JP2016001549A - スイッチ素子及びスイッチ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】微弱な電流経路に組み込まれた場合にも、発熱体に可溶導体を溶断させるのに十分な電力を供給できるスイッチ素子を提供する。【解決手段】互いに隣接する第１、第２の電極１１，１２と、第１の電極１１と隣り合う第３の電極１３と、第１、第３の電極１１，３に跨って接続されている第１の可溶導体１４とを有する切替回路２と、第１の発熱体１４と、第１の発熱体１４の一端と接続された発熱体引出電極２３と、第１の発熱体１４の他端と接続された第１の発熱体電極２４とを有し、切替回路２と電気的に独立された発熱回路３とを備え、第１の発熱体１４が発熱することにより、第１の可溶導体１４が溶断し第１、第３の電極１１，１３間を遮断するとともに、該溶融導体を介して第１、第２の電極１１，１２間を短絡させる。【選択図】図１

Description

本発明は、電源ラインや信号ラインを電気的且つ物理的に切り替えるスイッチ素子及びスイッチ回路に関する。

充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。

この種の保護素子には、バッテリパックに内蔵されたＦＥＴスイッチを用いて出力のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行うものがある。しかしながら、何らかの原因でＦＥＴスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加されて瞬間的な大電流が流れた場合、あるいはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大な異常電圧を出力した場合であっても、バッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態においても、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有するヒューズ素子からなる保護素子が用いられている。

このようなリチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子としては、特許文献１に記載されているように、電流経路上の第１の電極，発熱体に繋がる導体層，第２の電極間に亘って可溶導体を接続して電流経路の一部をなし、この電流経路上の可溶導体を、過電流による自己発熱、あるいは保護素子内部に設けた発熱体によって溶断するものがある。このような保護素子では、溶融した液体状の可溶導体を発熱体に繋がる導体層上に集めることにより電流経路を遮断する。

特開２０１０−００３６６５号公報 特開２００７−１２３８１号公報

近年、バッテリとモーターを使用したＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）やＥＶ（Electric Vehicle）が急速に普及している。ＨＥＶやＥＶの動力源としては、エネルギー密度と出力特性からリチウムイオン二次電池が使用されるようになってきている。自動車用途では、高電圧、大電流が必要とされる。このため、高電圧、大電流に耐えられる専用セルが開発されているが、製造コスト上の問題から多くの場合、複数のバッテリセルを直列、並列に接続することで、汎用セルを用いて必要な電圧電流を確保している。

ところで、高速移動中の自動車等では、急激な駆動力の低下や急停止は却って危険な場合があり、非常時を想定したバッテリ管理が求められている。例えば、走行中にバッテリーシステムの異常が起きた際にも、修理工場もしくは安全な場所まで移動するための駆動力、あるいはハザードランプやエアコン用の駆動力を供給できることが、危険回避上、好ましい。

そこで、複数セルで構成されたバッテリパック内の異常バッテリセルのみをバイパスする電流経路を形成し、正常なバッテリセルを有効に活用できるスイッチ素子が提案されている。

［スイッチ素子］
図３２（Ａ）に参考例に係るスイッチ素子１００の平面図を示し、図３２（Ｂ）にスイッチ素子１００の断面図を示す。スイッチ素子１００は、セラミックス等の絶縁基板１０２と、絶縁基板１０２に設けられた第１の発熱体１２１及び第２の発熱体１２２と、絶縁基板１０２に、互いに隣接して設けられた第１の電極１０４及び第２の電極１０５（Ａ１）と、第１の電極１０４と隣接して設けられるとともに、第１の発熱体１２１に電気的に接続された第３の電極１０６と、第２の電極１０５（Ａ１）と隣接して設けられるとともに、第２の発熱体１２２に電気的に接続された第４の電極１０７（Ｐ１）と、第４の電極１０７（Ｐ１）に隣接して設けられる第５の電極１３１（Ａ２）と、第１、第３の電極１０４，１０６間に亘って設けられることにより電流経路を構成し、第１の発熱体１２１からの加熱により、第１、第３の電極１０４，１０６間の電流経路を溶断する第１の可溶導体１０８と、第２の電極１０５（Ａ１）から第４の電極１０７（Ｐ１）を経て第５の電極１３１（Ａ２）に亘って設けられ、第２の発熱体１２２からの加熱により、第２、第４、第５の電極１０５（Ａ１），１０７（Ｐ１），１３１（Ａ２）間の電流経路を溶断する第２の可溶導体１０９とを備える。そして、スイッチ素子１００は、絶縁基板１０２上に内部を保護するカバー部材１１０が取り付けられている。

第１、第２の発熱体１２１，１２２は、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板１０２上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。

また、第１、第２の発熱体１２１，１２２は、絶縁基板１０２上において絶縁層１１１に被覆されている。第１の発熱体１２１を被覆する絶縁層１１１上には、第１、第３の電極１０４，１０６が形成され、第２の発熱体１２２を被覆する絶縁層１１１上には、第２、第４、第５の電極１０５，１０７，１３１が形成されている。第１の電極１０４は、一方側において第２の電極１０５と隣接して形成されるとともに、絶縁されている。第１の電極１０４の他方側には第３の電極１０６が形成されている。第１の電極１０４と第３の電極１０６とは、第１の可溶導体１０８が接続されることにより導通され、スイッチ素子１００の電流経路を構成する。また、第１の電極１０４は、絶縁基板１０２の側面に臨む第１の電極端子部１０４ａに接続されている。第１の電極端子部１０４ａは、スルーホールを介して絶縁基板１０２の裏面に設けられた外部端子１１２と接続されている。

また、第３の電極１０６は、絶縁基板１０２あるいは絶縁層１１１に設けられた第１の発熱体引出電極１２３を介して第１の発熱体１２１と接続されている。また、第１の発熱体１２１は、第１の発熱体引出電極１２３を介して、絶縁基板１０２の側縁に臨む第１の抵抗体端子部１２１ａに接続されている。第１の抵抗体端子部１２１ａは、スルーホールを介して、絶縁基板１０２の裏面に設けられた外部端子１１２と接続されている。

第２の電極１０５（Ａ１）の第１の電極１０４と隣接する一方側と反対の他方側には、第４の電極１０７（Ｐ１）が形成されている。また、第４の電極１０７（Ｐ１）の第２の電極１０５（Ａ１）と隣接する一方側と反対の他方側には、第５の電極１３１（Ａ２）が形成されている。第２の電極１０５（Ａ１）、第４の電極１０７（Ｐ１）及び第５の電極１３１（Ａ２）は、第２の可溶導体１０９と接続されている。また、第２の電極１０５（Ａ１）は、絶縁基板１０２の側面に臨む第２の電極端子部１０５ａに接続されている。第２の電極端子部１０５ａは、スルーホールを介して絶縁基板１０２の裏面に設けられた外部端子１１２と接続されている。

また、第４の電極１０７（Ｐ１）は、絶縁基板１０２あるいは絶縁層１１１に設けられた第２の発熱体引出電極１２４を介して第２の発熱体１２２と接続されている。また、第２の発熱体１２２は、第２の発熱体引出電極１２４を介して、絶縁基板１０２の側縁に臨む第２の抵抗体端子部１２２ａ（Ｐ２）に接続されている。第２の抵抗体端子部１２２ａ（Ｐ２）は、スルーホールを介して、絶縁基板１０２の裏面に設けられた外部端子１１２と接続されている。

さらに、第５の電極１３１（Ａ２）は、絶縁基板１０２の側面に臨む第５の電極端子部１３１ａに接続されている。第５の電極端子部１３１ａは、スルーホールを介して絶縁基板１０２の裏面に設けられた外部端子１１２と接続されている。

なお、第１〜第５の電極１０４，１０５，１０６，１０７，１３１は、ＣｕやＡｇ等の一般的な電極材料を用いて形成することができる。

［可溶導体］
第１、第２の可溶導体１０８，１０９は、第１、第２の発熱体１２１，１２２の発熱により速やかに溶断されるハンダ等の低融点金属、あるいは低融点金属とＡｇ等の高融点金属との積層体からなる。なお、第１、第２の可溶導体１０８，１０９の酸化防止、及び第１、第２の可溶導体１０８，１０９の溶融時における濡れ性を向上させるために、第１、第２の可溶導体１０８，１０９の上にはフラックス１１５が塗布されている。

［スイッチ素子回路］
以上のようなスイッチ素子１００は、図３３に示すような回路構成を有する。すなわち、スイッチ素子１００は、第１の電極１０４と第２の電極１０５とが、正常時には絶縁され、第１、第２の発熱体１２１，１２２の発熱により第１、第２の可溶導体１０８，１０９が溶融すると、当該溶融導体を介して短絡するスイッチ１２０を構成する。そして、第１の電極端子部１０４ａと第２の電極端子部１０５ａは、スイッチ１２０の両端子を構成する。

また、第１の可溶導体１０８は、第３の電極１０６及び第１の発熱体引出電極１２３を介して第１の発熱体１２１と接続されている。第２の可溶導体１０９は、第４の電極１０７（Ｐ１）及び第２の発熱体引出電極１２４を介して第２の発熱体１２２及び第２の抵抗体端子部１２２ａ（Ｐ２）と接続されている。すなわち、第２の可溶導体１０９が接続される第２の電極１０５（Ａ１）、第４の電極１０７（Ｐ１）及び第５の電極１３１（Ａ２）は、保護素子として機能する。

スイッチ素子１００は、正常時には第２の抵抗体端子部１２２ａ（Ｐ２）に接続されているＦＥＴ等の電流制御素子によって第１、第２の発熱体１２１，１２２への通電が規制され、第５の電極１３１（Ａ２）、第４の電極１０７（Ｐ１）及び第２の電極１０５（Ａ１）にわたってバッテリセルの電気が通電される。

そして、スイッチ素子１００は、ＦＥＴ等の電流制御素子によって第２の抵抗体端子部１２２ａ（Ｐ２）より通電されると、第２の発熱体１２２が発熱し、第２の可溶導体１０９を溶融させることにより、第４の電極１０７（Ｐ１）を介して接続されている第２の電極１０５（Ａ１）と第５の電極１３１（Ａ２）とに亘る電流経路を遮断する。また、スイッチ素子１００は、ＦＥＴ等の電流制御素子によって第１の抵抗体端子部１２１ａより通電されると、第１の発熱体１２１が発熱し、第１の可溶導体１０８を溶融させる。これにより、スイッチ素子１００は、第１の電極１０４と第２の電極１０５とに凝集した第１、第２の可溶導体１０８，１０９の溶融導体が結合することにより、絶縁されていた第１の電極１０４と第２の電極１０５とを短絡させる、すなわちスイッチ１２０を短絡させることができる。

これにより、スイッチ素子１００は、第２の電極１０５、スイッチ１２０及び第１の電極１０４にわたるバイパス電流経路が形成される。

ここで、図３２、図３３に示すスイッチ素子１００においては、第１、第２の発熱体１２１，１２２を発熱させる電力を、第１、第２の可溶導体１０８，１０９を介して供給するものであるが、第１の抵抗体端子部１２１ａ〜第１の可溶導体１０８〜第１の電極１０４にわたる電流経路や、第２の電極１０５（Ａ１）〜第２の可溶導体１０９〜第５の電極１３１（Ａ２）にわたる電流経路はバッテリの充放電経路であることから、第１、第２の発熱体１２１，１２２の通電時においても第１、第２の発熱体１２１，１２２に第１、第２の可溶導体１０８，１０９を溶断させるのに十分な熱量を得ることができる。

