常状态中，也安全地截断电池单元的输出，采用由具有通过来自外部的信号截断电流路径的功能的熔断器元件构成的保护元件。

作为面向这样的锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，如专利文献1中记载的那样，有遍及电流路径上的第1电极、与发热体相连的导体层、第2电极间连接可熔导体而形成电流路径的一部分，通过利用过电流进行的自发热，或者设在保护元件内部的发热体来熔断该电流路径上的可熔导体的元件。在这样的保护元件中，通过将熔化的液体状的可熔导体聚集到与发热体相连的导体层上来截断电流路径。

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2007－12381号公报。

发明内容

发明要解决的课题

近年来，使用电池和马达的HEV（混合动力车：Hybrid Electric Vehicle）、EV（电动汽车：Electric Vehicle）得到迅速普及。作为HEV、EV的动力源，出于能量密度和输出特性使用锂离子二次电池。作为汽车用途，需要高电压、大电流。因此，开发出能够承受高电压、大电流的专用单元，但是因为制造成本上的问题而多数情况下，通过串联、并联连接多个电池单元，从而使用通用单元来确保所需要的电压电流。

有时，在高速移动中的汽车等中，驱动力的急剧下降或急停反而导致出现危险的情况，要求进行设想非常时的电池管理。例如，对回避危险方面来说，理想的是在行驶中发生电池系统的异常时，也能供给用于移动至修理厂或安全场所的驱动力、或者危险警告灯或空调用的驱动力。

因此，提出了形成仅对由多个单元构成的电池组内的异常电池单元进行旁路的电流路径，能够有效地活用正常的电池单元的开关元件。

[开关元件]

图32（A）中示出参考例所涉及的开关元件100的平面图，图32（B）中示出开关元件100的截面图。开关元件100具备：陶瓷等的绝缘基板102；设在绝缘基板102的第1发热体121及第2发热体122；互相邻接地设置在绝缘基板102的第1电极104及第2电极105（A1）；与第1电极104邻接地设置并且与第1发热体121电连接的第3电极106；与第2电极105（A1）邻接地设置并且与第2发热体122电连接的第4电极107（P1）；与第4电极107（P1）邻接地设置的第5电极131（A2）；通过遍及第1、第3电极104、106间设置而构成电流路径，并通过来自第1发热体121的加热来熔断第1、第3电极104、106间的电流路径的第1可熔导体108；以及从第2电极105（A1）经由第4电极107（P1）而设置到第5电极131（A2），并通过来自第2发热体122的加热来熔断第2、第4，第5电极105（A1）、107（P1）、131（A2）间的电流路径的第2可熔导体109。而且，开关元件100在绝缘基板102上安装有保护内部的盖部件110。

第1、第2发热体121、122是通电时发热的具有导电性的部件，例如由W、Mo、Ru等或包含这些的材料构成。通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状物与树脂粘合剂等混合而做成膏状，并利用丝网印刷技术来在绝缘基板102上图案形成，并烧成等而形成。

另外，第1、第2发热体121、122在绝缘基板102上被绝缘层111包覆。包覆第1发热体121的绝缘层111上，形成有第1、第3电极104、106，包覆第2发热体122的绝缘层111上，形成有第2、第4、第5电极105、107、131。第1电极104在一侧与第2电极105邻接地形成并且绝缘。在第1电极104的另一侧形成有第3电极106。第1电极104和第3电极106被第1可熔导体108连接而导通，构成开关元件100的电流路径。另外，第1电极104与临近绝缘基板102的侧面的第1电极端子部104a连接。第1电极端子部104a经由通孔而与设在绝缘基板102的背面的外部端子112连接。

另外，第3电极106经由设在绝缘基板102或者绝缘层111的第1发热体引出电极123而与第1发热体121连接。另外，第1发热体121经由第1发热体引出电极123而与临近绝缘基板102的侧缘的第1电阻器端子部121a连接。第1电阻器端子部121a经由通孔而与设在绝缘基板102的背面的外部端子112连接。

在第2电极105（A1）的与第1电极104邻接的一侧相反的另一侧，形成有第4电极107（P1）。另外，在第4电极107（P1）的与第2电极105（A1）邻接的一侧相反的另一侧，形成有第5电极131（A2）。第2电极105（A1）、第4电极107（P1）及第5电极131（A2）与第2可熔导体109连接。另外，第2电极105（A1）与临近绝缘基板102的侧面的第2电极端子部105a连接。第2电极端子部105a经由通孔而与设在绝缘基板102的背面的外部端子112连接。

另外，第4电极107（P1）经由设在绝缘基板102或者绝缘层111的第2发热体引出电极124而与第2发热体122连接。另外，第2发热体122经由第2发热体引出电极124而与临近绝缘基板102的侧缘的第2电阻器端子部122a（P2）连接。第2电阻器端子部122a（P2）经由通孔而与设在绝缘基板102的背面的外部端子112连接。

进而，第5电极131（A2）与临近绝缘基板102的侧面的第5电极端子部131a连接。第5电极端子部131a经由通孔而与设在绝缘基板102的背面的外部端子112连接。

此外，第1～第5电极104、105、106、107、131能够使用Cu、Ag等的一般电极材料来形成。

[可熔导体]

第1、第2可熔导体108、109由通过第1、第2发热体121、122的发热迅速熔断的焊锡等的低熔点金属构成，或者由低熔点金属和Ag等的高熔点金属的层叠体构成。此外，为了提高第1、第2可熔导体108、109的防氧化以及第1、第2可熔导体108、109熔化时的润湿性，在第1、第2可熔导体108、109上涂敷有助熔剂115。

[开关元件电路]

以上那样的开关元件100具有如图33所示的电路结构。即，开关元件100中，第1电极104和第2电极105在正常时绝缘，若因第1、第2发热体121、122的发热而第1、第2可熔导体108、109熔化，则构成经由该熔化导体短路的开关120。而且，第1电极端子部104a和第2电极端子部105a构成开关120的两端子。

另外，第1可熔导体108经由第3电极106及第1发热体引出电极123而与第1发热体121连接。第2可熔导体109经由第4电极107（P1）及第2发热体引出电极124而与第2发热体122及第2电阻器端子部122a（P2）连接。即，连接第2可熔导体109的第2电极105（A1）、第4电极107（P1）及第5电极131（A2），作为保护元件发挥功能。

开关元件100在正常时通过与第2电阻器端子部122a（P2）连接的FET等的电流控制元件限制对第1、第2发热体121、122的通电，对第5电极131（A2）、第4电极107（P1）及第2电极105（A1）接通电池单元的电。

再者，开关元件100如果因FET等的电流控制元件而被从第2电阻器端子部122a（P2）通电，则第2发热体122发热，使第2可熔导体109熔化，从而截断经由第4电极107（P1）而连接的达到第2电极105（A1）和第5电极131（A2）的电流路径。另外，开关元件100如果因FET等的电流控制元件而被从第1电阻器端子部121a通电，则第1发热体121发热，使第1可熔导体108熔化。由此，开关元件100因为凝聚于第1电极104和第2电极105的第1、第2可熔导体108、109的熔化导体结合，使绝缘的第1电极104和第2电极105短路，即能够使开关120短路。

由此，开关元件100形成经过第2电极105、开关120及第1电极104的旁路电流路径。

在此，在图32、图33所示的开关元件100中，存在经由第1、第2可熔导体108、109供给使第1、第2发热体121、122发热的电力的路径，但是经过第1电阻器端子部121a～第1可熔导体108～第1电极104的电流路径、或经过第2电极105（A1）～第2可熔导体109～第5电极131（A2）的电流路径是电池的充放电路径，因此第1、第2发热体121、122通电时也能使第1、第2发热体121、122得到使第1、第2可熔导体108、109熔断所的需充分的热量。

然而，将开关元件100用在流动比电源线微弱的电流的信号线中的情况下，不能向第1、第2发热体121、122供给足以得到使第1、第2可熔导体108、109熔断所需的充分的发热量的电力，因而开关元件100的用途被限于大电流用途。

另外，将电流路径切换到第1、第2发热体121、122侧的电流控制元件也随着电流额定值的提高而同样要求提高额定值。而且，高额定值的电流控制元件一般为高价，成本上也不利。

因此，本发明的目的在于提供即便向微弱的电流路径装入的情况下也能向发热体供给熔断可熔导体所需的充分的电力，并且能够在所有用途上使用的开关元件及开关电路。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明所涉及的开关元件，具备：切换电路，具有互相邻接的第1电极及第2电极、与上述第1电极相邻的第3电极、和跨上述第1电极及上述第3电极而连接的第1可熔导体；以及电独立于上述切换电路的发热电路，具有第1发热体、与上述第1发热体的一端电连接的发热体引出电极、和与上述第1发热体的另一端电连接的第1发热体电极，通过上述第1发热体发热，上述第1可熔导体熔断，从而截断上述第1、第3电极间，并且经由该熔化导体使上述第1、第2电极间短路。

另外，本发明所涉及的开关电路，具备：切换电路，经由开关连接第1端子及第2端子，通过第1熔断器连接第1端子及第3端子；以及电独立于上述切换电路而设置的发热电路，具有第1发热体、与上述第1发热体的一端连接的第4端子、和与上述第1发热体的另一端连接的第5端子，通过向上述第4、第5端子间施加电压，使上述第1发热体发热，从而使上述第1熔断器熔断并且使上述开关短路。

发明效果

依据本发明，由于切换电路和对切换电路进行切换的发热电路电独立，所以能够与装入切换电路的外部电路的种类无关地，对发热体供给得到熔断第1可熔导体所需的充分的发热量的电力。因而，依据本发明，作为装入切换电路的外部电路，还能适用于流动微弱的电流的数字信号电路等。

附图说明

图1是示出适用本发明的开关元件的图，其中（A）是平面图、（B）是（A）的A－A’截面图。

图2中图2（A）是示出适用本发明的开关元件的一个方式的电路图，图2（B）是示出另一方式的电路图，图2（C）是示出又一方式的电路图。

图3是示出利用了适用本发明的开关元件的开关电路的一个方式的电路图。

图4是示出第1可熔导体熔断后的状态的图，其中（A）是平面图、（B）是电路图。

图5是示出利用了适用本发明的开关元件的应用例的图，其中（A）示出工作前的状态、（B）示出工作后的状态。

图6是示出适用本发明的开关元件的另一方式的图，其中（A）是平面图、（B）是（A）的A－A’截面图。

图7是示出切换电路的可熔导体熔断后的状态的图，其中（A）是平面图、（B）是电路图。

图8是示出发热电路的可熔导体熔断后的状态的图，其中（A）是平面图、（B）是电路图。

图9是示出适用本发明的开关元件的另一方式的平面图。

图10是示出具备第1、第2发热体的开关元件的图，其中（A）是平面图、（B）是（A）的A－A’截面图。

图11中图11（A）是示出具备第1、第2发热体的开关元件的一个方式的电路图，图11（B）是示出具备第1、第2发热体的开关元件的另一方式的电路图。

图12是示出利用了具备第1、第2发热体的开关元件的开关电路的一个方式的电路图。

图13是示出具备第1、第2发热体的开关元件的动作顺序的电路图。

图14是示出具备第1、第2发热体的开关元件的另一方式的图，其中（A）是平面图、（B）是（A）的A－A’截面图。

图15是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的另一方式的平面图。

图16中图16（A）是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的一个方式的电路图，图16（B）是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的另一方式的电路图，图16（C）是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的又一方式的电路图。