しかし、スイッチ素子１００を、電源ラインよりも微弱な電流を流す信号ラインにおいて用いる場合には、第１、第２の発熱体１２１，１２２に第１、第２の可溶導体１０８，１０９を溶断させるのに十分な発熱量を得るほどの電力を供給することができず、スイッチ素子１００の用途が大電流用途に限られていた。

また、電流経路を第１、第２の発熱体１２１，１２２側に切り替える電流制御素子も、電流定格の向上に伴って同様に定格の向上が求められる。そして、高定格の電流制御素子は、一般的に高価であり、コスト上も不利となる。

そこで、本発明は、微弱な電流経路に組み込まれた場合にも、発熱体に可溶導体を溶断させるのに十分な電力を供給することができ、あらゆる用途に用いることができるスイッチ素子及びスイッチ回路を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係るスイッチ素子は、互いに隣接する第１の電極及び第２の電極と、上記第１の電極と隣り合う第３の電極と、上記第１の電極及び上記第３の電極に跨って接続されている第１の可溶導体とを有する切替回路と、第１の発熱体と、上記第１の発熱体の一端と電気的に接続された発熱体引出電極と、上記第１の発熱体の他端と電気的に接続された第１の発熱体電極とを有し、上記切替回路と電気的に独立された発熱回路とを備え、上記第１の発熱体が発熱することにより、上記第１の可溶導体が溶断し上記第１、第３の電極間を遮断するとともに、該溶融導体を介して上記第１、第２の電極間を短絡させるものである。

また、本発明に係るスイッチ回路は、スイッチを介して第１の端子及び第２の端子が接続され、第１のヒューズによって第１の端子及び第３の端子が接続された切替回路と、第１の発熱体と、上記第１の発熱体の一端と接続された第４の端子と、上記第１の発熱体の他端と接続された第５の端子とを有し、上記切替回路と電気的に独立して設けられている発熱回路とを備え、上記第４、第５の端子間に電圧を印加することにより、上記第１の発熱体を発熱させ、上記第１のヒューズを溶断させるとともに上記スイッチを短絡させるものである。

本発明によれば、切替回路と、切替回路を切り替える発熱回路とが、電気的に独立しているため、切替回路が組み込まれる外部回路の種類によらず、発熱体に対して第１の可溶導体を溶断させるのに十分な発熱量を得る電力を供給することができる。したがって、本発明によれば、切替回路が組み込まれる外部回路として、微弱な電流を流すデジタル信号回路等にも適用することができる。

図１は、本発明が適用されたスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図２（Ａ）は本発明が適用されたスイッチ素子の一形態を示す回路図であり、図２（Ｂ）は他の形態を示す回路図であり、図２（Ｃ）はさらに他の形態を示す回路図である。 図３は、本発明が適用されたスイッチ素子を用いたスイッチ回路の一形態を示す回路図である。 図４は、第１の可溶導体が溶断した状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は回路図である。 図５は、本発明が適用されたスイッチ素子を用いた応用例を示す図であり、（Ａ）は作動前、（Ｂ）は作動後の状態を示す。 図６は、本発明が適用されたスイッチ素子の他の形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図７は、切替回路の可溶導体が溶断した状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は回路図である。 図８は、発熱回路の可溶導体が溶断した状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は回路図である。 図９は、本発明が適用されたスイッチ素子の他の形態を示す平面図である。 図１０は、第１、第２の発熱体を備えたスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図１１（Ａ）は第１、第２の発熱体を備えたスイッチ素子の一形態を示す回路図であり、図１１（Ｂ）は第１、第２の発熱体を備えたスイッチ素子の他の形態を示す回路図である。 図１２は、第１、第２の発熱体を備えたスイッチ素子を用いたスイッチ回路の一形態を示す回路図である。 図１３は、第１、第２の発熱体を備えたスイッチ素子の動作順序を示す回路図である。 図１４は、第１、第２の発熱体を備えたスイッチ素子の他の形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図１５は、第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子の他の形態を示す平面図である。 図１６（Ａ）は第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子の一形態を示す回路図であり、図１６（Ｂ）は第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子の他の形態を示す回路図であり、図１６（Ｃ）は第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子のさらに他の形態を示す回路図である。 図１７は、第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子を用いたスイッチ回路の一形態を示す回路図である。 図１８は、第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子の動作順序を示す回路図である。 図１９は、第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子の他の形態を示す平面図である。 図２０は、第１、第２の発熱体を並列接続したスイッチ素子のさらに他の形態を示す平面図である。 図２１は、高融点金属層と低融点金属層を有し、被覆構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、（Ａ）は高融点金属層を内層とし低融点金属層で被覆した構造を示し、（Ｂ）は低融点金属層を内層とし高融点金属層で被覆した構造を示す。 図２２は、高融点金属層と低融点金属層の積層構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、（Ａ）は上下２層構造、（Ｂ）は内層及び外層の３層構造を示す。 図２３は、高融点金属層と低融点金属層の多層構造を備える可溶導体を示す断面図である。 図２４は、高融点金属層の表面に線状の開口部が形成され低融点金属層が露出されている可溶導体を示す平面図であり、（Ａ）は長手方向に沿って開口部が形成されたもの、（Ｂ）は幅方向に沿って開口部が形成されたものである。 図２５は、高融点金属層の表面に円形の開口部が形成され低融点金属層が露出されている可溶導体を示す平面図である。 図２６は、高融点金属層に円形の開口部が形成され、内部に低融点金属が充填された可溶導体を示す平面図である。 図２７（Ａ）は発熱体を絶縁基板の裏面に形成したスイッチ素子を示す断面図であり、図２７（Ｂ）は発熱体を絶縁層の内部に形成したスイッチ素子を示す断面図であり、図２７（Ｃ）は発熱体を絶縁基板の内部に形成したスイッチ素子を示す断面図である。 図２８（Ａ）は発熱体を絶縁基板の裏面に形成したスイッチ素子を示す断面図であり、図２８（Ｂ）は発熱体を絶縁層の内部に形成したスイッチ素子を示す断面図であり、図２８（Ｃ）は発熱体を絶縁基板の内部に形成したスイッチ素子を示す断面図である。 図２９は、絶縁基板の同一面上に、第１〜第３の電極と、第１の発熱体及び第１の発熱体を被覆する絶縁層とを形成したスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図３０は、絶縁基板の同一面上に、第１〜第３の電極と、第１、第２の発熱体及び第１、第２の発熱体を被覆する絶縁層２５とを形成したスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 図３１は、保護抵抗を備えたスイッチ素子を示す回路図である。 図３２は本発明の参考例に係るスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 図３３は、本発明の参考例に係るスイッチ素子を示す回路図である。

以下、本発明が適用されたスイッチ素子及びスイッチ回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１の形態］
図１（Ａ）にスイッチ素子１の平面図を示し、図１（Ｂ）にスイッチ素子１のＡ−Ａ’断面図を示す。スイッチ素子１は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０に互いに隣接して設けられた第１の電極１１及び第２の電極１２と、第１の電極１１と隣り合う第３の電極１３と、第１の電極１１及び第３の電極１３に跨って接続されている第１の可溶導体１４とを有する。スイッチ素子１は、第１の可溶導体１４を介して電気的に接続されるとともに第１の可溶導体１４の溶融によって遮断される第１、第３の電極１１，１３と、互いに隣接して設けられ、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａを介して短絡される第１、第２の電極１１，１２とによって、切替回路２を構成する（図２）。

また、スイッチ素子１は、絶縁基板１０に形成された第１の発熱体２１と、第１の発熱体２１の一端と電気的に接続された発熱体引出電極２３と、第１の発熱体２１の他端と電気的に接続された第１の発熱体電極２４とを有する。スイッチ素子１は、これら第１の発熱体２１、発熱体引出電極２３及び第１の発熱体電極２４によって、切替回路２と電気的に独立された第１の発熱体２１への発熱回路３を構成する（図２）。

［絶縁基板］
絶縁基板１０は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板１０は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよいが、第１の可溶導体１４の溶断時の温度に留意する必要がある。

［第１の発熱体］
第１の発熱体２１は、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板１０上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。また、第１の発熱体２１は、絶縁基板１０上において絶縁層２５に被覆されている。第１の発熱体２１を被覆する絶縁層２５上には、第１〜第３の電極１１〜１３が形成されている。

第１の発熱体２１は、一端が発熱体引出電極２３と接続されている。発熱体引出電極２３は、絶縁層２５に被覆されるとともに、絶縁基板１０の側面に臨む電極端子部２３ａに接続されている。電極端子部２３ａは、スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。

また、第１の発熱体２１は、他端が第１の発熱体電極２４と電気的に接続されている。第１の発熱体電極２４は、絶縁基板１０の第１の発熱体２１と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部２４ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部２４ａと接続されている上層部２４ｂとを有する。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂが、絶縁基板１０の側面に臨む第１の発熱体電極端子部２４ｃに接続されている。第１の発熱体電極端子部２４ｃは、スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。

これにより、スイッチ素子１は、電極端子部２３ａ、第１の発熱体２１及び第１の発熱体電極端子部２４ｃに亘る第１の発熱体２１への発熱回路３を構成する。そして、スイッチ素子１は、電極端子部２３ａ及び第１の発熱体電極端子部２４ｃが外部回路と接続されることにより、第１の発熱体２１へ電圧が印加され、発熱可能とされている。また、スイッチ素子１は、電極端子部２３ａが外部回路に設けられたＦＥＴ等の電流制御素子と接続されることにより、発熱回路３への通電が制御されている。

［第１〜第３の電極］
第１の電極１１は、一方側において第２の電極１２と隣接して形成されるとともに、絶縁されている。第１の電極４の他方側には第３の電極１３が形成されている。第１の電極１１と第３の電極１３とは、第１の可溶導体１４が接続されることにより導通され、スイッチ素子１の電流経路を構成する。また、第１の電極１１と第３の電極１３とは、それぞれ絶縁基板１０の側面に臨む第１、第３の電極端子部１１ａ，１３ａに接続されている。第１、第３の電極端子部１１ａ，１３ａは、スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。

第１の電極１１と第３の電極１３とは、それぞれ接続ハンダ等の接合材２６を介して第１の可溶導体１４が接続されている。なお、第１、第３の電極１１，１３と第１の可溶導体１４との間には、ガラス等の比較的熱伝導性に優れる絶縁層からなるオーバーコート層２７が設けられている。オーバーコート層２７は、第１、第３の電極１１，１３間の絶縁を図るとともに、第１の発熱体２１の熱を効率よく第１の可溶導体１４へ伝えるために設けられる。

スイッチ素子１は、第１、第３の電極端子部１１ａ，１３ａが外部回路に接続されることにより、第１の電極１１、第１の可溶導体１４、及び第３の電極１３亘って、作動前における電流経路を構成する。そして、第１、第３の電極１１，１３間にわたる電流経路は、スイッチ素子１が作動し、第１の可溶導体１４が溶融すると遮断される。