图17是示出利用了并联连接第1、第2发热体的开关元件的开关电路的一个方式的电路图。

图18是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的动作顺序的电路图。

图19是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的另一方式的平面图。

图20是示出并联连接第1、第2发热体的开关元件的又一方式的平面图。

图21是示出具有高熔点金属层和低熔点金属层，并具备包覆构造的可熔导体的立体图，其中（A）示出以高熔点金属层为内层并以低熔点金属层包覆的构造、（B）示出以低熔点金属层为内层并以高熔点金属层包覆的构造。

图22是示出具备高熔点金属层和低熔点金属层的层叠构造的可熔导体的立体图，其中（A）示出上下2层构造、（B）示出内层及外层的3层构造。

图23是示出具备高熔点金属层和低熔点金属层的多层构造的可熔导体的截面图。

图24是示出在高熔点金属层的表面形成有线状的开口部并露出低熔点金属层的可熔导体的平面图，其中（A）是沿着长度方向形成开口部、（B）是沿着宽度方向形成开口部。

图25是示出在高熔点金属层的表面形成圆形的开口部并露出低熔点金属层的可熔导体的平面图。

图26是示出在高熔点金属层形成圆形的开口部，在内部填充低熔点金属的可熔导体的平面图。

图27中图27（A）是示出在绝缘基板的背面形成发热体的开关元件的截面图，图27（B）是示出在绝缘层的内部形成发热体的开关元件的截面图，图27（C）是示出在绝缘基板的内部形成发热体的开关元件的截面图。

图28中图28（A）是示出在绝缘基板的背面形成发热体的开关元件的截面图，图28（B）是示出在绝缘层的内部形成发热体的开关元件的截面图，图28（C）是示出在绝缘基板的内部形成发热体的开关元件的截面图。

图29是示出在绝缘基板的同一面上形成第1～第3电极、第1发热体及包覆第1发热体的绝缘层的开关元件的图，其中（A）是平面图、（B）是（A）的A－A’截面图。

图30是示出在绝缘基板的同一面上形成第1～第3电极、第1、第2发热体及包覆第1、第2发热体的绝缘层25的开关元件的图，其中（A）是平面图、（B）是（A）的A－A’截面图。

图31是示出具备保护电阻的开关元件的电路图。

图32是示出本发明的参考例所涉及的开关元件的图，其中（A）是平面图、（B）是截面图。

图33是示出本发明的参考例所涉及的开关元件的电路图。

具体实施方式

以下，参照附图，对适用本发明的开关元件及开关电路进行详细说明。此外，本发明不只限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内显然能够进行各种变更。另外，附图是示意性的，各尺寸的比例等有不同于现实的情况。具体尺寸等应该参考以下的说明进行判断。另外，应当理解到附图相互之间也包含彼此尺寸的关系或比例不同的部分。

[第1方式]

在图1（A）示出开关元件1的平面图，在图1（B）示出开关元件1的A－A’截面图。开关元件1具有：绝缘基板10；在绝缘基板10互相邻接地设置的第1电极11及第2电极12；与第1电极11相邻的第3电极13；以及跨第1电极11及第3电极13而连接的第1可熔导体14。开关元件1通过经由第1可熔导体14电连接并且因第1可熔导体14的熔化而截断的第1、第3电极11、13以及互相邻接地设置并经由第1可熔导体14的熔化导体14a短路的第1、第2电极11、12，构成切换电路2（图2）。

另外，开关元件1具有：形成在绝缘基板10的第1发热体21；与第1发热体21的一端电连接的发热体引出电极23；以及与第1发热体21的另一端电连接的第1发热体电极24。开关元件1通过这些第1发热体21、发热体引出电极23及第1发热体电极24，构成电独立于切换电路2的对第1发热体21的发热电路3（图2）。

[绝缘基板]

绝缘基板10使用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件以大体方形状形成。绝缘基板10除此以外，也可以使用玻璃环氧基板、苯基板等的用于印刷布线基板的材料，但是需要留意第1可熔导体14熔断时的温度。

[第1发热体]

第1发热体21是通电时发热的具有导电性的部件，例如由W、Mo、Ru等或包含这些的材料构成。通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状物与树脂粘合剂等混合而做成膏状，并利用丝网印刷技术来在绝缘基板10上图案形成，并烧成等而形成。另外，第1发热体21在绝缘基板10上被绝缘层25包覆。在包覆第1发热体21的绝缘层25上，形成有第1～第3电极11～13。

第1发热体21的一端与发热体引出电极23连接。发热体引出电极23被绝缘层25包覆，并且与临近绝缘基板10的侧面的电极端子部23a连接。电极端子部23a经由通孔与设在绝缘基板10的背面的外部端子（未图示）连接。

另外，第1发热体21的另一端与第1发热体电极24电连接。第1发热体电极24具有：在绝缘基板10的与第1发热体21同一面上形成并且被绝缘层25包覆的下层部24a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部与下层部24a连接的上层部24b。另外，第1发热体电极24的上层部24b与临近绝缘基板10的侧面的第1发热体电极端子部24c连接。第1发热体电极端子部24c经由通孔与设在绝缘基板10的背面的外部端子（未图示）连接。

由此，开关元件1构成经过电极端子部23a、第1发热体21及第1发热体电极端子部24c的对第1发热体21的发热电路3。而且，开关元件1中，电极端子部23a及第1发热体电极端子部24c与外部电路连接，从而能够向第1发热体21施加电压并发热。另外，开关元件1中，电极端子部23a与设在外部电路的FET等的电流控制元件连接，从而控制对发热电路3的通电。

[第1～第3电极]

第1电极11在一侧与第2电极12邻接地形成并且绝缘。在第1电极4的另一侧形成有第3电极13。第1电极11和第3电极13因连接第1可熔导体14而导通，构成开关元件1的电流路径。另外，第1电极11和第3电极13分别与临近绝缘基板10的侧面的第1、第3电极端子部11a、13a连接。第1、第3电极端子部11a、13a经由通孔与设在绝缘基板10的背面的外部端子（未图示）连接。

第1电极11和第3电极13分别经由连接焊锡等的接合材料26连接第1可熔导体14。此外，在第1、第3电极11、13与第1可熔导体14之间，设有由玻璃等的热传导性比较优异的绝缘层构成的覆盖（overcoat）层27。覆盖层27为了谋求第1、第3电极11、13间的绝缘并且有效率地向第1可熔导体14传递第1发热体21的热而设置。

开关元件1通过第1、第3电极端子部11a、13a连接到外部电路，经过第1电极11、第1可熔导体14及第3电极13而构成工作前的电流路径。而且，经过第1、第3电极11、13间的电流路径在开关元件1工作、第1可熔导体14熔化时被截断。

与第1电极11邻接的第2电极12，与临近绝缘基板10的侧面的第2电极端子部12a连接。第2电极端子部12a经由通孔与设在绝缘基板10的背面的外部端子（未图示）连接。

开关元件1通过第2电极端子部12a连接到外部电路，熔化第1可熔导体14，若经由熔化导体14a而第1、第2电极11、12短路，则遍及第1、第2电极11、12而构成工作后的电流路径。即，开关元件1的切换电路2在工作前构成经过第1、第3电极11、13间的电流路径，在工作后经过第1、第3电极11、13间的电流路径被截断，并且构筑经过第1、第2电极11、12间的电流路径。

[第1可熔导体]

第1可熔导体14由通过后述的第1发热体21的发热迅速熔断的低熔点金属构成，能够适当使用例如焊锡、或以Sn为主成分的无铅焊锡。

另外，第1可熔导体14也可以含有低熔点金属和高熔点金属。作为低熔点金属，优选使用焊锡或以Sn为主成分的无铅焊锡，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，在将开关元件1回流安装的情况下，即便回流温度超过低熔点金属层的熔化温度而低熔点金属熔化，也不至作为第1可熔导体14熔断。该第1可熔导体14既可以通过利用镀敷技术对低熔点金属成膜高熔点金属而形成，也可以利用其他众所周知的层叠技术、膜形成技术来形成。此外，如后述那样，第1可熔导体14能够以各种方式形成。

此外，如图1所示，第1电极11优选配置在与第1发热体21的发热中心C重叠的位置。在此，第1发热体21的发热中心C是指因为第1发热体21发热而显现的热分布之中在发热初期阶段处于最高温的区域。从第1发热体21发出的热从绝缘基板10的散热量最多，在用耐热冲击性优异但热传导系数也高的陶瓷材料来形成绝缘基板10的情况下等，热会扩散到绝缘基板10。因此，第1发热体21在开始通电的发热初期阶段，从与绝缘基板10相接的外缘最远的中心最热，且随着向与绝缘基板10相接的外缘被散热而温度变得难以上升。

开关元件1通过将第1电极11搭载在与第1发热体21的发热初期处于最高温的发热中心C相近的位置，迅速向第1可熔导体14传热而使之熔断，并且在高温化的第1电极11上使更多的熔化导体14a凝聚，从而能够使第1、第2电极11、12间短路。

[第2可熔导体]

另外，开关元件1也可以设置被第2电极12支撑的第2可熔导体15。第2可熔导体15能够以与上述的第1可熔导体14相同的材料、相同的构成形成。第2可熔导体15经由连接焊锡、粘接膏等的接合材料26连接到第2电极12，从而在与第1电极11相反侧延伸并且悬臂支撑在第2电极12。

通过设置第2可熔导体15，能够与第1可熔导体的熔化导体14a一起增大熔化导体的总量，能够更加可靠地使第1、第2电极11、12间短路。

另外，开关元件1也可以在第2电极12的与第1电极11相反侧设置支撑电极28，并且将第2可熔导体15连接在第2电极12与支撑电极28之间。第2电极12和支撑电极28分别经由连接焊锡等的接合材料26连接有第2可熔导体15。

第2电极12和支撑电极28物理分离即可，如图1（B）所示，分别作为单独凸台（land）而形成，并且以有效率地传递第1发热体21的热地覆盖与第1发热体21重叠的区域的方式形成，并且以由玻璃等的热传导性优异的绝缘层构成的覆盖层27包覆第2电极12及支撑电极28的各第2可熔导体15的连接区以外的部分。

此外，支撑电极28不会发挥电功能，所以既可以在覆盖层27的下层电连接第2电极12和支撑电极28，也可以通过在覆盖与第1发热体21重叠的区域的一个电极图案的大致中央部层叠覆盖层27，从而形成隔着该覆盖层27物理分离的第2电极12和支撑电极28。

[其他]

此外，为了提高第1、第2可熔导体14、15的防氧化以及第1、第2可熔导体14、15熔化时的润湿性，在第1、第2可熔导体14、15上涂敷有助熔剂16。

另外，开关元件1因为绝缘基板10被盖部件20覆盖而其内部得到保护。盖部件20与上述绝缘基板10同样，例如，利用热塑性塑料、陶瓷、玻璃环氧基板等的具有绝缘性的部件来形成。