第１の電極１１と隣接する第２の電極１２は、絶縁基板１０の側面に臨む第２の電極端子部１２ａに接続されている。第２の電極端子部１２ａは、スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。

スイッチ素子１は、第２の電極端子部１２ａが外部回路に接続されることにより、第１の可溶導体１４が溶融し、溶融導体１４ａを介して第１、第２の電極１１，１２が短絡されると、第１、第２の電極１１，１２に亘って、作動後における電流経路を構成する。すなわち、スイッチ素子１の切替回路２は、作動前においては第１、第３の電極１１，１３間にわたる電流経路を構成し、作動後においては第１、第３の電極１１，１３間にわたる電流経路が遮断されるとともに、第１、第２の電極１１，１２間にわたる電流経路を構築する。

［第１の可溶導体］
第１の可溶導体１４は、後述する第１の発熱体２１の発熱により速やかに溶断される低融点金属からなり、例えばハンダや、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダを好適に用いることができる。

また、第１の可溶導体１４は、低融点金属と高融点金属を含有してもよい。低融点金属としては、ハンダや、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、スイッチ素子１をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属層の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、第１の可溶導体１４として溶断するに至らない。かかる第１の可溶導体１４は、低融点金属に高融点金属をメッキ技術を用いて成膜することによって形成してもよく、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いることによって形成してもよい。なお、後述するように、第１の可溶導体１４は、様々な形態で形成することができる。

なお、図１に示すように、第１の電極１１は、第１の発熱体２１の発熱中心Ｃと重畳する位置に配置されていることが好ましい。ここで、第１の発熱体２１の発熱中心Ｃとは、第１の発熱体２１が発熱することにより発現する熱分布のうち、発熱初期の段階で最も高温となる領域をいう。第１の発熱体２１より発せされる熱は絶縁基板１０からの放熱量が最も多く、絶縁基板１０を、耐熱衝撃性に優れるが熱伝導率も高いセラミックス材料により形成した場合などには、絶縁基板１０に熱が拡散してしまう。そのため、第１の発熱体２１は通電が開始された発熱初期の段階では、絶縁基板１０と接する外縁から最も遠い中心が最も熱く、絶縁基板１０と接する外縁に向かうにつれて放熱されて温度が上がりにくくなる。

スイッチ素子１は、第１の電極１１を、第１の発熱体２１の発熱初期において最も高温となる発熱中心Ｃに近い位置に搭載することにより、第１の可溶導体１４に速やかに熱を伝えて溶断させるとともに、高温化された第１の電極１１上により多くの溶融導体１４ａを凝集させ、第１、第２の電極１１，１２間を短絡させることができる。

［第２の可溶導体］
また、スイッチ素子１は、第２の電極１２に支持された第２の可溶導体１５を設けてもよい。第２の可溶導体１５は、上述した第１の可溶導体１４と同じ材料、同じ構成で形成することができる。第２の可溶導体１５は、第２の電極１２に接続ハンダや接着ペースト等の接合材２６を介して接続されることにより、第１の電極１１と反対側に延在されるとともに第２の電極１２に片持ち支持される。

第２の可溶導体１５を設けることにより、第１の可溶導体の溶融導体１４ａと相まって溶融導体の総量を増大させることができ、より確実に第１、第２の電極１１，１２間を短絡させることができる。

また、スイッチ素子１は、第２の電極１２の第１の電極１１と反対側に支持電極２８を設けるとともに、第２の可溶導体１５を第２の電極１２と支持電極２８との間に接続してもよい。第２の電極１２と支持電極２８とは、それぞれ接続ハンダ等の接合材２６を介して第２の可溶導体１５が接続されている。

第２の電極１２と支持電極２８とは、物理的に離間していれば良く、図１（Ｂ）に示すように、各々単独ランドとして形成されるとともに、第１の発熱体２１の熱を効率良く伝達すべく第１の発熱体２１と重畳するエリアをカバーする様に形成され、第２の電極１２及び支持電極２８の各第２の可溶導体１５の接続エリア以外を、ガラス等の比較的熱伝導性に優れる絶縁層からなるオーバーコート層２７で被覆されている。

なお、支持電極２８は電気的に機能しない為、オーバーコート層２７の下層で第２の電極１２と支持電極２８とが電気的に接続されていても良く、第１の発熱体２１と重畳するエリアをカバーする一つの電極パターンの略中央部にオーバーコート層２７を積層することにより、当該オーバーコート層２７を介して物理的に離間された第２の電極１２と支持電極２８とを形成してもよい。

［その他］
なお、第１、第２の可溶導体１４，１５の酸化防止、及び第１、第２の可溶導体１４，１５の溶融時における濡れ性を向上させるために、第１、第２の可溶導体１４，１５の上にはフラックス１６が塗布されている。

また、スイッチ素子１は、絶縁基板１０がカバー部材２０に覆われることによりその内部が保護されている。カバー部材２０は、上記絶縁基板１０と同様に、たとえば、熱可塑性プラスチック，セラミックス，ガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成されている。

［回路構成］
次いで、スイッチ素子１の回路構成について説明する。図２にスイッチ素子１の回路図を示す。図２（Ａ）は、第２の可溶導体１５を設けていないスイッチ素子１の回路図であり、図２（Ｂ）は第２の可溶導体１５を設けたスイッチ素子１を示す回路図である。図３に、スイッチ素子１が適用されたスイッチ回路３０の一例を示す。スイッチ素子１は、正常時には第１の可溶導体１４を介して第１の電極１１と第３の電極１３とが連続するとともに、第１の電極１１と第２の電極１２とが絶縁されている切替回路２を有する。切替回路２は、第１の発熱体２１が発熱すると、第１の可溶導体１４が溶断することにより第１、第３の電極１１，１３間が遮断され、また、第１、第２の可溶導体１４，１５が溶融することにより当該溶融導体１４ａ，１５ａを介して第１、第２の電極１１，１２間が短絡するスイッチ４を有する。図３に示すように、切替回路２は、第１、第３の電極１１，１３を介して、スイッチ素子１が実装される回路基板の電流経路上に接続されることにより、電源回路やデジタル信号回路等の各種外部回路３１Ａ，３１Ｂ間に組み込まれる。また、切替回路２は、第２の電極１２を介して、切替後に外部回路３１Ｃと接続される。

また、スイッチ素子１は、発熱体引出電極２３、第１の発熱体２１及び第１の発熱体電極２４が直列接続された発熱回路３を有する。発熱回路３は、切替回路２と電気的に独立し、熱的に接続可能とされている。発熱体引出電極２３は、外部端子を介して外部電源１７と接続され、第１の発熱体電極２４は、外部端子を介して発熱回路３への給電を制御する電流制御素子１８に接続されている。

電流制御素子１８は、発熱回路３への給電を制御するスイッチ素子であり、例えばＦＥＴにより構成され、切替回路２の電気的に且つ物理的な切り替えの要否を検出する検出回路１９と接続されている。検出回路１９は、スイッチ素子１の切替回路２が組み込まれた各種回路の通電を切り替える必要がある事態を検出する回路であり、例えばバッテリパックの異常電圧の発生によるバイパス電流経路の構築や予備回路あるいは警報回路への通電、ネットワーク通信機器におけるハッキングやクラッキング等の際にサーバを迂回するネットワークの構築や警報回路への通電等、切替回路２のスイッチングにより物理的、不可逆的に電流経路の切り替えを行う必要が生じた場合に電流制御素子１８を動作させる。

これにより、発熱回路３に外部電源１７の電力が供給され、第１の発熱体２１が発熱することにより第１の可溶導体１４が溶断され、第１、第３の電極１１，１３間が遮断される（図４（Ａ）（Ｂ））。また、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａは、濡れ性の高い第１の電極１１上に引き寄せられるとともに、隣接する第２の電極１２間に跨って凝集する。したがって、第１の可溶導体１４は、確実に切替回路２の第１、第３の電極１１，１３間にわたる電流経路を第１、第２の電極１１，１２間に切り替えることができる。

このとき、スイッチ素子１は、第２の電極１２と支持電極２８間に第２の可溶導体１５を搭載することにより、第１の発熱体２１の発熱によって第２の可溶導体１５も溶融し、第２の電極１２上に凝集することから、第１、第２の電極１１，１２間に凝集する溶融導体の総量を増加させ、確実に短絡させるとともに、短絡後における導通抵抗の上昇を防止することができる。

スイッチ素子１は、検出回路１９等によって切替回路２のスイッチングが検出されると、電流制御素子１８により発熱回路３への通電が停止され、第１の発熱体２１の発熱が停止される。あるいは、スイッチ素子１は、タイマーを作動させ、発熱回路３への通電開始から第１の可溶導体１４が溶融する十分な所定時間の経過後に通電を停止するように制御してもよい。

このようなスイッチ素子１及びスイッチ回路３０によれば、外部回路３１に組み込まれる切替回路２と、切替回路２を動作させる発熱回路３とが、電気的に独立しているため、外部回路３１の種類によらず、第１の発熱体２１に対して第１の可溶導体１４を溶断させるのに十分な発熱量を得る電力を供給することができる。したがって、スイッチ素子１及びスイッチ回路３０によれば、切替回路２が組み込まれる外部回路３１として、微弱な電流を流すデジタル信号回路に適用することもできる。

例えば、図５（Ａ）に示すように、スイッチ素子１及びスイッチ回路３０は、情報セキュリティを目的として、切替回路２をデータサーバ３３とインターネット回線３４との間に組み込み、検出回路１９によってハッキングやクラッキングを検出した時には、図５（Ｂ）に示すように、切替回路２を遮断するとともに警報回路３５に通電することで、物理的、不可逆的に信号ラインをインターネット回線３４から切り離し、情報の流出を防止するとともに、警報器を作動させ当該ハッキング等を報知することができる。

その他にも、スイッチ素子１及びスイッチ回路３０は、バッテリパックの異常電圧の発生によるバイパス電流経路の構築や予備回路あるいは警報回路への通電などに適用することもできる。

また、スイッチ素子１及びスイッチ回路３０によれば、切替回路２と電気的に独立して発熱回路３を形成しているため、第１の発熱体２１の抵抗を高くするとともに高電圧を印加することで微弱な電流でも第１、第２の可溶導体１４，１５を溶融させる電力を得ることもできる。したがって、第１の発熱体２１への給電を制御する電流制御素子１８を、切替回路２の定格に関わらず、第１の発熱体２１の定格に応じて選択することができ、回路設計の自由度を高め、また、より安価に製造することができる。

［カバー部電極］
なお、スイッチ素子１は、図１に示すように、カバー部材２０の天面部２０ａにカバー部電極２９を設けてもよい。カバー部電極２９は、第１、第２の電極１１，１２とともに第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａを保持し、第１、第２の電極１１，１２間に溶融導体を凝集させるものである。カバー部電極２９は、カバー部材２０の天面部２０ａの第１、第２の電極１１，１２と対峙する位置に設けられる。なお、カバー部電極２９は、後述するスイッチ素子４０，５０，６０，７０，８０，９０においても形成することができる。

［第３の可溶導体］
また、本発明に係るスイッチ素子は、図６に示すように、第１の発熱体２１と第１の発熱体電極２４との間に第１の発熱体電極２４と隣接する第２の発熱体電極４１を設け、第１の発熱体電極２４及び第２の発熱体電極４１に跨って第３の可溶導体４２を接続してもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１及びスイッチ回路３０と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。

図６に示すスイッチ素子４０は、発熱回路３上に、第２の発熱体電極４１及び第３の可溶導体４２を設けることにより、切替回路２の電流経路が第１、第３の電極１１，１３から第１、第２の電極１１，１２へスイッチした後、第３の可溶導体４２が溶断し、発熱回路３を自動的に遮断するものである。

スイッチ素子４０において、第１の発熱体電極２４は、絶縁層２５上に積層された上層部２４ｂのみを有する。第２の発熱体電極４１は、絶縁基板１０の第１の発熱体２１と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部４１ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部４１ａと接続されている上層部４１ｂとを有する。そして、第２の発熱体電極４１は、上層部４１ｂの端部が第１の発熱体電極２４の上層部２４ｂと第３の可溶導体４２を介して接続されている。

第３の可溶導体４２は、上述した第１の可溶導体１４と同じ材料、同じ構成で形成することができる。また、第３の可溶導体４２の酸化防止、及び第３の可溶導体４２の溶融時における濡れ性を向上させるために、第３の可溶導体４２の上にはフラックス１６が塗布されている。

これにより、図２（Ｃ）に示すように、スイッチ素子４０は、第１の発熱体電極２４、第３の可溶導体４２、第２の発熱体電極４１、第１の発熱体２１、及び発熱体引出電極２３に亘る発熱回路３が形成される。スイッチ素子４０は、発熱回路３に通電されると、図７に示すように、第１の発熱体２１が発熱し、切替回路２の第１、第２の可溶導体１４，１５を溶融させ、電流経路を切り替える。その後、スイッチ素子４０は、図８に示すように、第１の発熱体２１の熱によって第３の可溶導体４２が溶断し、発熱回路３が遮断され、第１の発熱体２１の発熱が停止される。

［第１の可溶導体の先溶融］
ここで、スイッチ素子４０は、切替回路２の第１の可溶導体１４が、発熱回路３の第３の可溶導体４２よりも先に溶断するように形成されている。第１の可溶導体１４よりも先に第３の可溶導体４２が溶断すると、第１の発熱体２１への給電が停止され、第１の可溶導体１４を溶断することができなくなるからである。

そこで、スイッチ素子４０は、第１の発熱体２１が発熱すると、第１の可溶導体１４が先に溶断するように形成されている。具体的に、スイッチ素子４０の第１の可溶導体１４は、第３の可溶導体４２よりも、第１の発熱体２１の発熱中心Ｃに近い位置に搭載されている。

スイッチ素子４０は、第１の可溶導体１４を、第３の可溶導体４２よりも、第１の発熱体２１の発熱初期において最も高温となる発熱中心Ｃに近い位置に搭載することにより、第３の可溶導体４２よりも早く熱が伝わり、溶断するようにする。第３の可溶導体４２は、第１の可溶導体１４より遅れて加熱されるため、第１の可溶導体１４が溶断した後に溶断される。

また、スイッチ素子４０は、第１、第３の可溶導体１４，４２の形状を変えることにより、第１の可溶導体１４が先に溶断するようにしてもよい。例えば、第１、第３の可溶導体１４，４２は、断面積が小さいほど溶断が容易となることから、スイッチ素子４０は、第１の可溶導体１４の断面積を第３の可溶導体４２の断面積よりも小さくすることにより、第３の可溶導体４２よりも先に溶断させることができる。

また、スイッチ素子４０は、第１の可溶導体１４を第１、第３の電極１１，１３間の電流経路に沿って幅狭かつ長く形成し、第３の可溶導体４２を第１、第２の発熱体電極２３，４１間の電流経路に沿って幅広かつ短く形成してもよい。これにより、第１の可溶導体１４は、第３の可溶導体４２よりも相対的に溶断しやすい形状となり、第１の発熱体２１の発熱により、第３の可溶導体４２よりも先に溶断する。

また、スイッチ素子４０は、第１の可溶導体１４の材料として、第３の可溶導体４２の材料よりも融点の低いもので形成してもよい。これによっても、第１の発熱体２１の発熱により第１の可溶導体１４を第３の可溶導体４２よりも溶断しやすくし、確実に第１の可溶導体１４を第３の可溶導体４２よりも先に溶断させることができる。

その他にも、スイッチ素子４０は、第１の可溶導体１４と第３の可溶導体４２の層構造を変えることによって融点に差を設け、相対的に第１の可溶導体１４を第３の可溶導体４２よりも溶断しやすくし、第１の発熱体２１の発熱により、第１の可溶導体１４を第３の可溶導体４２よりも先に溶断させるようにしてもよい。

これにより、スイッチ素子４０は、第１の発熱体２１が発熱すると、図７に示すように、第１の可溶導体１４が第３の可溶導体４２よりも先に溶断されるため、切替回路２の電流経路が切り替えられるまで確実に第１の発熱体２１に給電し、発熱させることができる。

［補助導体］
なお、スイッチ素子４０は、図９に示すように、第２の可溶導体１５に代えて、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａと接触し、第１の電極１１との短絡を補助する補助導体４４を搭載するようにしてもよい。補助導体４４は、第２の電極１２上に搭載することにより第２の電極１２が嵩高となることから、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａが第１の電極１１上に凝集した際に、当該溶融導体１４ａとの接触が容易となり、第１、第２の電極１１，１２間の短絡を補助することができる。このような補助導体４４としては、ハンダボールやハンダポスト等の金属体や、Ａｇペースト等の各種金属ペーストを挙げることができるが、これらに限られるものではない。

なお、補助導体４４を用いる場合、支持電極２８は形成する必要はない。また、スイッチ素子１においても、同様に第２の可溶導体１５に代えて、補助導体４４を用いてもよい。

［第２の形態］
本発明が適用されたスイッチ素子は、図１０に示すように、切替回路２に第２の可溶導体１５を設けるとともに、発熱回路３に第２の発熱体２２を設けてもよい。図１０に示すスイッチ素子５０は、第１、第２の発熱体２１，２２を順次発熱させることにより、第１、第３の電極１１，１３間の遮断と、第１、第２の電極１１，１２間の短絡を順次行うことができるものである。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１，４０及びスイッチ回路３０と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。

第２の発熱体２２は、第１の発熱体２１と同様に、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板１０上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。また、第２の発熱体２２は、絶縁基板１０上において絶縁層２５に被覆されている。第１の発熱体２２を被覆する絶縁層２５上には、第２の電極１２及び支持電極２８が形成されている。

第２の発熱体２２は、一端を第１の発熱体２１とともに発熱体引出電極２３に接続され、他端を第３の発熱体電極５１と電気的に接続されている。また、第２の発熱体２２は、第２の電極１２と支持電極２８との間にわたって搭載されている第２の可溶導体１５と重畳する位置に形成され、発熱することにより、その熱は絶縁層２５、第２の電極１２、支持電極２８及びオーバーコート層２７を介して主に第２の可溶導体１５に伝わり、第２の可溶導体１５を溶融させることができる。スイッチ素子５０は、第１の可溶導体１４に加えて第２の可溶導体１５が溶融することにより、各溶融導体１４ａ，１５ａが第１、第２の電極１１，１２間に凝集し、第１、第２の電極１１，１２間を短絡させることができる。

第３の発熱体電極５１は、絶縁基板１０の第２の発熱体２２と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部５１ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部５１ａと接続されている上層部５１ｂとを有する。また、第３の発熱体電極５１は、上層部５１ｂが、絶縁基板１０の側面に臨む第３の発熱体電極端子部５１ｃに接続されている。第３の発熱体電極端子部５１ｃは、スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。

なお、スイッチ素子５０において、第１の発熱体２１は、第１の可溶導体１４と重畳する位置に設けられ、発熱することにより、その熱は絶縁層２５、第１、第３の電極１１，１３及びオーバーコート層２７を介して主に第１の可溶導体１４に伝わり、第１の可溶導体１４を溶融させることができる。スイッチ素子５０は、第１の可溶導体１４が溶融することにより、第１、第３の電極１１，１３間を遮断することができる。

図１１にスイッチ素子５０の回路図を示す。図１２に、スイッチ素子５０が適用されたスイッチ回路５５の一例を示す。スイッチ素子５０は、スイッチ素子１と同様に、正常時には第１の可溶導体１４を介して第１の電極１１と第３の電極１３とが連続するとともに、第１の電極１１と第２の電極１２とが絶縁されている切替回路２を有する。図１２に示すように、切替回路２は、第１、第３の電極１１，１３を介して、スイッチ素子５０が実装される回路基板の電流経路上に接続されることにより、電源回路やデジタル信号回路等の各種外部回路３１Ａ，３１Ｂ間に組み込まれる。また、切替回路２は、第２の電極１２を介して、切替後に外部回路３１Ｃと接続される。

また、スイッチ素子５０は、図１１（Ａ）に示すように、発熱体引出電極２３から第１の発熱体２１を経て第１の発熱体電極２４に至る第１の発熱体２１への給電経路３Ａと、発熱体引出電極２３から第２の発熱体２２を経て第３の発熱体電極５１に至る第２の発熱体２２への給電経路３Ｂとを備えた発熱回路３を有する。発熱回路３は、切替回路２と電気的に独立し、熱的に接続可能とされている。発熱体引出電極２３は、外部端子を介して外部電源１７と接続され、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、それぞれ外部端子を介して発熱回路３への給電を制御する電流制御素子１８に接続されている。

各電流制御素子１８は、検出回路１９と接続されている。検出回路１９は、スイッチ素子５０の切替回路２が組み込まれた各種回路の通電を切り替える必要がある事態を検出する回路であり、２つの電流制御素子１８を介して発熱回路３の第１の発熱体２１への給電経路３Ａと第２の発熱体２２への給電経路３Ｂのいずれを先に通電させ、いずれかを後に通電させるかを決定し、２つの電流制御素子１８を順次動作させる。

例えば、外部回路３１Ｂ，３１Ｃを接続した後、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する場合、スイッチ回路５５は、図１３（Ｂ）に示すように、検出回路１９によって第２の発熱体２２への給電経路３Ｂへ通電され第２の発熱体２２を発熱させ、第２の可溶導体１５を溶融させる。次いで、スイッチ回路５５は、図１３（Ｄ）に示すように、第１の発熱体２１への給電経路３Ａへ通電され第１の発熱体２１を発熱させ、第１の可溶導体１４を溶融させる。

これにより、スイッチ素子５０は、第２の可溶導体１５が溶融し、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａとともに第１、第２の電極１１，１２間が短絡し（図１３（Ｂ））、外部回路３１Ｂ，３１Ｃ間が接続される。次いで、スイッチ素子５０は、第１の可溶導体１４の溶断によって第１、第３の電極１１，１３間が遮断され（図１３（Ｄ））、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する。

また、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断した後、外部回路３１Ｂ，３１Ｃを接続する場合、スイッチ回路５５は、図１３（Ｃ）に示すように、検出回路１９によって第１の発熱体２１への給電経路３Ａへ通電され第１の発熱体２１を発熱させ、第１の可溶導体１４を溶融させる。次いで、スイッチ回路５５は、図１３（Ｄ）に示すように、第２の発熱体２２への給電経路３Ｂへ通電され第２の発熱体２２を発熱させ、第２の可溶導体１５を溶融させる。