[电路结构]

接着，对开关元件1的电路结构进行说明。图2中示出开关元件1的电路图。图2（A）是未设置第2可熔导体15的开关元件1的电路图，图2（B）是示出设置第2可熔导体15的开关元件1的电路图。图3中示出适用了开关元件1的开关电路30的一个例子。开关元件1具有正常时经由第1可熔导体14使第1电极11和第3电极13连续，并且第1电极11和第2电极12处于绝缘的切换电路2。切换电路2具有开关4，以在第1发热体21发热时，通过第1可熔导体14的熔断来截断第1、第3电极11、13间，另外，通过第1、第2可熔导体14、15的熔化来经由该熔化导体14a、15a使第1、第2电极11、12间短路。如图3所示，切换电路2经由第1、第3电极11、13而连接到安装开关元件1的电路基板的电流路径上，从而装入到电源电路、数字信号电路等的各种外部电路31A、31B间。另外，切换电路2经由第2电极12，在切换后与外部电路31C连接。

另外，开关元件1具有串联连接发热体引出电极23、第1发热体21及第1发热体电极24的发热电路3。发热电路3电独立于切换电路2，能够热连接。发热体引出电极23经由外部端子与外部电源17连接，第1发热体电极24经由外部端子与控制对发热电路3的供电的电流控制元件18连接。

电流控制元件18是控制对发热电路3的供电的开关元件，例如用FET构成，与检测是否需要切换电路2的电气且物理性切换的检测电路19连接。检测电路19是检测需要切换开关元件1的装入切换电路2的各种电路的通电的事态的电路，例如在电池组发生异常电压而进行的旁路电流路径的构筑、或对预备电路或者警报电路的通电、网络通信设备中的骇客或破解等时迂回服务器的网络的构筑、或向警报电路通电等，出现需要通过切换电路2的切换来物理地、不可逆地进行电流路径的切换的情况下，使电流控制元件18动作。

由此，向发热电路3供给外部电源17的电力，第1发热体21发热而第1可熔导体14熔断，从而第1、第3电极11、13间被截断（图4（A）（B））。另外，第1可熔导体14的熔化导体14a被吸引到润湿性高的第1电极11上，并且跨邻接的第2电极12间而凝聚。因而，第1可熔导体14能够可靠地将切换电路2的经过第1、第3电极11、13间的电流路径切换到第1、第2电极11、12间。

此时，开关元件1通过在第2电极12与支撑电极28间搭载第2可熔导体15，因第1发热体21的发热而第2可熔导体15也熔化，从而凝聚在第2电极12上，因此增加凝聚于第1、第2电极11、12间的熔化导体的总量，使之可靠地短路，并且能够防止短路后的导通电阻的上升。

开关元件1在通过检测电路19等而检测到切换电路2的切换时，利用电流控制元件18停止对发热电路3的通电，从而停止第1发热体21的发热。或者，开关元件1也可以使定时器工作，以在自开始对发热电路3的通电起经过第1可熔导体14熔化的充分的既定时间后停止通电的方式进行控制。

依据这样的开关元件1及开关电路30，由于装入外部电路31的切换电路2和使切换电路2动作的发热电路3电独立，所以不依赖外部电路31的种类，而能够对第1发热体21供给得到熔断第1可熔导体14所需的充分的发热量的电力。因而，依据开关元件1及开关电路30，作为装入切换电路2的外部电路31，也能适用于流动微弱的电流的数字信号电路。

例如，如图5（A）所示，开关元件1及开关电路30以信息安全为目的，将切换电路2装入数据服务器33与因特网线路34之间，当通过检测电路19检测到骇客或破解时，如图5（B）所示，截断切换电路2并且向警报电路35通电，从而物理地、不可逆地从因特网线路34切断信号线，不仅防止信息的流出，而且使警报器工作，从而能够报知该骇客等。

除此之外，开关元件1及开关电路30也能够适用于电池组发生异常电压而进行的旁路电流路径的构筑或对预备电路或者警报电路的通电等。

另外，依据开关元件1及开关电路30，由于电独立于切换电路2而形成发热电路3，所以通过提高第1发热体21的电阻并且施加高电压，以微弱的电流也能得到使第1、第2可熔导体14、15熔化的电力。因而，能够与切换电路2的额定值无关地，按照第1发热体21的额定值来选择控制对第1发热体21的供电的电流控制元件18，并能提高电路设计的自由度，另外，能够更加廉价地制造。

[盖部电极]

此外，开关元件1如图1所示，也可以在盖部件20的顶面部20a设置盖部电极29。盖部电极29与第1、第2电极11、12一起保持第1可熔导体14的熔化导体14a，使熔化导体凝聚于第1、第2电极11、12间。盖部电极29设置在盖部件20的顶面部20a的与第1、第2电极11、12对峙的位置。此外，盖部电极29也能在后述的开关元件40、50、60、70、80、90中形成。

[第3可熔导体]

另外，本发明所涉及的开关元件，如图6所示，也可以在第1发热体21与第1发热体电极24之间设置与第1发热体电极24邻接的第2发热体电极41，并跨第1发热体电极24及第2发热体电极41而连接第3可熔导体42。此外，在以下的说明中，对于与上述的开关元件1及开关电路30相同的部件标注同一标号，并省略其详细。

图6所示的开关元件40通过在发热电路3上设置第2发热体电极41及第3可熔导体42，在切换电路2的电流路径从第1、第3电极11、13切换到第1、第2电极11、12后，第3可熔导体42熔断，从而自动截断发热电路3。

在开关元件40中，第1发热体电极24只有层叠在绝缘层25上的上层部24b。第2发热体电极41具有：与绝缘基板10的第1发热体21在同一面上形成并且被绝缘层25包覆的下层部41a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部与下层部41a连接的上层部41b。再者，第2发热体电极41中，上层部41b的端部经由第3可熔导体42而与第1发热体电极24的上层部24b连接。

第3可熔导体42能够与上述的第1可熔导体14以相同的材料、相同的构成形成。另外，为了提高第3可熔导体42的防氧化以及第3可熔导体42熔化时的润湿性，在第3可熔导体42上涂敷有助熔剂16。

由此，如图2（C）所示，开关元件40形成有经过第1发热体电极24、第3可熔导体42、第2发热体电极41、第1发热体21、及发热体引出电极23的发热电路3。开关元件40在对发热电路3通电时，如图7所示，第1发热体21发热，使切换电路2的第1、第2可熔导体14、15熔化，从而切换电流路径。然后，开关元件40如图8所示，第3可熔导体42通过第1发热体21的热而熔断，从而截断发热电路3，停止第1发热体21的发热。

[第1可熔导体的先熔化]

在此，开关元件40以使切换电路2的第1可熔导体14先于发热电路3的第3可熔导体42熔断的方式形成。这是因为若第3可熔导体42先于第1可熔导体14熔断，则停止对第1发热体21的供电，从而将不能熔断第1可熔导体14。

因此，开关元件40形成为当第1发热体21发热时，第1可熔导体14先熔断。具体而言，开关元件40的第1可熔导体14搭载在比第3可熔导体42更靠近第1发热体21的发热中心C的位置。

开关元件40通过将第1可熔导体14搭载在比第3可熔导体42更靠近第1发热体21的发热初期处于最高温的发热中心C的位置，使得热比第3可熔导体42更快地传到，从而熔断。第3可熔导体42比第1可熔导体14加热得慢，因此在第1可熔导体14熔断后才熔断。

另外，开关元件40也可以通过改变第1、第3可熔导体14、42的形状来使第1可熔导体14先熔断。例如，第1、第3可熔导体14、42是截面积越小就越容易熔断，因此开关元件40能够通过使第1可熔导体14的截面积小于第3可熔导体42的截面积，从而比第3可熔导体42先熔断。

另外，开关元件40也可以将第1可熔导体14沿着第1、第3电极11、13间的电流路径以窄幅宽且较长地形成，并将第3可熔导体42沿着第1、第2发热体电极23、41间的电流路径以宽幅宽且较短地形成。由此，第1可熔导体14成为相对于第3可熔导体42更容易熔断的形状，通过第1发热体21的发热，会比第3可熔导体42先熔断。

另外，开关元件40也可以用熔点比第3可熔导体42的材料低的材料作为第1可熔导体14的材料而形成。由此，通过第1发热体21的发热，能够使第1可熔导体14比第3可熔导体42更容易熔断，从而可靠地使第1可熔导体14比第3可熔导体42先熔断。

除此之外，开关元件40也可以通过改变第1可熔导体14和第3可熔导体42的层构造来对熔点设置差异，使第1可熔导体14相对比第3可熔导体42更容易熔断，从而通过第1发热体21的发热，使得第1可熔导体14比第3可熔导体42先熔断。

由此，开关元件40在第1发热体21发热时，如图7所示，由于第1可熔导体14先于第3可熔导体42熔断，所以能够可靠地向第1发热体21供电，从而使之发热，直至切换切换电路2的电流路径。

[辅助导体]

此外，开关元件40也可以如图9所示，取代第2可熔导体15，而搭载与第1可熔导体14的熔化导体14a接触，并辅助与第1电极11的短路的辅助导体44。辅助导体44因为搭载到第2电极12上而第2电极12超高，由此当第1可熔导体14的熔化导体14a凝聚于第1电极11上时，与该熔化导体14a的接触变得容易，从而能够辅助到第1、第2电极11、12间的短路。作为这样的辅助导体44，能够举出焊锡球、焊锡柱等的金属体、或Ag膏等的各种金属膏，但并不限于这些。

此外，在使用辅助导体44的情况下，不需要形成支撑电极28。另外，开关元件1中，也可以同样取代第2可熔导体15而使用辅助导体44。

[第2方式]

适用本发明的开关元件也可以如图10所示，在切换电路2设置第2可熔导体15，并且在发热电路3设置第2发热体22。图10所示的开关元件50，通过使第1、第2发热体21、22依次发热，能够依次进行第1、第3电极11、13间的截断和第1、第2电极11、12间的短路。此外，在以下的说明中，对于与上述的开关元件1、40及开关电路30相同的部件标注同一标号，并省略其详细。

第2发热体22与第1发热体21同样，是通电时发热的具有导电性的部件，例如由W、Mo、Ru等或包含这些的材料构成。通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状物与树脂粘合剂等混合而做成膏状，并利用丝网印刷技术来在绝缘基板10上图案形成，并烧成等而形成。另外，第2发热体22在绝缘基板10上被绝缘层25包覆。在包覆第2发热体22的绝缘层25上，形成有第2电极12及支撑电极28。

第2发热体22的一端与第1发热体21一起连接到发热体引出电极23，另一端与第3发热体电极51电连接。另外，第2发热体22形成在与遍及第2电极12与支撑电极28之间而搭载的第2可熔导体15重叠的位置，通过发热，该热经由绝缘层25、第2电极12、支撑电极28及覆盖层27而主要传到第2可熔导体15，从而能够熔化第2可熔导体15。开关元件50通过第1可熔导体14以及第2可熔导体15的熔化，各熔化导体14a、15a凝聚于第1、第2电极11、12间，从而能够使第1、第2电极11、12间短路。

第3发热体电极51具有：与绝缘基板10的第2发热体22形成在同一面上并且被绝缘层25包覆的下层部51a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部而与下层部51a连接的上层部51b。另外，第3发热体电极51中，上层部51b与临近绝缘基板10的侧面的第3发热体电极端子部51c连接。第3发热体电极端子部51c经由通孔与设在绝缘基板10的背面的外部端子（未图示）连接。

此外，开关元件50中，第1发热体21设置在与第1可熔导体14重叠的位置，通过发热，使该热经由绝缘层25、第1、第3电极11、13及覆盖层27主要传到第1可熔导体14，从而能够使第1可熔导体14熔化。开关元件50通过第1可熔导体14的熔化，能够截断第1、第3电极11、13间。

图11中示出开关元件50的电路图。图12中示出适用了开关元件50的开关电路55的一个例子。开关元件50与开关元件1同样，具有正常时经由第1可熔导体14使第1电极11和第3电极13连续，并且第1电极11和第2电极12被绝缘的切换电路2。如图12所示，切换电路2经由第1、第3电极11、13，连接到安装开关元件50的电路基板的电流路径上，从而装入电源电路、数字信号电路等的各种外部电路31A、31B间。另外，切换电路2经由第2电极12，在切换后与外部电路31C连接。

另外，开关元件50如图11（A）所示，具有发热电路3，其具备：从发热体引出电极23经过第1发热体21而到达第1发热体电极24的对第1发热体21的供电路径3A；以及从发热体引出电极23经过第2发热体22而到达第3发热体电极51的对第2发热体22的供电路径3B。发热电路3电独立于切换电路2，而能够热连接。发热体引出电极23经由外部端子与外部电源17连接，第1、第3发热体电极24、51分别经由外部端子与控制对发热电路3的供电的电流控制元件18连接。

各电流控制元件18与检测电路19连接。检测电路19是检测需要切换开关元件50的装入切换电路2的各种电路的通电的事态的电路，经由两个电流控制元件18决定发热电路3的对第1发热体21的供电路径3A和对第2发热体22的供电路径3B中的哪一个先通电、哪一个后通电，并使两个电流控制元件18依次动作。

例如，在连接外部电路31B、31C后，截断外部电路31A、31B间的情况下，开关电路55如图13（B）所示，通过检测电路19向对第2发热体22的供电路径3B通电并使第2发热体22发热，从而使第2可熔导体15熔化。接着，开关电路55如图13（D）所示，向对第1发热体21的供电路径3A通电并使第1发热体21发热，从而使第1可熔导体14熔化。

由此，开关元件50中，第2可熔导体15熔化，与第1可熔导体14的熔化导体14a一起使第1、第2电极11、12间短路（图13（B）），从而连接外部电路31B、31C间。接着，开关元件50通过第1可熔导体14的熔断来截断第1、第3电极11、13间（图13（D）），从而截断外部电路31A、31B间。

另外，在截断外部电路31A、31B间之后，连接外部电路31B、31C的情况下，开关电路55如图13（C）所示，通过检测电路19向对第1发热体21的供电路径3A通电并使第1发热体21发热，从而使第1可熔导体14熔化。接着，开关电路55如图13（D）所示，向对第2发热体22的供电路径3B通电并使第2发热体22发热，从而使第2可熔导体15熔化。

由此，开关元件50通过第1可熔导体14的熔断而截断第1、第3电极11、13间（图13（C）），从而截断外部电路31A、31B间。接着，开关元件50熔化第2可熔导体15，与第1可熔导体14的熔化导体14a一起使第1、第2电极11、12间短路（图13（D）），从而连接外部电路31B、31C间。

此外，开关元件50在第1、第3电极11、13间被截断后，停止对供电路径3A的通电，从而停止第1发热体21的发热，另外，在第1、第2电极11、12间短路后，停止对供电路径3B的通电，从而停止第2发热体22的发热。对各供电路径3A、3B的通电停止，既可以通过检测第1、第3电极11、13间的截断或第1、第2电极11、12间的短路来进行，或者也可以使定时器工作，以在开始对各供电路径3A、3B的通电起截断第1、第3电极11、13间，另外在经过第1、第2电极11、12间短路的充分的既定时间后停止通电的方式进行控制。

依据这样的开关元件50及开关电路55，能够在截断外部电路31A、31B间之前，预先使外部电路31C连接，因此例如作为外部电路31A的后备电路具备外部电路31C，从而能够无缝地进行对后备电路31C的切换。或者，作为报知外部电路31A的异常的警报电路具备外部电路31C，从而在因异常事态而进行外部电路31A、31B间的截断之前，能够使警报电路31C工作，使各种警报器工作。

另外，依据开关元件50及开关电路55，在截断外部电路31A、31B间之后，能够使外部电路31C连接，因此例如在电池电路等中，能够在将检测出过电压的电池电路迅速从充放电路径截断之后，构筑迂回该电池的旁路电流路径。

[第4可熔导体]

另外，本发明所涉及的开关元件，如图14及图11（B）所示，也可以在第1发热体21与第1发热体电极24之间设置与第1发热体电极24邻接的第2发热体电极41，跨第1发热体电极24及第2发热体电极41地连接第3可熔导体42，在第2发热体22与第3发热体电极51之间设置与第3发热体电极51邻接的第4发热体电极61，跨第3发热体电极51及第4发热体电极61地连接第4可熔导体62。此外，在以下的说明中，对于与上述的开关元件1、40、50及开关电路30、55相同的部件标注同一标号，并省略其详细。

图14所示的开关元件60通过在供电路径3A、3B上分别设置第2、第4发热体电极41、61及第3、第4可熔导体42、62，在切换电路2的电流路径从第1、第3电极11、13切换到第1、第2电极11、12后，第3、第4可熔导体42、62熔断，从而自动截断发热电路3。

开关元件60中，第3发热体电极51只有层叠在绝缘层25上的上层部51b。第4发热体电极61具有：与绝缘基板10的第2发热体22在同一面上形成并且被绝缘层25包覆的下层部61a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部与下层部61a连接的上层部61b。再者，第4发热体电极61中，上层部61b的端部经由第4可熔导体62与第3发热体电极51的上层部51b连接。

第4可熔导体62能够以与上述的第1可熔导体14相同的材料、相同的构成形成。另外，为了提高第4可熔导体62的防氧化以及第4可熔导体62熔化时的润湿性，在第4可熔导体62上涂敷有助熔剂16。

由此，开关元件60形成有经过第1发热体电极24、第3可熔导体42、第2发热体电极41、第1发热体21及发热体引出电极23的供电路径3A和到达第3发热体电极51、第4可熔导体62、第4发热体电极61、第2发热体22及发热体引出电极23的供电路径3B。开关元件60在对供电路径3A通电时，第1发热体21发热，使切换电路2的第1可熔导体14熔化，从而截断第1、第3电极11、13间。另外，开关元件60在对供电路径3B通电时，第2发热体22发热，使切换电路2的第2可熔导体15熔化，从而熔化导体凝聚于第1、第2电极11、13间，并使之短路。由此，开关元件60对切换电路2的电流路径进行切换。开关元件60在截断第1、第3电极11、13后，通过第1发热体21的热来熔断第3可熔导体42，供电路径3A被截断，且第1发热体21的发热停止。另外，开关元件60在第1、第2电极11、12短路后，通过第2发热体22的热来熔断第4可熔导体62，供电路径3B被截断，且第2发热体22的发热停止。

[第1、第2可熔导体的先熔化]

在此，开关元件60中，切换电路2的第1可熔导体14也形成为比供电路径3A的第3可熔导体42先熔断，第2可熔导体15形成为比供电路径3B的第4可熔导体62先熔断。这是因为若第3、第4可熔导体42、62比第1、第2可熔导体14、15先熔断，则停止对第1、第2发热体21、22的供电，从而不能熔断第1、第2可熔导体14、15。

因此，开关元件60与上述的开关元件40同样，第1、第2可熔导体14、15分别搭载在比第3、第4可熔导体42、62更靠近第1、第2发热体21、22的发热中心C的位置。

另外，开关元件60通过改变第1～第4可熔导体14、15、42、62的形状，也可以使第1、第2可熔导体14、15先熔断。例如，第1～第4可熔导体14、15、42、62，由于截面积越小就越容易熔断，所以开关元件60通过使第1、第2可熔导体14、15的截面积小于第3、第4可熔导体42、62的截面积，能够使之先于第3、第4可熔导体42、62熔断。

另外，开关元件60也可以将第1、第2可熔导体14、15沿着第1、第3电极11、13间以及第2电极12、支撑电极28间以窄幅宽且较长地形成，并将第3、第4可熔导体42、62沿着第1、第2发热体电极23、41间以及第3、第4发热体电极51、61间的各电流路径以宽幅宽且较短地形成。由此，第1、第2可熔导体14、15成为相对于第3、第4可熔导体42、62更容易熔断的形状，通过第1、第2发热体21、22的发热，会比第3、第4可熔导体42、62先熔断。

另外，开关元件60也可以用熔点比第3、第4可熔导体42、62的材料低的材料作为第1、第2可熔导体14、15的材料而形成。由此，通过第1、第2发热体21、22的发热，也能使第1、第2可熔导体14、15比第3、第4可熔导体42、62更容易熔断，从而可靠地使第1、第2可熔导体14、15比第3、第4可熔导体42、62先熔断。

除此之外，开关元件60也可以通过改变第1、第2可熔导体14、15与第3、第4可熔导体42、62的层构造来对熔点可靠地设置差异，使第1、第2可熔导体14、15相对比第3、第4可熔导体42、62更容易熔断，从而通过第1、第2发热体21、22的发热，使得第1、第2可熔导体14、15比第3、第4可熔导体42、62先熔断。

由此，开关元件60在第1、第2发热体21、22发热时，由于第1、第2可熔导体14、15先于第3、第4可熔导体42、62熔断，所以能够可靠地向第1、第2发热体21、22供电，从而使之发热，直至切换电路2的电流路径被切换。

[第3方式]

适用本发明的开关元件也可以如图15所示，在切换电路2设置第2可熔导体15，并且在第1发热体电极24与发热体引出电极23之间并联连接设置在发热电路3的第1、第2发热体21、22。图15所示的开关元件70通过向第1发热体电极24与发热体引出电极23之间通电，按照第1、第2发热体21、22的电阻值，使第1可熔导体14及第2可熔导体15依次熔化，依次进行第1、第2电极11、12间的短路和第1、第3电极11、13间的截断。此外，在以下的说明中，对于与上述的开关元件1、40、50、60及开关电路30、55相同的部件标注同一标号，并省略其详细。

开关元件70中，第2发热体22将一端与第1发热体21一起连接到发热体引出电极23，而将另一端与第1发热体21一起电连接到第1发热体电极24。另外，第2发热体22形成在与搭载于第2电极12与支撑电极28之间的第2可熔导体15重叠的位置，通过发热，该热经由绝缘层25、第2电极12、支撑电极28及覆盖层27主要传到第2可熔导体15，从而能够使第2可熔导体15熔化。开关元件70通过第1可熔导体14以及第2可熔导体15的熔化，使各熔化导体14a、15a凝聚于第1、第2电极11、12间，从而能够使第1、第2电极11、12间短路。