これにより、スイッチ素子５０は、第１の可溶導体１４の溶断によって第１、第３の電極１１，１３間が遮断され（図１３（Ｃ））、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する。次いで、スイッチ素子５０は、第２の可溶導体１５が溶融し、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａとともに第１、第２の電極１１，１２間が短絡し（図１３（Ｄ））、外部回路３１Ｂ，３１Ｃ間が接続される。

なお、スイッチ素子５０は、第１、第３の電極１１，１３間が遮断された後、給電経路３Ａへの通電が停止されることにより第１の発熱体２１の発熱が停止され、また、第１、第２の電極１１，１２間が短絡された後、給電経路３Ｂへの通電が停止されることにより第２の発熱体２２の発熱が停止される。各給電経路３Ａ，３Ｂへの通電停止は、第１、第３の電極１１，１３間の遮断や第１、第２の電極１１，１２間の短絡を検出することにより行ってもよく、あるいはタイマーを作動させ、各給電経路３Ａ，３Ｂへの通電開始から第１、第３の電極１１，１３間が遮断し、また第１、第２の電極１１，１２間が短絡する十分な所定時間の経過後に通電を停止するように制御してもよい。

このようなスイッチ素子５０及びスイッチ回路５５によれば、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する前に、予め外部回路３１Ｃを接続させることができるため、例えば外部回路３１Ａのバックアップ回路として外部回路３１Ｃを備えることで、シームレスにバックアップ回路３１Ｃへの切り替えを行うことができる。あるいは、外部回路３１Ａの異常を報知する警報回路として外部回路３１Ｃを備えることで、異常事態による外部回路３１Ａ，３１Ｂ間の遮断を行う前に、警報回路を３１Ｃを作動させ、各種アラームを作動させることができる。

また、スイッチ素子５０及びスイッチ回路５５によれば、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断した後、外部回路３１Ｃを接続させることができるため、例えばバッテリ回路等において、過電圧を検出したバッテリ回路を速やかに充放電経路から遮断した後に、当該バッテリを迂回するバイパス電流経路を構築することができる。

［第４の可溶導体］
また、本発明に係るスイッチ素子は、図１４及び図１１（Ｂ）に示すように、第１の発熱体２１と第１の発熱体電極２４との間に第１の発熱体電極２４と隣接する第２の発熱体電極４１を設け、第１の発熱体電極２４及び第２の発熱体電極４１に跨って第３の可溶導体４２を接続し、第２の発熱体２２と第３の発熱体電極５１との間に第３の発熱体電極５１と隣接する第４の発熱体電極６１を設け、第３の発熱体電極５１及び第４の発熱体電極６１に跨って第４の可溶導体６２を接続してもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１，４０，５０及びスイッチ回路３０，５５と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。

図１４に示すスイッチ素子６０は、給電経路３Ａ，３Ｂ上に、それぞれ第２、第４の発熱体電極４１，６１及び第３、第４の可溶導体４２，６２を設けることにより、切替回路２の電流経路が第１、第３の電極１１，１３から第１、第２の電極１１，１２へスイッチした後、第３、第４の可溶導体４２，６２が溶断し、発熱回路３を自動的に遮断するものである。

スイッチ素子６０において、第３の発熱体電極５１は、絶縁層２５上に積層された上層部５１ｂのみを有する。第４の発熱体電極６１は、絶縁基板１０の第２の発熱体２２と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部６１ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部６１ａと接続されている上層部６１ｂとを有する。そして、第４の発熱体電極６１は、上層部６１ｂの端部が第３の発熱体電極５１の上層部５１ｂと第４の可溶導体６２を介して接続されている。

第４の可溶導体６２は、上述した第１の可溶導体１４と同じ材料、同じ構成で形成することができる。また、第４の可溶導体６２の酸化防止、及び第４の可溶導体６２の溶融時における濡れ性を向上させるために、第４の可溶導体６２の上にはフラックス１６が塗布されている。

これにより、スイッチ素子６０は、第１の発熱体電極２４、第３の可溶導体４２、第２の発熱体電極４１、第１の発熱体２１、及び発熱体引出電極２３に亘る給電経路３Ａと、第３の発熱体電極５１、第４の可溶導体６２、第４の発熱体電極６１、第２の発熱体２２、及び発熱体引出電極２３に至る給電経路３Ｂとが形成される。スイッチ素子６０は、給電経路３Ａに通電されると、第１の発熱体２１が発熱し、切替回路２の第１の可溶導体１４を溶融させ、第１、第３の電極１１，１３間を遮断する。また、スイッチ素子６０は、給電経路３Ｂに通電されると、第２の発熱体２２が発熱し、切替回路２の第２の可溶導体１５を溶融させ、溶融導体が第１、第２の電極１１，１３間に凝集、短絡させる。これにより、スイッチ素子６０は、切替回路２の電流経路を切り替える。スイッチ素子６０は、第１、第３の電極１１，１３の遮断後、第１の発熱体２１の熱によって第３の可溶導体４２が溶断し、給電経路３Ａが遮断され、第１の発熱体２１の発熱が停止される。また、スイッチ素子６０は、第１、第２の電極１１，１２の短絡後、第２の発熱体２２の熱によって第４の可溶導体６２が溶断し、給電経路３Ｂが遮断され、第２の発熱体２２の発熱が停止される。

［第１、第２の可溶導体の先溶融］
ここで、スイッチ素子６０においても、切替回路２の第１の可溶導体１４が、給電経路３Ａの第３の可溶導体４２よりも先に溶断するように形成され、第２の可溶導体１５が、給電経路３Ｂの第４の可溶導体６２よりも先に溶断するように形成されている。第１、第２の可溶導体１４，１５よりも先に第３、第４の可溶導体４２，６２が溶断すると、第１、第２の発熱体２１，２２への給電が停止され、第１、第２の可溶導体１４，１５を溶断することができなくなるからである。

そこで、スイッチ素子６０は、上述したスイッチ素子４０と同様に、第１、第２の可溶導体１４，１５は、それぞれ第３、第４の可溶導体４２，６２よりも、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱中心Ｃに近い位置に搭載されている。

また、スイッチ素子６０は、第１〜第４の可溶導体１４，１５，４２，６２の形状を変えることにより、第１、第２の可溶導体１４，１５が先に溶断するようにしてもよい。例えば、第１〜第４の可溶導体１４，１５，４２，６２は、断面積が小さいほど溶断が容易となることから、スイッチ素子６０は、第１、第２の可溶導体１４，１５の断面積を第３、第４の可溶導体４２，６２の断面積よりも小さくすることにより、第３、第４の可溶導体４２，６２よりも先に溶断させることができる。

また、スイッチ素子６０は、第１、第２の可溶導体１４，１５を第１、第３の電極１１，１３間、及び第２の電極１２、支持電極２８間に沿って幅狭かつ長く形成し、第３、第４の可溶導体４２，６２を第１，第２の発熱体電極２３，４１間、及び第３、第４の発熱体電極５１，６１間の各電流経路に沿って幅広かつ短く形成してもよい。これにより、第１、第２の可溶導体１４，１５は、第３、第４の可溶導体４２，６２よりも相対的に溶断しやすい形状となり、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により、第３、第４の可溶導体４２，６２よりも先に溶断する。

また、スイッチ素子６０は、第１、第２の可溶導体１４，１５の材料として、第３、第４の可溶導体４２，６２の材料よりも融点の低いもので形成してもよい。これによっても、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第４の可溶導体４２，６２よりも溶断しやすくし、確実に第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第４の可溶導体４２，６２よりも先に溶断させることができる。

その他にも、スイッチ素子６０は、確実に第１、第２の可溶導体１４，１５と第３、第４の可溶導体４２，６２の層構造を変えることによって融点に差を設け、相対的に第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第４の可溶導体４２，６２よりも溶断しやすくし、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により、第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第４の可溶導体４２，６２よりも先に溶断させるようにしてもよい。

これにより、スイッチ素子６０は、第１、第２の発熱体２１，２２が発熱すると、第１、第２の可溶導体１４，１５が第３、第４の可溶導体４２，６２よりも先に溶断されるため、切替回路２の電流経路が切り替えられるまで確実に第１、第２の発熱体２１，２２に給電し、発熱させることができる。

［第３の形態］
本発明が適用されたスイッチ素子は、図１５に示すように、切替回路２に第２の可溶導体１５を設けるとともに、発熱回路３に設けた第１、第２の発熱体２１，２２を、第１の発熱体電極２４と発熱体引出電極２３との間で並列に接続してもよい。図１５に示すスイッチ素子７０は、第１の発熱体電極２４と、発熱体引出電極２３との間にわたって通電することにより、第１、第２の発熱体２１，２２の抵抗値に応じて、第１の可溶導体１４及び第２の可溶導体１５を順次溶融させ、第１、第２の電極１１，１２間の短絡と第１、第３の電極１１，１３間の遮断を順次行うものである。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１，４０，５０，６０及びスイッチ回路３０，５５と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。

スイッチ素子７０において、第２の発熱体２２は、一端を第１の発熱体２１とともに発熱体引出電極２３に接続され、他端を第１の発熱体２１とともに第１の発熱体電極２４と電気的に接続されている。また、第２の発熱体２２は、第２の電極１２と支持電極２８との間にわたって搭載されている第２の可溶導体１５と重畳する位置に形成され、発熱することにより、その熱は絶縁層２５、第２の電極１２、支持電極２８及びオーバーコート層２７を介して主に第２の可溶導体１５に伝わり、第２の可溶導体１５を溶融させることができる。スイッチ素子７０は、第１の可溶導体１４に加えて第２の可溶導体１５が溶融することにより、各溶融導体１４ａ，１５ａが第１、第２の電極１１，１２間に凝集し、第１、第２の電極１１，１２間を短絡させることができる。

なお、スイッチ素子７０において、第１の発熱体２１は、第１の可溶導体１４と重畳する位置に設けられ、発熱することにより、その熱は絶縁層２５、第１、第３の電極１１，１３及びオーバーコート層２７を介して主に第１の可溶導体１４に伝わり、第１の可溶導体１４を溶融させることができる。スイッチ素子７０は、第１の可溶導体１４が溶融することにより、第１、第３の電極１１，１３間を遮断することができる。

また、スイッチ素子７０において、第１の発熱体電極２４は、絶縁基板１０の第１、第２の発熱体２１，２２と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている一対の下層部２４ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部２４ａと接続されている上層部２４ｂとを有する。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂが、絶縁基板１０の側面に臨む第１の発熱体電極端子部２４ｃに接続されている。第１の発熱体電極端子部２４ｃは、スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に設けられた外部端子（図示せず）と接続されている。