此外，开关元件70中，第1发热体21设置在与第1可熔导体14重叠的位置，通过发热，该热经由绝缘层25、第1、第3电极11、13及覆盖层27主要传到第1可熔导体14，从而能够使第1可熔导体14熔化。开关元件70通过第1可熔导体14的熔化，能够使第1、第3电极11、13间截断。

另外，开关元件70中，第1发热体电极24具有：与绝缘基板10的第1、第2发热体21、22在同一面上形成并且被绝缘层25包覆的一对下层部24a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部与下层部24a连接的上层部24b。另外，第1发热体电极24中，上层部24b与临近绝缘基板10的侧面的第1发热体电极端子部24c连接。第1发热体电极端子部24c经由通孔与设在绝缘基板10的背面的外部端子（未图示）连接。

图16（A）中示出开关元件70的电路图。图17中示出适用了开关元件70的开关电路75的一个例子。开关元件70与开关元件1同样，具有正常时经由第1可熔导体14使第1电极11和第3电极13连续，并且第1电极11和第2电极12被绝缘的切换电路2。如图17所示，切换电路2经由第1、第3电极11、13，连接到安装开关元件70的电路基板的电流路径上，从而装入电源电路、数字信号电路等的各种外部电路31A、31B间。另外，切换电路2经由第2电极12，在切换后与外部电路31C连接。

另外，开关元件70如图16（A）所示，具有发热电路3，其具备：从发热体引出电极23经过第1发热体21而到达第1发热体电极24的对第1发热体21的供电路径3A；以及从发热体引出电极23经过第2发热体22而到达第1发热体电极24的对第2发热体22的供电路径3B。发热电路3电独立于切换电路2，且能够热连接。发热体引出电极23经由外部端子与外部电源17连接，第1发热体电极24分别经由外部端子而与控制对发热电路3的供电的电流控制元件18连接。

电流控制元件18与检测电路19连接。检测电路19是检测需要切换开关元件70的装入切换电路2的各种电路的通电的事态的电路。

开关元件70受到检测电路19的支持而电流控制元件18对发热电路3进行通电时，第1、第2发热体21、22按照各电阻值依次发热，从而依次熔化第1、第2可熔导体14、15。

例如，在连接外部电路31B、31C后，截断外部电路31A、31B间的情况下，开关元件70通过使第2发热体22的电阻值相对低于第1发热体21，如图18（B）所示，若对发热电路3通电则先使相对较多的电流流过供电路径3B，并使第2发热体22发热，从而使第2可熔导体15熔化。然后，如图18（D）所示，开关元件70利用通过对供电路径3A的通电而发热的第1发热体21的热，使第1可熔导体14熔化。

由此，开关元件70中，第2可熔导体15熔化，与第1可熔导体14的熔化导体14a一起使第1、第2电极11、12间短路，从而外部电路31B、31C间连接。接着，开关元件70通过第1可熔导体14的熔断来截断第1、第3电极11、13间，从而截断外部电路31A、31B间。

另外，在截断外部电路31A、31B间之后，连接外部电路31B、31C的情况下，开关元件70通过使第1发热体21的电阻值相对低于第2发热体22，如图18（C）所示，若对发热电路3通电则先将相对较多的电流流过供电路径3A，并使第1发热体21发热，从而使第1可熔导体14熔化。然后，如图18（D）所示，开关元件70利用通过对供电路径3B的通电而发热的第2发热体22的热，从第2可熔导体15熔化。

由此，开关元件70通过第1可熔导体14的熔断来截断第1、第3电极11、13间，从而使外部电路31A、31B间截断。接着，开关元件70中，第2可熔导体15熔化，与第1可熔导体14的熔化导体14a一起使第1、第2电极11、12间短路，从而外部电路31B、31C间被连接。

这样，依据开关元件70，由于发热电路3的供电路径3A、3B的通电顺序取决于第1、第2发热体21、22的电阻值，所以不需要进行IC控制。

此外，开关元件70在第1、第3电极11、13间截断并且第1、第2电极11、12间短路后，停止对发热电路3的通电，从而停止第1、第2发热体21、22的发热。对发热电路3的通电停止，既可以通过检测第1、第3电极11、13间的截断及第1、第2电极11、12间的短路来进行，或者也可以使定时器工作，以在开始对发热电路3的通电起截断第1、第3电极11、13间，并且在经过第1、第2电极11、12间短路的充分的既定时间后停止通电的方式进行控制。

依据这样的开关元件70及开关电路75，能够在截断外部电路31A、31B间之前，预先使外部电路31C连接，因此例如作为外部电路31A的后备电路具备外部电路31C，从而能够无缝地进行对后备电路31C的切换。或者，作为报知外部电路31A的异常的警报电路具备外部电路31C，从而在因异常事态而进行外部电路31A、31B间的截断之前，能够使警报电路を31C工作，并使各种警报器工作。

另外，依据开关元件70及开关电路75，在截断外部电路31A、31B间之后，能够使外部电路31C连接，因此例如在电池电路等中，能够在将检测出过电压的电池电路迅速从充放电路径截断之后，构筑迂回该电池的旁路电流路径。

[第5可熔导体]

另外，本发明所涉及的开关元件也可以如图19及图16（B）所示，在第1及第2发热体21、22与第1发热体电极24之间设置与第1及第2发热体21、22电连接并且与第1发热体电极24邻接的第5发热体电极81，并跨第1发热体电极24及第5发热体电极81地连接第5可熔导体82。此外，在以下的说明中，对于与上述的开关元件1、40、50、60、70及开关电路30、55、75相同的部件标注同一标号，并省略其详细。

图19所示的开关元件80通过在发热电路3上设置第5发热体电极81及第5可熔导体82，在切换电路2的电流路径从第1、第3电极11、13切换到第1、第2电极11、12后，熔断第5可熔导体82，从而自动截断发热电路3。

开关元件80中，第1发热体电极24只有层叠在绝缘层25上的上层部24b。第5发热体电极81具有：与绝缘基板10的第2发热体22在同一面上形成并且被绝缘层25包覆的下层部81a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部与下层部81a连接的上层部81b。再者，第5发热体电极81中，上层部81b的端部经由第5可熔导体82而与第1发热体电极24的上层部24b连接。

第5可熔导体82能够以与上述的第1可熔导体14相同的材料、相同的构成形成。另外，为了提高第5可熔导体82的防氧化以及第5可熔导体82熔化时的润湿性，在第5可熔导体82上涂敷有助熔剂16。

第1发热体21将一端连接到发热体引出电极23，并将另一端连接到第5发热体电极81的下层部81a。同样地，第2发热体22将一端连接到发热体引出电极23，并将另一端连接到第5发热体电极81的下层部81a。

由此，开关元件80形成有经过第1发热体电极24、第5可熔导体82、第5发热体电极81而到第1发热体21及发热体引出电极23的供电路径3A，和经过第1发热体电极24、第5可熔导体82、第5发热体电极81而到达第2发热体22及发热体引出电极23的供电路径3B。开关元件80在供电路径3A通电时，第1发热体21发热，使切换电路2的第1可熔导体14熔化，从而截断第1、第3电极11、13间。另外，开关元件90在供电路径3B通电时，第2发热体22发热，使切换电路2的第2可熔导体15熔化，从而使熔化导体凝聚于第1、第2电极11、13间，并使之短路。由此，开关元件80对切换电路2的电流路径进行切换。开关元件80在第1、第3电极11、13截断及第1、第2电极11、12短路后，通过第1、第2发热体21、22的热，使第5可熔导体82熔断，从而截断发热电路3，并停止第1、第2发热体21、22的发热。

在此，开关元件80中，也形成为使切换电路2的第1、第2可熔导体14比发热电路3的第5可熔导体82先熔断。这是因为若第5可熔导体82比第1、第2可熔导体14、15先熔断，则停止对第1、第2发热体21、22的供电，将不能熔断第1、第2可熔导体14、15。

因此，开关元件80与上述的开关元件40同样，第1、第2可熔导体14、15分别搭载在比第5可熔导体82更靠近第1、第2发热体21、22的发热中心C的位置。

另外，开关元件80也可以通过改变第1、第2、第5可熔导体14、15、82的形状来使第1、第2可熔导体14、15先熔断。例如，第1、第2、第5可熔导体14、15、82由于截面积越小就越容易熔断，所以开关元件80能够通过使第1、第2可熔导体14、15的截面积小于第5可熔导体82的截面积，使之比第5可熔导体82先熔断。

另外，开关元件80也可以将第1、第2可熔导体14、15沿着第1、第3电极11、13间以及第2电极12、支撑电极28间以窄幅宽且较长地形成，并将第5可熔导体82沿着第1、第5发热体电极24、81间的电流路径以宽幅宽且较短地形成。由此，第1、第2可熔导体14、15成为相对于第5可熔导体82更容易熔断的形状，通过第1、第2发热体21、22的发热，会比第5可熔导体82先熔断。

另外，开关元件80也可以用熔点比第5可熔导体82的材料低的材料作为第1、第2可熔导体14、15的材料而形成。由此，通过第1、第2发热体21、22的发热，也能使第1、第2可熔导体14、15比第5可熔导体82更容易熔断，从而可靠地使第1、第2可熔导体14、15比第5可熔导体82先熔断。

除此之外，开关元件80也可以通过改变第1、第2可熔导体14、15与第5可熔导体82的层构造来对熔点可靠地设置差异，使第1、第2可熔导体14、15相对比第5可熔导体82更容易熔断，从而通过第1、第2发热体21、22的发热，使第1、第2可熔导体14、15比第5可熔导体82先熔断。

由此，开关元件80在第1、第2发热体21、22发热时，由于第1、第2可熔导体14、15先于第5可熔导体82熔断，所以能够可靠地向第1、第2发热体21、22供电，从而使之发热，直至切换电路2的电流路径被切换。

[第6可熔导体]

另外，本发明所涉及的开关元件也可以如图20及图16（C）所示，在第1发热体21与第1发热体电极24之间设置与第1发热体电极24邻接的第2发热体电极41，并跨第1发热体电极24及第2发热体电极41地连接第3可熔导体42，在第2发热体22与第1发热体电极24之间设置与第1发热体电极24邻接的第6发热体电极91，并跨第1发热体电极24及第6发热体电极91地连接第6可熔导体92。此外，在以下的说明中，对于与上述的开关元件1、40、50、60、70、80及开关电路30、55、75相同的部件标注同一标号，并省略其详细。

图20所示的开关元件90通过在供电路径3A、3B上分别设置第2、第6发热体电极41、91及第3、第6可熔导体42、92，在切换电路2的电流路径从第1、第3电极11、13切换到第1、第2电极11、12之后，使第3、第6可熔导体42、92，从而自动截断发热电路3。

在开关元件90中，第1发热体电极24只有层叠在绝缘层25上的上层部24b。第6发热体电极91具有：与绝缘基板10的第2发热体22在同一面上形成并且被绝缘层25包覆的下层部91a；以及层叠在绝缘层25上并经由形成在绝缘层25的开口部而与下层部91a连接的上层部91b。再者，第6发热体电极91中，上层部91b的端部经由第6可熔导体92而与第1发热体电极24的上层部24b连接。