図１６（Ａ）にスイッチ素子７０の回路図を示す。図１７に、スイッチ素子７０が適用されたスイッチ回路７５の一例を示す。スイッチ素子７０は、スイッチ素子１と同様に、正常時には第１の可溶導体１４を介して第１の電極１１と第３の電極１３とが連続するとともに、第１の電極１１と第２の電極１２とが絶縁されている切替回路２を有する。図１７に示すように、切替回路２は、第１、第３の電極１１，１３を介して、スイッチ素子７０が実装される回路基板の電流経路上に接続されることにより、電源回路やデジタル信号回路等の各種外部回路３１Ａ，３１Ｂ間に組み込まれる。また、切替回路２は、第２の電極１２を介して、切替後に外部回路３１Ｃと接続される。

また、スイッチ素子７０は、図１６（Ａ）に示すように、発熱体引出電極２３から第１の発熱体２１を経て第１の発熱体電極２４に至る第１の発熱体２１への給電経路３Ａと、発熱体引出電極２３から第２の発熱体２２を経て第１の発熱体電極２４に至る第２の発熱体２２への給電経路３Ｂとを備えた発熱回路３を有する。発熱回路３は、切替回路２と電気的に独立し、熱的に接続可能とされている。発熱体引出電極２３は、外部端子を介して外部電源１７と接続され、第１の発熱体電極２４は、それぞれ外部端子を介して発熱回路３への給電を制御する電流制御素子１８に接続されている。

電流制御素子１８は、検出回路１９と接続されている。検出回路１９は、スイッチ素子７０の切替回路２が組み込まれた各種回路の通電を切り替える必要がある事態を検出する回路である。

スイッチ素子７０は、検出回路１９の支持を受けて電流制御素子１８が発熱回路３に通電させると、第１、第２の発熱体２１，２２が各抵抗値に応じて順次発熱し、第１、第２の可溶導体１４，１５を順次溶融させていく。

例えば、外部回路３１Ｂ，３１Ｃを接続した後、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する場合、スイッチ素子７０は、第２の発熱体２２の抵抗値を相対的に第１の発熱体２１よりも低くすることにより、図１８（Ｂ）に示すように、発熱回路３へ通電されると先に給電経路３Ｂに相対的に多くの電流を流し第２の発熱体２２を発熱させ、第２の可溶導体１５を溶融させる。その後、図１８（Ｄ）に示すように、スイッチ素子７０は、給電経路３Ａへの通電によって発熱された第１の発熱体２１の熱により第１の可溶導体１４を溶融させる。

これにより、スイッチ素子７０は、第２の可溶導体１５が溶融し、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａとともに第１、第２の電極１１，１２間が短絡し、外部回路３１Ｂ，３１Ｃ間が接続される。次いで、スイッチ素子７０は、第１の可溶導体１４の溶断によって第１、第３の電極１１，１３間が遮断され、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する。

また、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断した後、外部回路３１Ｂ，３１Ｃを接続する場合、スイッチ素子７０は、第１の発熱体２１の抵抗値を相対的に第２の発熱体２２よりも低くすることにより、図１８（Ｃ）に示すように、発熱回路３へ通電されると先に給電経路３Ａに相対的に多くの電流を流し第１の発熱体２１を発熱させ、第１の可溶導体１４を溶融させる。その後、図１８（Ｄ）に示すように、スイッチ素子７０は、給電経路３Ｂへの通電によって発熱された第２の発熱体２２の熱により第２の可溶導体１５を溶融させる。

これにより、スイッチ素子７０は、第１の可溶導体１４の溶断によって第１、第３の電極１１，１３間が遮断され、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する。次いで、スイッチ素子７０は、第２の可溶導体１５が溶融し、第１の可溶導体１４の溶融導体１４ａとともに第１、第２の電極１１，１２間が短絡し、外部回路３１Ｂ，３１Ｃ間が接続される。

このように、スイッチ素子７０によれば、発熱回路３の給電経路３Ａ，３Ｂの通電順序が第１、第２の発熱体２１，２２の抵抗値によって決まることから、ＩＣ制御が不要となる。

なお、スイッチ素子７０は、第１、第３の電極１１，１３間が遮断されるとともに、第１、第２の電極１１，１２間が短絡された後、発熱回路３への通電が停止されることにより第１、第２の発熱体２１，２２の発熱が停止される。発熱回路３への通電停止は、第１、第３の電極１１，１３間の遮断及び第１、第２の電極１１，１２間の短絡を検出することにより行ってもよく、あるいはタイマーを作動させ、発熱回路３への通電開始から第１、第３の電極１１，１３間が遮断するとともに、第１、第２の電極１１，１２間が短絡する十分な所定時間の経過後に通電を停止するように制御してもよい。

このようなスイッチ素子７０及びスイッチ回路７５によれば、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断する前に、予め外部回路３１Ｃを接続させることができるため、例えば外部回路３１Ａのバックアップ回路として外部回路３１Ｃを備えることで、シームレスにバックアップ回路３１Ｃへの切り替えを行うことができる。あるいは、外部回路３１Ａの異常を報知する警報回路として外部回路３１Ｃを備えることで、異常事態による外部回路３１Ａ，３１Ｂ間の遮断を行う前に、警報回路を３１Ｃを作動させ、各種アラームを作動させることができる。

また、スイッチ素子７０及びスイッチ回路７５によれば、外部回路３１Ａ，３１Ｂ間を遮断した後、外部回路３１Ｃを接続させることができるため、例えばバッテリ回路等において、過電圧を検出したバッテリ回路を速やかに充放電経路から遮断した後に、当該バッテリを迂回するバイパス電流経路を構築することができる。

［第５の可溶導体］
また、本発明に係るスイッチ素子は、図１９及び図１６（Ｂ）に示すように、第１及び第２の発熱体２１，２２と第１の発熱体電極２４との間に、第１及び第２の発熱体２１，２２と電気的に接続するとともに第１の発熱体電極２４と隣接する第５の発熱体電極８１を設け、第１の発熱体電極２４及び第５の発熱体電極８１に跨って第５の可溶導体８２を接続してもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１，４０，５０，６０，７０及びスイッチ回路３０，５５，７５と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。

図１９に示すスイッチ素子８０は、発熱回路３上に第５の発熱体電極８１及び第５の可溶導体８２を設けることにより、切替回路２の電流経路が第１、第３の電極１１，１３から第１、第２の電極１１，１２へスイッチした後、第５の可溶導体８２が溶断し、発熱回路３を自動的に遮断するものである。

スイッチ素子８０において、第１の発熱体電極２４は、絶縁層２５上に積層された上層部２４ｂのみを有する。第５の発熱体電極８１は、絶縁基板１０の第２の発熱体２２と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部８１ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部８１ａと接続されている上層部８１ｂとを有する。そして、第５の発熱体電極８１は、上層部８１ｂの端部が第１の発熱体電極２４の上層部２４ｂと第５の可溶導体８２を介して接続されている。

第５の可溶導体８２は、上述した第１の可溶導体１４と同じ材料、同じ構成で形成することができる。また、第５の可溶導体８２の酸化防止、及び第５の可溶導体８２の溶融時における濡れ性を向上させるために、第５の可溶導体８２の上にはフラックス１６が塗布されている。

第１の発熱体２１は、一端を発熱体引出電極２３と接続され、他端を第５の発熱体電極８１の下層部８１ａと接続されている。同様に、第２の発熱体２２は、一端を発熱体引出電極２３と接続され、他端を第５の発熱体電極８１の下層部８１ａと接続されている。

これにより、スイッチ素子８０は、第１の発熱体電極２４、第５の可溶導体８２、第５の発熱体電極８１を経て、第１の発熱体２１、及び発熱体引出電極２３に亘る給電経路３Ａと、第１の発熱体電極２４、第５の可溶導体８２、第５の発熱体電極８１を経て、第２の発熱体２２、及び発熱体引出電極２３に至る給電経路３Ｂとが形成される。スイッチ素子８０は、給電経路３Ａに通電されると、第１の発熱体２１が発熱し、切替回路２の第１の可溶導体１４を溶融させ、第１、第３の電極１１，１３間を遮断する。また、スイッチ素子９０は、給電経路３Ｂに通電されると、第２の発熱体２２が発熱し、切替回路２の第２の可溶導体１５を溶融させ、溶融導体が第１、第２の電極１１，１３間に凝集、短絡させる。これにより、スイッチ素子８０は、切替回路２の電流経路を切り替える。スイッチ素子８０は、第１、第３の電極１１，１３の遮断及び第１、第２の電極１１，１２の短絡後に、第１、第２の発熱体２１，２２の熱によって第５の可溶導体８２が溶断し、発熱回路３が遮断され、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱が停止される。

ここで、スイッチ素子８０においても、切替回路２の第１、第２の可溶導体１４が、発熱回路３の第５の可溶導体８２よりも先に溶断するように形成されている。第１、第２の可溶導体１４，１５よりも先に第５の可溶導体８２が溶断すると、第１、第２の発熱体２１，２２への給電が停止され、第１、第２の可溶導体１４，１５を溶断することができなくなるからである。

そこで、スイッチ素子８０は、上述したスイッチ素子４０と同様に、第１、第２の可溶導体１４，１５は、それぞれ第５の可溶導体８２よりも、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱中心Ｃに近い位置に搭載されている。

また、スイッチ素子８０は、第１、第２、第５の可溶導体１４，１５，８２の形状を変えることにより、第１、第２の可溶導体１４，１５が先に溶断するようにしてもよい。例えば、第１、第２、第５の可溶導体１４，１５，８２は、断面積が小さいほど溶断が容易となることから、スイッチ素子８０は、第１、第２の可溶導体１４，１５の断面積を第５の可溶導体８２の断面積よりも小さくすることにより、第５の可溶導体８２よりも先に溶断させることができる。

また、スイッチ素子８０は、第１、第２の可溶導体１４，１５を第１、第３の電極１１，１３間、及び第２の電極１２、支持電極２８間に沿って幅狭かつ長く形成し、第５の可溶導体８２を第１、第５の発熱体電極２４，８１間の電流経路に沿って幅広かつ短く形成してもよい。これにより、第１、第２の可溶導体１４，１５は、第５の可溶導体８２よりも相対的に溶断しやすい形状となり、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により、第５の可溶導体８２よりも先に溶断する。

また、スイッチ素子８０は、第１、第２の可溶導体１４，１５の材料として、第５の可溶導体８２の材料よりも融点の低いもので形成してもよい。これによっても、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により第１、第２の可溶導体１４，１５を第５の可溶導体８２よりも溶断しやすくし、確実に第１、第２の可溶導体１４，１５を第５の可溶導体８２よりも先に溶断させることができる。

その他にも、スイッチ素子８０は、確実に第１、第２の可溶導体１４，１５と第５の可溶導体８２の層構造を変えることによって融点に差を設け、相対的に第１、第２の可溶導体１４，１５を第５の可溶導体８２よりも溶断しやすくし、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により、第１、第２の可溶導体１４，１５を第５の可溶導体８２よりも先に溶断させるようにしてもよい。

これにより、スイッチ素子８０は、第１、第２の発熱体２１，２２が発熱すると、第１、第２の可溶導体１４，１５が第５の可溶導体８２よりも先に溶断されるため、切替回路２の電流経路が切り替えられるまで確実に第１、第２の発熱体２１，２２に給電し、発熱させることができる。