第6可熔导体92能够以与上述的第1可熔导体14相同的材料、相同的构成形成。另外，为了提高第6可熔导体92的防氧化以及第6可熔导体92熔化时的润湿性，在第6可熔导体92上涂敷有助熔剂16。

由此，开关元件90形成有经过第1发热体电极24、第3可熔导体42、第2发热体电极41、第1发热体21及发热体引出电极23的供电路径3A，和到达第1发热体电极24、第6可熔导体92、第6发热体电极91、第2发热体22及发热体引出电极23的供电路径3B。开关元件90在供电路径3A通电时，第1发热体21发热，使切换电路2的第1可熔导体14熔化，从而使第1、第3电极11、13间截断。另外，开关元件90在供电路径3B通电时，第2发热体22发热，使切换电路2的第2可熔导体15熔化，从而使熔化导体凝聚于第1、第2电极11、13间，并使之短路。由此，开关元件90对切换电路2的电流路径进行切换。开关元件90在第1、第3电极11、13截断后，通过第1发热体21的热，使第3可熔导体42熔断，从而使供电路径3A截断，并停止第1发热体21的发热。另外，开关元件90在第1、第2电极11、12短路后，通过第2发热体22的热，使第6可熔导体92熔断，从而使供电路径3B截断，并停止第2发热体22的发热。

此外，第2发热体电极41具有：与绝缘基板10的第1发热体21在同一面上形成并且被绝缘层25包覆的下层部41a；以及层叠在绝缘层25上并且经由形成在绝缘层25的开口部而与下层部41a连接的上层部41b。再者，第2发热体电极41中，上层部41b的端部经由第3可熔导体42与第1发热体电极24的上层部24b连接。

在此，开关元件90中，也形成为使切换电路2的第1可熔导体14比供电路径3A的第3可熔导体42先熔断，并且形成为使第2可熔导体15比供电路径3B的第6可熔导体92先熔断。这是因为若第3、第6可熔导体42、92比第1、第2可熔导体14、15先熔断，则停止对第1、第2发热体21、22的供电，将不能熔断第1、第2可熔导体14、15。

因此，开关元件90与上述的开关元件40同样，第1、第2可熔导体14、15分别搭载在比第3、第6可熔导体42、92更靠近第1、第2发热体21、22的发热中心C的位置。

另外，开关元件90通过改变第1～第3、第6可熔导体14、15、42、92的形状，也可以使第1、第2可熔导体14、15先熔断。例如，第1～第3、第6可熔导体14、15、42、92，由于截面积越小就越容易熔断，所以开关元件90通过使第1、第2可熔导体14、15的截面积小于第3、第6可熔导体42、92的截面积，能够使之先于第3、第6可熔导体42、92熔断。

另外，开关元件90也可以将第1、第2可熔导体14、15沿着第1、第3电极11、13间以及第2电极12、支撑电极28间以窄幅宽且较长地形成，并将第3、第6可熔导体42、92沿着第1、第2发热体电极24、41间以及第1、第6发热体电极24、91间的各电流路径以宽幅宽且较短地形成。由此，第1、第2可熔导体14、15成为相对于第3、第6可熔导体42、92更容易熔断的形状，通过第1、第2发热体21、22的发热，会比第3、第6可熔导体42、92先熔断。

另外，开关元件90也可以用熔点比第3、第6可熔导体42、92的材料低的材料作为第1、第2可熔导体14、15的材料而形成。由此，通过第1、第2发热体21、22的发热，也能使第1、第2可熔导体14、15比第3、第6可熔导体42、92更容易熔断，从而可靠地使第1、第2可熔导体14、15比第3、第6可熔导体42、92先熔断。

除此之外，开关元件90也可以通过改变第1、第2可熔导体14、15与第3、第6可熔导体42、92的层构造来对熔点可靠地设置差异，使第1、第2可熔导体14、15相对比第3、第6可熔导体42、92更容易熔断，从而通过第1、第2发热体21、22的发热，使得第1、第2可熔导体14、15比第3、第6可熔导体42、92先熔断。

由此，开关元件90在第1、第2发热体21、22发热时，由于第1、第2可熔导体14、15先于第3、第6可熔导体42、92熔断，所以能够可靠地向第1、第2发热体21、22供电，从而使之发热，直至切换电路2的电流路径被切换。

[可熔导体的结构]

如上所述，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92也可以含有低熔点金属和高熔点金属。作为低熔点金属，优选使用以Sn为主成分的无铅焊锡等的焊锡，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，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图21（A）所示，也可以使用作为内层设置高熔点金属层94、作为外层设置低熔点金属层95的可熔导体。在该情况下，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92既可为高熔点金属层94的整个面被低熔点金属层95包覆的构造，也可为包覆除相对置的一对侧面之外的部分的构造。高熔点金属层94或低熔点金属层95的包覆构造能够使用镀敷等的公知的成膜技术来形成。

另外，如图21（B）所示，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92也可以使用作为内层设置低熔点金属层95、作为外层设置高熔点金属层94的可熔导体。在该情况下，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92也是既可为低熔点金属层95的整个面被高熔点金属层94包覆的构造，也可为包覆除相对置的一对侧面之外的部分的构造。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图22所示，也可为高熔点金属层94和低熔点金属层95层叠的层叠构造。

在该情况下，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图22（A）所示，形成为由与第1～第3电极11～13或第1～第1～6发热体电极24、41、51、61、81、91、支撑电极28等连接的下层和层叠在下层上的上层构成的2层构造，既可以在成为下层的高熔点金属层94的上表面层叠成为上层的低熔点金属层95，也可以相反地在成为下层的低熔点金属层95的上表面层叠成为上层的高熔点金属层94。或者，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92也可以如图22（B）所示，形成为由内层和在内层的上下表面层叠的外层构成的3层构造，并且既可以在成为内层的高熔点金属层94的上下表面层叠成为外层的低熔点金属层95，也可以相反地在成为内层的低熔点金属层95的上下表面层叠成为外层的高熔点金属层94。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图23所示，也可为高熔点金属层94和低熔点金属层95交替层叠的4层以上的多层构造。在该情况下，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92也可为通过构成最外层的金属层来包覆整个面或除相对置的一对侧面之外的部分的构造。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92也可以在构成内层的低熔点金属层95的表面以条纹状局部地层叠高熔点金属层94。图24是第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92的平面图。

图24（A）所示的第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，在低熔点金属层95的表面沿宽度方向以既定间隔沿长度方向形成多个线状的高熔点金属层94，从而沿着长度方向形成线状的开口部96，从该开口部96露出低熔点金属层95。第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92通过从开口部96露出低熔点金属层95，增加熔化的低熔点金属和高熔点金属的接触面积，能够进一步促进高熔点金属层94的腐蚀作用而提高熔断性。开口部96能够通过例如在低熔点金属层95实施构成高熔点金属层94的金属的局部镀敷来形成。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图24（B）所示，也可以在低熔点金属层95的表面沿长度方向以既定间隔沿宽度方向形成多个线状的高熔点金属层94，从而沿着宽度方向形成线状的开口部96。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图25所示，也可以在低熔点金属层95的表面形成高熔点金属层94，并且在高熔点金属层94的整个面形成圆形的开口部97，使低熔点金属层95从该开口部97露出。开口部97能够通过例如对低熔点金属层95实施构成高熔点金属层94的金属的局部镀敷来形成。

第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92通过从开口部97露出低熔点金属层95，增加熔化和低熔点金属和高熔点金属的接触面积，能够进一步促进高熔点金属的腐蚀作用而提高熔断性。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，如图26所示，也可以在成为内层的高熔点金属层94形成多个开口部98，利用镀敷技术等，在该高熔点金属层94成膜低熔点金属层95，并向开口部98内填充。由此，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92增大熔化的低熔点金属与高熔点金属相接的面积，因此能够在更短时间内使低熔点金属熔蚀高熔点金属。

另外，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92，优选使低熔点金属层95的体积形成为大于高熔点金属层94的体积。第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92通过发热体14的发热而被加热，并通过低熔点金属的熔化来对高熔点金属进行熔蚀，由此能够迅速地熔化、熔断。因而，第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92通过将低熔点金属层95的体积形成为大于高熔点金属层94的体积，促进该熔蚀作用，能够迅速地使第1、第2电极11、12间短路。

[涂覆处理]

另外，连接第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92的第1～第3电极11～13或第1～6的发热体电极24、41、51、61、81、91、支撑电极28，能够使用Cu、Ag等的一般的电极材料来形成，优选通过镀敷处理等的公知方法在表面上涂覆Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等的覆膜。由此，各电极被防氧化，并且能够可靠地保持第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92。另外，在回流安装开关元件1、40、50、60、70、80、90的情况下，连接第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92的连接用焊锡等的接合材料26或者形成第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92的外层的低熔点金属熔化，从而能够防止各电极被熔蚀（焊锡被蚀）。

[发热体的位置]

[绝缘基板的背面]

另外，表面安装型的开关元件1、40、50、60、70、80、90除了在绝缘基板10的表面10a形成第1、第2发热体21、22之外，如图27（A）、图28（A）所示，也可以在绝缘基板10的背面10b设置。在该情况下，第1、第2发热体21、22在绝缘基板10的背面10b被绝缘层25包覆。另外，构成对第1、第2发热体21、22的供电路径3的发热体引出电极23也同样地形成在绝缘基板10的背面10b。

在开关元件1、70中，第1发热体电极24是下层部24a同样形成在绝缘基板10的背面10b并且与第1发热体电极端子部24c连接，而无需设置上层部24b。在开关元件40中，第1发热体电极24是在绝缘基板10的背面10b形成有与第1发热体21连接的下层部24a，在绝缘基板10的表面10a形成有搭载第3可熔导体42的上层部24b，且下层部24a和上层部24b经由导电通孔而连续。在开关元件50中，第1、第3发热体电极24、51是下层部24a、51a同样地形成在绝缘基板10的背面10b并且与第1、第3发热体电极端子部24c、51c连接，而无需设置上层部24b、51b。

在开关元件60中，第2、第4发热体电极41、61是在绝缘基板10背面10b形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部41a、61a，在绝缘基板10的表面10a形成有搭载第3、第4可熔导体42、62的上层部41b、61b，且下层部41a、61a和上层部41b、61b经由导电通孔而连续。另外，第1、第3发热体电极24、51只形成有上层部24b、51b。

在开关元件80中，第5发热体电极81是在绝缘基板10的背面10b形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部81a，在绝缘基板10的表面10a形成有搭载第5可熔导体82的上层部81b，且下层部81a和上层部81b经由导电通孔而连续。另外，第1发热体电极24只形成有上层部24b。在开关元件90中，第2、第6发热体电极41、91是在绝缘基板10背面10b形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部41a、91a，在绝缘基板10的表面10a形成有搭载第3、第6可熔导体42、92的上层部41b、91b，且下层部41a、91a和上层部41b、91b经由导电通孔而连续。另外，第1发热体电极24只形成有上层部24b。

[绝缘层的内部]