［第６の可溶導体］
また、本発明に係るスイッチ素子は、図２０及び図１６（Ｃ）に示すように、第１の発熱体２１と第１の発熱体電極２４との間に第１の発熱体電極２４と隣接する第２の発熱体電極４１を設け、第１の発熱体電極２４及び第２の発熱体電極４１に跨って第３の可溶導体４２を接続し、第２の発熱体２２と第１の発熱体電極２４との間に第１の発熱体電極２４と隣接する第６の発熱体電極９１を設け、第１の発熱体電極２４及び第６の発熱体電極９１に跨って第６の可溶導体９２を接続してもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０及びスイッチ回路３０，５５，７５と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。

図２０に示すスイッチ素子９０は、給電経路３Ａ，３Ｂ上に、それぞれ第２、第６の発熱体電極４１，９１及び第３、第６の可溶導体４２，９２を設けることにより、切替回路２の電流経路が第１、第３の電極１１，１３から第１、第２の電極１１，１２へスイッチした後、第３、第６の可溶導体４２，９２が溶断し、発熱回路３を自動的に遮断するものである。

スイッチ素子９０において、第１の発熱体電極２４は、絶縁層２５上に積層された上層部２４ｂのみを有する。第６の発熱体電極９１は、絶縁基板１０の第２の発熱体２２と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部９１ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部９１ａと接続されている上層部９１ｂとを有する。そして、第６の発熱体電極９１は、上層部９１ｂの端部が第１の発熱体電極２４の上層部２４ｂと第６の可溶導体９２を介して接続されている。

第６の可溶導体９２は、上述した第１の可溶導体１４と同じ材料、同じ構成で形成することができる。また、第６の可溶導体９２の酸化防止、及び第６の可溶導体９２の溶融時における濡れ性を向上させるために、第６の可溶導体９２の上にはフラックス１６が塗布されている。

これにより、スイッチ素子９０は、第１の発熱体電極２４、第３の可溶導体４２、第２の発熱体電極４１、第１の発熱体２１、及び発熱体引出電極２３に亘る給電経路３Ａと、第１の発熱体電極２４、第６の可溶導体９２、第６の発熱体電極９１、第２の発熱体２２、及び発熱体引出電極２３に至る給電経路３Ｂとが形成される。スイッチ素子９０は、給電経路３Ａに通電されると、第１の発熱体２１が発熱し、切替回路２の第１の可溶導体１４を溶融させ、第１、第３の電極１１，１３間を遮断する。また、スイッチ素子９０は、給電経路３Ｂに通電されると、第２の発熱体２２が発熱し、切替回路２の第２の可溶導体１５を溶融させ、溶融導体が第１、第２の電極１１，１３間に凝集、短絡させる。これにより、スイッチ素子９０は、切替回路２の電流経路を切り替える。スイッチ素子９０は、第１、第３の電極１１，１３の遮断後、第１の発熱体２１の熱によって第３の可溶導体４２が溶断し、給電経路３Ａが遮断され、第１の発熱体２１の発熱が停止される。また、スイッチ素子９０は、第１、第２の電極１１，１２の短絡後、第２の発熱体２２の熱によって第６の可溶導体９２が溶断し、給電経路３Ｂが遮断され、第２の発熱体２２の発熱が停止される。

なお、第２の発熱体電極４１は、絶縁基板１０の第１の発熱体２１と同一面上に形成されるとともに絶縁層２５に被覆されている下層部４１ａと、絶縁層２５上に積層されるとともに絶縁層２５に形成された開口部を介して下層部４１ａと接続されている上層部４１ｂとを有する。そして、第２の発熱体電極４１は、上層部４１ｂの端部が第１の発熱体電極２４の上層部２４ｂと第３の可溶導体４２を介して接続されている。

ここで、スイッチ素子９０においても、切替回路２の第１の可溶導体１４が、給電経路３Ａの第３の可溶導体４２よりも先に溶断するように形成され、第２の可溶導体１５が、給電経路３Ｂの第６の可溶導体９２よりも先に溶断するように形成されている。第１、第２の可溶導体１４，１５よりも先に第３、第６の可溶導体４２，９２が溶断すると、第１、第２の発熱体２１，２２への給電が停止され、第１、第２の可溶導体１４，１５を溶断することができなくなるからである。

そこで、スイッチ素子９０は、上述したスイッチ素子４０と同様に、第１、第２の可溶導体１４，１５は、それぞれ第３、第６の可溶導体４２，９２よりも、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱中心Ｃに近い位置に搭載されている。

また、スイッチ素子９０は、第１〜第３、第６の可溶導体１４，１５，４２，９２の形状を変えることにより、第１、第２の可溶導体１４，１５が先に溶断するようにしてもよい。例えば、第１〜第３、第６の可溶導体１４，１５，４２，９２は、断面積が小さいほど溶断が容易となることから、スイッチ素子９０は、第１、第２の可溶導体１４，１５の断面積を第３、第６の可溶導体４２，９２の断面積よりも小さくすることにより、第３、第６の可溶導体４２，９２よりも先に溶断させることができる。

また、スイッチ素子９０は、第１、第２の可溶導体１４，１５を第１、第３の電極１１，１３間、及び第２の電極１２、支持電極２８間に沿って幅狭かつ長く形成し、第３、第６の可溶導体４２，９２を第１，第２の発熱体電極２４，４１間、及び第１、第６の発熱体電極２４，９１間の各電流経路に沿って幅広かつ短く形成してもよい。これにより、第１、第２の可溶導体１４，１５は、第３、第６の可溶導体４２，９２よりも相対的に溶断しやすい形状となり、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により、第３、第６の可溶導体４２，９２よりも先に溶断する。

また、スイッチ素子９０は、第１、第２の可溶導体１４，１５の材料として、第３、第６の可溶導体４２，９２の材料よりも融点の低いもので形成してもよい。これによっても、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第６の可溶導体４２，９２よりも溶断しやすくし、確実に第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第６の可溶導体４２，９２よりも先に溶断させることができる。

その他にも、スイッチ素子９０は、確実に第１、第２の可溶導体１４，１５と第３、第６の可溶導体４２，９２の層構造を変えることによって融点に差を設け、相対的に第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第６の可溶導体４２，９２よりも溶断しやすくし、第１、第２の発熱体２１，２２の発熱により、第１、第２の可溶導体１４，１５を第３、第６の可溶導体４２，９２よりも先に溶断させるようにしてもよい。

これにより、スイッチ素子９０は、第１、第２の発熱体２１，２２が発熱すると、第１、第２の可溶導体１４，１５が第３、第６の可溶導体４２，９２よりも先に溶断されるため、切替回路２の電流経路が切り替えられるまで確実に第１、第２の発熱体２１，２２に給電し、発熱させることができる。

［可溶導体の構成］
上述したように、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。低融点金属としては、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダなどのハンダを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。このとき、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２１（Ａ）に示すように、内層として高融点金属層９４が設けられ、外層として低融点金属層９５が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、高融点金属層９４の全面が低融点金属層９５によって被覆された構造としてもよく、相対向する一対の側面を除き被覆された構造であってもよい。高融点金属層９４や低融点金属層９５による被覆構造は、メッキ等の公知の成膜技術を用いて形成することができる。

また、図２１（Ｂ）に示すように、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、内層として低融点金属層９５が設けられ、外層として高融点金属層９４が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合も、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属層９５の全面が高融点金属層９４によって被覆された構造としてもよく、相対向する一対の側面を除き被覆された構造であってもよい。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２２に示すように、高融点金属層９４と低融点金属層９５とが積層された積層構造としてもよい。

この場合、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２２（Ａ）に示すように、第１〜第３の電極１１〜１３や第１〜第１〜６の発熱体電極２４，４１，５１，６１，８１，９１、支持電極２８等に接続される下層と、下層の上に積層される上層からなる２層構造として形成され、下層となる高融点金属層９４の上面に上層となる低融点金属層９５を積層してもよく、反対に下層となる低融点金属層９５の上面に上層となる高融点金属層９４を積層してもよい。あるいは、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２２（Ｂ）に示すように、内層と内層の上下面に積層される外層とからなる３層構造として形成してもよく、内層となる高融点金属層９４の上下面に外層となる低融点金属層９５を積層してもよく、反対に内層となる低融点金属層９５の上下面に外層となる高融点金属層９４を積層してもよい。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２３に示すように、高融点金属層９４と低融点金属層９５とが交互に積層された４層以上の多層構造としてもよい。この場合、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、最外層を構成する金属層によって、全面又は相対向する一対の側面を除き被覆された構造としてもよい。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、内層を構成する低融点金属層９５の表面に高融点金属層９４をストライプ状に部分的に積層させてもよい。図２４は、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２の平面図である。

図２４（Ａ）に示す第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属層９５の表面に、幅方向に所定間隔で、線状の高融点金属層９４が長手方向に複数形成されることにより、長手方向に沿って線状の開口部９６が形成され、この開口部９６から低融点金属層９５が露出されている。第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属層９５が開口部９６より露出することにより、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増え、高融点金属層９４の浸食作用をより促進させて溶断性を向上させることができる。開口部９６は、例えば、低融点金属層９５に高融点金属層９４を構成する金属の部分メッキを施すことにより形成することができる。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２４（Ｂ）に示すように、低融点金属層９５の表面に、長手方向に所定間隔で、線状の高融点金属層９４を幅方向に複数形成することにより、幅方向に沿って線状の開口部９６を形成してもよい。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２５に示すように、低融点金属層９５の表面に高融点金属層９４を形成するとともに、高融点金属層９４の全面に亘って円形の開口部９７が形成され、この開口部９７から低融点金属層９５を露出させてもよい。開口部９７は、例えば、低融点金属層９５に高融点金属層９４を構成する金属の部分メッキを施すことにより形成することができる。

第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属層９５が開口部９７より露出することにより、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増え、高融点金属の浸食作用をより促進させて溶断性を向上させることができる。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、図２６に示すように、内層となる高融点金属層９４に多数の開口部９８を形成し、この高融点金属層９４に、メッキ技術等を用いて低融点金属層９５を成膜し、開口部９８内に充填してもよい。これにより、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、溶融する低融点金属が高融点金属に接する面積が増大するので、より短時間で低融点金属が高融点金属を溶食することができるようになる。

また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属層９５の体積を、高融点金属層９４の体積よりも多く形成することが好ましい。第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、発熱体１４の発熱によって加熱され、低融点金属が溶融することにより高融点金属を溶食し、これにより速やかに溶融、溶断することができる。したがって、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２は、低融点金属層９５の体積を高融点金属層９４の体積よりも多く形成することにより、この溶食作用を促進し、速やかに第１、第２の電極１１，１２間を短絡することができる。

［コーティング処理］
また、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２が接続される第１〜第３の電極１１〜１３や第１〜６の発熱体電極２４，４１，５１，６１，８１，９１、支持電極２８は、ＣｕやＡｇ等の一般的な電極材料を用いて形成することができ、表面上には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の被膜が、メッキ処理等の公知の手法によりコーティングされていることが好ましい。これにより、各電極は、酸化が防止され、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２を確実に保持させることができる。また、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０をリフロー実装する場合に、第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２を接続する接続用ハンダ等の接合材２６あるいは第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２の外層を形成する低融点金属が溶融することにより各電極が溶食（ハンダ食われ）されるのを防ぐことができる。