另外，如图27（B）、图28（B）所示，开关元件1、40、50、60、70、80、90也可以在绝缘层25的内部形成第1、第2发热体21、22。在该情况下，构成对第1、第2发热体21、22的发热电路3的发热体引出电极23，形成在绝缘层25的内部并与第1、第2发热体21、22连接，并且在绝缘基板10的表面10a形成，与电极端子部23a连接。

在开关元件1、70中，第1发热体电极24在绝缘层25的内部同样地形成有下层部24a，并且经由形成在绝缘层25的开口部与上层部24b连接。在开关元件40中，第2发热体电极41在绝缘层25的内部形成有与第1发热体21连接的下层部41a，在绝缘基板10的表面10a形成有搭载第3可熔导体42的上层部41b，且下层部41a和上层部41b经由形成在绝缘层25的开口部连接。在开关元件50中，第1、第3发热体电极24、51在绝缘层25的内部同样地形成有下层部24a、51a，并且经由形成在绝缘层25的开口部与上层部24b、51b连接。

在开关元件60中，第2、第4发热体电极41、61在绝缘层25的内部形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部41a、61a，在绝缘层25层叠有搭载第3、第4可熔导体42、62的上层部41b、61b，且下层部41a、61a和上层部41b、61b经由形成在绝缘层25的开口部连接。另外，第1、第3发热体电极24、51只形成有上层部24b、51b。

在开关元件80中，第5发热体电极81在绝缘层25的内部形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部81b，在绝缘层25层叠有搭载第5可熔导体82的上层部81b，且下层部81b和上层部81a经由形成在绝缘层25的开口部连接。另外，第1发热体电极24只形成有上层部24b。在开关元件90中，第2、第6发热体电极41、91在绝缘层25的内部形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部41a、91a，在绝缘层25层叠有搭载第3、第6可熔导体42、92的上层部41b、91b，且下层部41a、91a和上层部41b、91b经由形成在绝缘层25的开口部连接。另外，第1发热体电极24只形成有上层部24b。

[绝缘基板的内部]

另外，如图27（C）、图28（C）所示，开关元件1、40、50、60、70、80、90也可以在绝缘基板10的内部形成第1、第2发热体21、22。在该情况下，无需设置包覆第1、第2发热体21、22的绝缘层25。另外，连接有第1、第2发热体21、22的一端的发热体引出电极23，其与第1、第2发热体21、22连接的一端部形成到绝缘基板10的内部，经由导电通孔而与设在绝缘基板10的背面10b的外部端子连接。

在开关元件1、70中，第1发热体电极24在绝缘基板10的内部同样地形成有下层部24a，并且经由导电通孔与上层部24b连续。在开关元件40中，第2发热体电极41在绝缘基板10的内部形成有与第1发热体21连接的下层部41a，在绝缘基板10的表面10a形成有搭载第3可熔导体42的上层部41b，且下层部41a和上层部41b经由导电通孔连续。在开关元件50中，第1、第3发热体电极24、51在绝缘基板10的内部同样地形成有下层部24a、51a，并且经由导电通孔与上层部24b、51b连续。

在开关元件60中，第2、第4发热体电极41、61在绝缘基板10的内部形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部41a、61a，并经由导电通孔与搭载第3、第4可熔导体42、62的上层部41b、61b连接。另外，第1、第3发热体电极24、51只形成有上层部24b、51b。

在开关元件80中，第5发热体电极81在绝缘基板10的内部形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部81a，并经由导电通孔与搭载第5可熔导体82的上层部81b连接。另外，第1发热体电极24只形成有上层部24b。在开关元件90中，第2、第6发热体电极41、91在绝缘基板10的内部形成有与第1、第2发热体21、22连接的下层部41a、91a，并经由导电通孔与搭载第3、第6可熔导体42、92的上层部41b、91b连接。另外，第1发热体电极24只形成有上层部24b。

开关元件1、40、50、60、70、80、90通过在绝缘基板10的背面10b或绝缘基板10的内部形成第1、第2发热体21、22，使绝缘基板10的表面10a平坦，由此，通过简易地印刷等，在表面10a上形成第1～第3电极11～13、支撑电极28。因而，开关元件1、40、50、60、70、80、90能够简化第1～第3电极11～13、支撑电极28的制造工序，并且能够谋求矮小化。

另外，开关元件1、40、50、60、70、80、90在绝缘基板10的背面10b或绝缘基板10的内部形成第1、第2发热体21、22的情况下，作为绝缘基板10的材料也使用精制陶瓷等的热传导性优异的材料，从而能够与在绝缘基板10的表面10a上层叠第1、第2发热体21、22的情况时相等地对第1～第6可熔导体14、15、42、62、82、92进行加热、熔断。

[同一面上]

另外，开关元件1、40、50、60、70、80、90也可以在绝缘基板10的同一面上，形成第1～第3电极11～13、和第1发热体21及包覆第1发热体的绝缘层25、或第1、第2发热体21、22及包覆第1、第2发热体21、22的绝缘层25。在该情况下，与第1发热体21或第1、第2发热体21、22的一端连接的发热体引出电极23，一端部与第1发热体21或第1、第2发热体21、22连接，另一端部与设在绝缘基板10侧缘的电极端子部23a连接。

开关元件1例如如图29所示，连接第1发热体21的另一端和第1发热体电极24，并且从绝缘层25向外侧露出的第1发热体电极24与设在绝缘基板10侧缘的第1发热体电极端子部24c连接。开关元件40连接第1发热体21的另一端和第2发热体电极41，并且从绝缘层25向外侧露出的第2发热体电极41和第1发热体电极24通过第3可熔导体42连接。

开关元件50例如如图30所示，连接第1发热体21的另一端和第1发热体电极24，并且从绝缘层25向外侧露出的第1发热体电极24与设在绝缘基板10侧缘的第1发热体电极端子部24c连接。另外，开关元件50连接第2发热体22的另一端和第3发热体电极51，并且从绝缘层25向外侧露出的第3发热体电极51与设在绝缘基板10侧缘的第3发热体电极端子部51c连接。

开关元件60连接第1发热体21的另一端和第2发热体电极41，并且从绝缘层25向外侧露出的第2发热体电极41和第1发热体电极24通过第3可熔导体42连接，同样地，连接第2发热体22的另一端和第4发热体电极61，并且从绝缘层25向外侧露出的第4发热体电极61和第3发热体电极51通过第4可熔导体62连接。

开关元件70连接第1、第2发热体21、22的另一端和第1发热体电极24，并且从绝缘层25向外侧露出的第1发热体电极24与设在绝缘基板10侧缘的第1发热体电极端子部24c连接。

开关元件80连接第1、第2发热体21、22的另一端和第5发热体电极81，并且从绝缘层25向外侧露出的第5发热体电极81和第1发热体电极24通过第5可熔导体82连接。

开关元件90连接第1发热体21的另一端和第2发热体电极41，并且从绝缘层25向外侧露出的第2发热体电极41和第1发热体电极24通过第3可熔导体42连接，同样地，连接第2发热体22的另一端和第6发热体电极91，并且从绝缘层25向外侧露出的第6发热体电极91和第1发热体电极24通过第6可熔导体92连接。

[保护电阻]

另外，开关元件1、40、50、60、70、80、90也可以如图31所示，在切换电路2的第2电极12连接保护电阻99。保护电阻99优选设定为与开关4的切换前的外部电路相同的内部电阻值。由此，例如在构筑对因第1、第2电极11、12短路而检测到异常电压的电池组、LED等的负载进行旁路的电流路径的情况下，旁路电流路径中也赋予与切换前相同的负载，从而能够防止电阻值的变动。

另外，保护电阻99也可以用作为过电压状态下消耗截断的电池的电力的消耗电阻。即，通过切换开关4，在检测到与第1电极11连接的电池单元中异常电压的情况下，将该电池单元从与第3电极13连接的充放电电路截断，并且将电池单元的电流路径切换到与第2电极12连接的放电电路。由此，电池单元与设有保护电阻99的放电电路连接，能够使之放电，直至下降到安全的电压。

标号说明

1、40、50、60、70、80、90开关元件；2切换电路；3发热电路；4开关；10绝缘基板；11第1电极；12第2电极；13第3电极；14第1可熔导体；15第2可熔导体；16助熔剂；17外部电源；18电流控制元件；19检测电路；21第1发热体；22第2发热体；23发热体引出电极；24第1发热体电极；24a下层部；24b上层部；25绝缘层；26接合材料；27覆盖层；28支撑电极；30开关电路；31外部电路；33数据服务器；34因特网线路；35警报电路；41第2发热体电极；41a下层部；41b上层部；42第3可熔导体；51第3发热体电极；51a下层部；51b上层部；55开关电路；61第4发热体电极；61a下层部；61b上层部；62第4可熔导体；75开关电路；81第5发热体电极；81a下层部；81b上层部；82第5可熔导体；91第6发热体电极；91a下层部；91b上层部；92第6可熔导体；94高熔点金属层；95低熔点金属层；99保护电阻。

Claims (65)

1. 一种开关元件，具备：

切换电路，具有互相邻接的第1电极及第2电极、与所述第1电极相邻的第3电极、和跨所述第1电极及所述第3电极而连接的第1可熔导体；以及

电独立于所述切换电路的发热电路，具有第1发热体、与所述第1发热体的一端电连接的发热体引出电极、和与所述第1发热体的另一端电连接的第1发热体电极，

通过所述第1发热体发热，所述第1可熔导体熔断，从而截断所述第1、第3电极间，并且经由该熔化导体使所述第1、第2电极间短路。

2.如权利要求1所述的开关元件，其中，在所述第2电极上，搭载有与所述第1可熔导体的熔化导体接触、并对与所述第1电极的短路进行辅助的辅助导体。

3.如权利要求1所述的开关元件，其中，具有被所述第2电极支撑并向与所述第1电极相反侧延伸的第2可熔导体。

4.如权利要求3所述的开关元件，其中，

具有设在所述第2电极的与所述第1电极相反侧的支撑电极，

所述第2可熔导体跨所述第2电极及所述支撑电极而连接。

5.如权利要求1～4的任一项所述的开关元件，其中，所述第1电极配置在与所述第1发热体的发热中心重叠的位置。

6. 如权利要求1～4的任一项所述的开关元件，其中具有：

第2发热体电极，设置在所述第1发热体与所述第1发热体电极之间，与所述第1发热体电连接，并且与所述第1发热体电极邻接；以及

第3可熔导体，跨所述第1发热体电极及所述第2发热体电极而连接，

通过所述第1发热体发热，所述第3可熔导体熔断，从而截断对所述第1发热体的通电路径。

7.如权利要求6所述的开关元件，其中，所述第3可熔导体配置在比所述第1可熔导体更远离所述第1发热体的发热中心的位置，并在所述第1可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

8.如权利要求6所述的开关元件，其中，所述第3可熔导体形成为截面积大于所述第1可熔导体，并在所述第1可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

9.如权利要求6所述的开关元件，其中，所述第3可熔导体熔点高于所述第1可熔导体，并在所述第1可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

10.如权利要求3所述的开关元件，其中，

所述发热电路具有将一端与所述发热体引出电极电连接的第2发热体、和与所述第2发热体的另一端电连接的第3发热体电极，

依次在所述第1发热体电极或所述第3发热体电极与所述发热体引出电极之间通电，从而使所述第1发热体及所述第2发热体依次发热，依次进行所述第1、第2电极间的短路和所述第1、第3电极间的截断。

11.如权利要求10所述的开关元件，其中，

通过所述第1发热体发热而所述第1可熔导体熔化，从而所述第1、第3电极间被截断，

通过所述第2发热体发热，所述第2可熔导体熔化，从而经由该熔化导体使所述第1、第2电极间短路。

12.如权利要求10或11所述的开关元件，其中具有：

第2发热体电极，设置在所述第1发热体与所述第1发热体电极之间，与所述第1发热体电连接，并且与所述第1发热体电极邻接；

第3可熔导体，跨所述第1发热体电极及所述第2发热体电极而连接；

第4发热体电极，设在所述第2发热体与所述第3发热体电极之间，与所述第2发热体电连接并且与所述第3发热体电极邻接；以及

第4可熔导体，跨所述第3发热体电极及所述第4发热体电极而连接，

通过所述第1发热体发热，所述第3可熔导体熔断，从而截断对所述第1发热体的通电路径，

通过所述第2发热体发热，所述第4可熔导体熔断，从而截断对所述第2发热体的通电路径。

13.如权利要求12所述的开关元件，其中，

在所述第1、第3电极间被截断后，通过所述第3可熔导体的熔断而截断所述第1、第2发热体电极间，从而停止所述第1发热体的发热，

在所述第1、第2电极间短路后，通过所述第4可熔导体的熔断而截断所述第3、第4发热体电极间，从而停止所述第2发热体的发热。

14.如权利要求13所述的开关元件，其中，所述第3、第4可熔导体配置在比所述第1、第2可熔导体更远离所述第1、第2发热体的发热中心的位置，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

15.如权利要求13所述的开关元件，其中，所述第3、第4可熔导体形成为截面积大于所述第1、第2可熔导体，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

16.如权利要求13所述的开关元件，其中，所述第3、第4可熔导体熔点高于所述第1、第2可熔导体，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

17.如权利要求3所述的开关元件，其中，

所述发热电路具有第2发热体，将所述第2发热体的一端与所述发热体引出电极电连接，另一端与所述第1发热体电极电连接，并与所述第1发热体并联连接，

通过在所述第1发热体电极与所述发热体引出电极之间通电，按照所述第1、第2发热体的电阻值，使所述第1可熔导体及所述第2可熔导体依次熔化，从而依次进行所述第1、第2电极间的短路和所述第1、第3电极间的截断。

18.如权利要求17所述的开关元件，其中，

通过所述第1发热体发热而使所述第1可熔导体熔化，从而截断所述第1、第3电极间，

通过所述第2发热体发热，所述第2可熔导体熔化，从而经由该熔化导体使所述第1、第2电极间短路。

19. 如权利要求17或18所述的开关元件，其中具有：

第5发热体电极，设在所述第1及第2发热体与所述第1发热体电极之间，与所述第1及第2发热体电连接并且与所述第1发热体电极邻接；以及

第5可熔导体，跨所述第1发热体电极及所述第5发热体电极而连接，

通过所述第1及第2发热体发热，所述第5可熔导体熔断，从而截断对所述第1及第2发热体的通电路径。

20.如权利要求19所述的开关元件，其中，所述第5可熔导体配置在比所述第1、第2可熔导体更远离所述第1、第2发热体的发热中心的位置，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

21.如权利要求19所述的开关元件，其中，所述第5可熔导体形成为截面积大于所述第1、第2可熔导体，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

22.如权利要求19所述的开关元件，其中，所述第5可熔导体熔点高于所述第1、第2可熔导体，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

23.如权利要求17或18所述的开关元件，其中具有：

第2发热体电极，设在所述第1发热体与所述第1发热体电极之间，与所述第1发热体电连接并且与所述第1发热体电极邻接；

第3可熔导体，跨所述第1发热体电极及所述第2发热体电极而连接；

第6发热体电极，设在所述第2发热体与所述第1发热体电极之间，与所述第2发热体电连接并且与所述第1发热体电极邻接；以及

第6可熔导体，跨所述第1发热体电极及所述第6发热体电极而连接，

在所述第1、第3电极间被截断后，通过所述第3可熔导体的熔断而截断所述第1、第2发热体电极间，从而停止所述第1发热体的发热，

在所述第1、第2电极间短路后，通过所述第6可熔导体的熔断而截断所述第2、第6发热体电极间，从而停止所述第2发热体的发热。

24.如权利要求23所述的开关元件，其中，所述第3、第6可熔导体配置在比所述第1、第2可熔导体更远离所述第1、第2发热体的发热中心的位置，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

25.如权利要求23所述的开关元件，其中，所述第3、第6可熔导体形成为截面积大于所述第1、第2可熔导体，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

26.如权利要求23所述的开关元件，其中，所述第3、第6可熔导体熔点高于所述第1、第2可熔导体，并在所述第1、第2可熔导体熔化、所述第1、第3电极间被截断并且所述第1、第2电极间短路后被熔断。

27.如权利要求1～4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，至少所述第1～第3电极、所述发热体引出电极、所述第1发热体电极及所述第1发热体形成在绝缘基板上。

28.如权利要求1～4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，至少在所述第1、第2电极的表面包覆有Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层的任一种。

29.如权利要求1～4的任一项所述的开关元件，其中，

在绝缘基板的设有所述第1～第3电极的表面设有包覆所述第1发热体的绝缘层，

在所述绝缘层上层叠有所述第1～第3电极，

所述第1发热体设在所述绝缘层内或所述绝缘基板与所述绝缘层之间。

30.如权利要求1～4的任一项所述的开关元件，其中，在绝缘基板的与设有所述第1～第3电极的表面相反侧的背面，设有所述第1发热体及包覆所述第1发热体的绝缘层。

31.如权利要求1～4的任一项所述的开关元件，其中，在绝缘基板的内部设有所述第1发热体。

32.如权利要求1～4的任一项所述的开关元件，其中，在绝缘基板的同一面上，形成有所述第1～第3电极、所述第1发热体及包覆所述第1发热体的绝缘层。

33.如权利要求10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，

在绝缘基板的设有所述第1～第3电极的表面设有包覆所述第1、第2发热体的绝缘层，

在所述绝缘层上层叠有所述第1～第3电极，

所述第1、第2发热体设在所述绝缘层内或所述绝缘基板与所述绝缘层之间。

34.如权利要求10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，在绝缘基板的与设有所述第1～第3电极的表面相反侧的背面，设有所述第1、第2发热体及包覆所述第1、第2发热体的绝缘层。

35.如权利要求10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，在绝缘基板的内部设有所述第1、第2发热体。

36.如权利要求10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，在绝缘基板的同一面上，形成有所述第1～第3电极、所述第1、第2发热体及包覆所述第1、第2发热体的绝缘层。

37.如权利要求1～4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，所述第1电极的面积大于所述第3电极的面积。

38.如权利要求1～4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，具备盖部件，

在所述盖部件的顶面部，形成有与所述第1、第2电极11、12对置地形成的盖部电极。

39.如权利要求1～4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，第2电极与保护电阻连接。

40.如权利要求1～4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体为焊锡。

41.如权利要求1所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体含有低熔点金属和高熔点金属，若所述低熔点金属熔化则熔蚀所述高熔点金属。

42.如权利要求41所述的开关元件，其中，所述低熔点金属为焊锡，所述高熔点金属为Ag、Cu、或以Ag或Cu为主成分的合金。

43.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体是内层为所述低熔点金属、外层为所述高熔点金属的包覆构造。

44.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体是外层为所述低熔点金属、内层为所述高熔点金属的包覆构造。

45.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体是层叠所述低熔点金属和所述高熔点金属的层叠构造。

46.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体是交替层叠所述低熔点金属和所述高熔点金属的4层以上的多层构造。

47.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体是用所述高熔点金属以条纹状局部地对构成内层的所述低熔点金属的表面进行层叠的层叠构造。

48.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体在具有开口部的所述高熔点金属的所述开口部插入有所述低熔点金属。

49.如权利要求41或42所述的开关元件，其中，所述第1可熔导体中，所述低熔点金属的体积大于所述高熔点金属的体积。

50.如权利要求3、4、10、11、17、18的任一项所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体为焊锡。

51.如权利要求3所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体含有低熔点金属和高熔点金属，若所述低熔点金属熔化则熔蚀所述高熔点金属。

52.如权利要求51所述的开关元件，其中，所述低熔点金属为焊锡，所述高熔点金属为Ag、Cu、或以Ag或Cu为主成分的合金。

53.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体是内层为所述低熔点金属、外层为所述高熔点金属的包覆构造。

54.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体是外层为所述低熔点金属、内层为所述高熔点金属的包覆构造。

55.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体是层叠所述低熔点金属和所述高熔点金属的层叠构造。

56.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体是交替层叠所述低熔点金属和所述高熔点金属的4层以上的多层构造。

57.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体是用所述高熔点金属以条纹状局部地对构成内层的所述低熔点金属的表面进行层叠的层叠构造。

58.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体在具有开口部的所述高熔点金属的所述开口部插入有所述低熔点金属。

59.如权利要求51或52所述的开关元件，其中，所述第1、第2可熔导体中所述低熔点金属的体积大于所述高熔点金属的体积。

60. 一种开关电路，具备：

切换电路，经由开关连接第1端子及第2端子，通过第1熔断器连接第1端子及第3端子；以及

电独立于所述切换电路而设置的发热电路，具有第1发热体、与所述第1发热体的一端连接的第4端子、和与所述第1发热体的另一端连接的第5端子，

通过向所述第4，第5端子间施加电压，使所述第1发热体发热，从而使所述第1熔断器熔断并且使所述开关短路。

61.如权利要求60所述的开关电路，其中，

在所述第1发热体与所述第4端子之间串联连接有第2熔断器，

在所述第1熔断器熔断及所述开关短路后，使所述第2熔断器熔断，从而停止所述第1发热体的发热。

62.如权利要求60或61所述的开关电路，其中，

具有将一端与所述第5端子连接、另一端与第6端子连接的第2发热体，

通过向所述第4、第5端子间施加电压，使所述第1发热体发热，从而使所述第1熔断器熔断并截断所述第1、第3端子间，

通过向所述第5、第6端子间施加电压，使所述第2发热体发热，从而使所述第1、第2端子间短路。

63.如权利要求62所述的开关电路，其中，

在所述第2发热体与所述第6端子之间串联连接有第3熔断器，

在所述第1熔断器熔断及所述开关短路后，使所述第3熔断器熔断，从而停止所述第2发热体的发热。

64.如权利要求60或61所述的开关电路，其中，

具有与所述第1发热体并联连接的第2发热体，将所述第2发热体的一端与所述第5端子连接，另一端与所述第4端子连接，

通过向所述第4、第5端子间施加电压，按照所述第1、第2发热体的电阻值之差，依次进行所述第1、第3端子间的截断及所述第1、第2端子间的短路。

65.如权利要求64所述的开关电路，其中，

在所述第2发热体与所述第4端子之间串联连接有第4熔断器，

在所述第1熔断器熔断及所述开关短路后，使所述第4熔断器熔断，从而停止所述第2发热体的发热。