［発熱体の位置］
［絶縁基板の裏面］
また、表面実装型のスイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、第１、第２の発熱体２１，２２を絶縁基板１０の表面１０ａに形成する他、図２７（Ａ）、図２８（Ａ）に示すように、絶縁基板１０の裏面１０ｂに設けてもよい。この場合、第１、第２の発熱体２１，２２は、絶縁基板１０の裏面１０ｂにおいて絶縁層２５に被覆されている。また、第１、第２の発熱体２１，２２への給電経路３を構成する発熱体引出電極２３も同様に絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成される。

スイッチ素子１，７０においては、第１の発熱体電極２４は、下層部２４ａが同様に絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成されるとともに第１の発熱体電極端子部２４ｃと接続され、上層部２４ｂは設ける必要が無い。スイッチ素子４０においては、第１の発熱体電極２４は、第１の発熱体２１と接続される下層部２４ａが絶縁基板１０裏面１０ｂに形成され、第３の可溶導体４２が搭載される上層部２４ｂが絶縁基板１０の表面１０ａに形成され、下層部２４ａと上層部２４ｂとが、導電スルーホールを介して連続される。スイッチ素子５０においては、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、下層部２４ａ，５１ａが同様に絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成されるとともに第１、第３の発熱体電極端子部２４ｃ，５１ｃと接続され、上層部２４ｂ，５１ｂは設ける必要が無い。

スイッチ素子６０においては、第２、第４の発熱体電極４１，６１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部４１ａ，６１ａが絶縁基板１０裏面１０ｂに形成され、第３、第４の可溶導体４２，６２が搭載される上層部４１ｂ，６１ｂが絶縁基板１０の表面１０ａに形成され、下層部４１ａ，６１ａと上層部４１ｂ，６１ｂとが、導電スルーホールを介して連続される。また、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、上層部２４ｂ，５１ｂのみが形成される。

スイッチ素子８０においては、第５の発熱体電極８１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部８１ａが絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成され、第５の可溶導体８２が搭載される上層部８１ｂが絶縁基板１０の表面１０ａに形成され、下層部８１ａと上層部８１ｂとが導電スルーホールを介して連続される。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂのみが形成される。スイッチ素子９０においては、第２、第６の発熱体電極４１，９１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部４１ａ，９１ａが絶縁基板１０裏面１０ｂに形成され、第３、第６の可溶導体４２，９２が搭載される上層部４１ｂ，９１ｂが絶縁基板１０の表面１０ａに形成され、下層部４１ａ，９１ａと上層部４１ｂ，９１ｂとが、導電スルーホールを介して連続される。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂのみが形成される。

［絶縁層の内部］
また、図２７（Ｂ）、図２８（Ｂ）に示すように、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、第１、第２の発熱体２１，２２を絶縁層２５の内部に形成してもよい。この場合、第１、第２の発熱体２１，２２への発熱回路３を構成する発熱体引出電極２３は、絶縁層２５の内部に形成され第１、第２の発熱体２１，２２と接続されるとともに、絶縁基板１０の表面１０ａにかけて形成され、電極端子部２３ａと接続される。

スイッチ素子１，７０においては、第１の発熱体電極２４は、下層部２４ａが同様に絶縁層２５の内部に形成されるとともに、絶縁層２５に形成された開口部を介して上層部２４ｂと接続されている。スイッチ素子４０においては、第２の発熱体電極４１は、第１の発熱体２１と接続される下層部４１ａが絶縁層２５の内部に形成され、第３の可溶導体４２が搭載される上層部４１ｂが絶縁基板１０の表面１０ａに形成され、下層部４１ａと上層部４１ｂとが、絶縁層２５に形成された開口部を介して接続されている。スイッチ素子５０においては、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、下層部２４ａ，５１ａが同様に絶縁層２５の内部に形成されるとともに、絶縁層２５に形成された開口部を介して上層部２４ｂ，５１ｂと接続されている。

スイッチ素子６０においては、第２、第４の発熱体電極４１，６１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部４１ａ，６１ａが絶縁層２５の内部に形成され、第３、第４の可溶導体４２，６２が搭載される上層部４１ｂ，６１ｂが絶縁層２５に積層され、下層部４１ａ，６１ａと上層部４１ｂ，６１ｂとが、絶縁層２５に形成された開口部を介して接続されている。また、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、上層部２４ｂ，５１ｂのみが形成される。

スイッチ素子８０においては、第５の発熱体電極８１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部８１ｂが絶縁層２５の内部に形成され、第５の可溶導体８２が搭載される上層部８１ｂが絶縁層２５に積層され、下層部８１ｂと上層部８１ａとが、絶縁層２５に形成された開口部を介して接続されている。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂのみが形成される。スイッチ素子９０においては、第２、第６の発熱体電極４１，９１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部４１ａ，９１ａが絶縁層２５の内部に形成され、第３、第６の可溶導体４２，９２が搭載される上層部４１ｂ，９１ｂが絶縁層２５に積層され、下層部４１ａ，９１ａと上層部４１ｂ，９１ｂとが、絶縁層２５に形成された開口部を介して接続されている。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂのみが形成される。

［絶縁基板の内部］
また、図２７（Ｃ）、図２８（Ｃ）に示すように、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、第１、第２の発熱体２１，２２を絶縁基板１０の内部に形成してもよい。この場合、第１、第２の発熱体２１，２２を被覆する絶縁層２５は設ける必要がない。また、第１、第２の発熱体２１，２２の一端が接続された発熱体引出電極２３は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続する一端部が絶縁基板１０の内部まで形成され、導電スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面１０ｂに設けられた外部端子と接続される。

スイッチ素子１，７０においては、第１の発熱体電極２４は、下層部２４ａが同様に絶縁基板１０の内部に形成されるとともに、導電スルーホールを介して上層部２４ｂと連続されている。スイッチ素子４０においては、第２の発熱体電極４１は、第１の発熱体２１と接続される下層部４１ａが絶縁基板１０の内部に形成され、第３の可溶導体４２が搭載される上層部４１ｂが絶縁基板１０の表面１０ａに形成され、下層部４１ａと上層部４１ｂとが、導電スルーホールを介して連続されている。スイッチ素子５０においては、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、下層部２４ａ，５１ａが同様に絶縁基板１０の内部に形成されるとともに、導電スルーホールを介して上層部２４ｂ，５１ｂと連続されている。

スイッチ素子６０においては、第２、第４の発熱体電極４１，６１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部４１ａ，６１ａが絶縁基板１０の内部に形成され、第３、第４の可溶導体４２，６２が搭載される上層部４１ｂ，６１ｂと導電スルーホールを介して接続されている。また、第１、第３の発熱体電極２４，５１は、上層部２４ｂ，５１ｂのみが形成される。

スイッチ素子８０においては、第５の発熱体電極８１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部８１ａが絶縁基板１０の内部に形成され、第５の可溶導体８２が搭載される上層部８１ｂと導電スルーホールを介して接続されている。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂのみが形成される。スイッチ素子９０においては、第２、第６の発熱体電極４１，９１は、第１、第２の発熱体２１，２２と接続される下層部４１ａ，９１ａが絶縁基板１０の内部に形成され、第３、第６の可溶導体４２，９２が搭載される上層部４１ｂ，９１ｂと導電スルーホールを介して接続されている。また、第１の発熱体電極２４は、上層部２４ｂのみが形成される。

スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、第１、第２の発熱体２１，２２が絶縁基板１０の裏面１０ｂや絶縁基板１０の内部に形成されることにより、絶縁基板１０の表面１０ａが平坦化され、これにより、第１〜第３の電極１１〜１３や支持電極２８を表面１０ａ上に簡易に印刷等により形成することができる。したがって、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、第１〜第３の電極１１〜１３や支持電極２８の製造工程を簡略化することができるとともに、低背化を図ることができる。

また、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、第１、第２の発熱体２１，２２を絶縁基板１０の裏面１０ｂや絶縁基板１０の内部に形成した場合にも、絶縁基板１０の材料としてファインセラミック等の熱伝導性に優れた材料を用いることにより、第１、第２の発熱体２１，２２を絶縁基板１０の表面１０ａ上に積層した場合と同等に第１〜第６の可溶導体１４，１５，４２，６２，８２，９２を加熱、溶断することができる。

［同一面上］
また、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、絶縁基板１０の同一面上に、第１〜第３の電極１１〜１３と、第１の発熱体２１及び第１の発熱体を被覆する絶縁層２５、又は第１、第２の発熱体２１，２２及び第１、第２の発熱体２１，２２を被覆する絶縁層２５とを形成してもよい。この場合、第１の発熱体２１又は第１、第２の発熱体２１，２２の一端と接続されている発熱体引出電極２３は、一端部が第１の発熱体２１又は第１、第２の発熱体２１，２２と接続され、他端部が絶縁基板１０側縁に設けられた電極端子部２３ａと接続されている。

スイッチ素子１は、例えば図２９に示すように、第１の発熱体２１の他端と第１の発熱体電極２４とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第１の発熱体電極２４が絶縁基板１０側縁に設けられた第１の発熱体電極端子部２４ｃと接続されている。スイッチ素子４０は、第１の発熱体２１の他端と第２の発熱体電極４１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第２の発熱体電極４１と第１の発熱体電極２４とが第３の可溶導体４２によって接続されている。

スイッチ素子５０は、例えば図３０に示すように、第１の発熱体２１の他端と第１の発熱体電極２４とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第１の発熱体電極２４が絶縁基板１０側縁に設けられた第１の発熱体電極端子部２４ｃと接続されている。また、スイッチ素子５０は、第２の発熱体２２の他端と第３の発熱体電極５１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第３の発熱体電極５１が絶縁基板１０側縁に設けられた第３の発熱体電極端子部５１ｃと接続されている。

スイッチ素子６０は、第１の発熱体２１の他端と第２の発熱体電極４１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第２の発熱体電極４１と第１の発熱体電極２４とが第３の可溶導体４２によって接続され、同様に、第２の発熱体２２の他端と第４の発熱体電極６１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第４の発熱体電極６１と第３の発熱体電極５１とが第４の可溶導体６２によって接続されている。

スイッチ素子７０は、第１、第２の発熱体２１，２２の他端と第１の発熱体電極２４とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第１の発熱体電極２４が絶縁基板１０側縁に設けられた第１の発熱体電極端子部２４ｃと接続されている。

スイッチ素子８０は、第１、第２の発熱体２１，２２の他端と第５の発熱体電極８１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第５の発熱体電極８１と第１の発熱体電極２４とが第５の可溶導体８２によって接続されている。

スイッチ素子９０は、第１の発熱体２１の他端と第２の発熱体電極４１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第２の発熱体電極４１と第１の発熱体電極２４とが第３の可溶導体４２によって接続され、同様に、第２の発熱体２２の他端と第６の発熱体電極９１とが接続されるとともに、絶縁層２５より外方に露出された第６の発熱体電極９１と第１の発熱体電極２４とが第６の可溶導体９２によって接続されている。

［保護抵抗］
また、スイッチ素子１，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、図３１に示すように、切替回路２の第２の電極１２に保護抵抗９９を接続してもよい。保護抵抗９９は、スイッチ４の切り替え前における外部回路と同じ内部抵抗値に設定することが好ましい。これにより、例えば第１、第２の電極１１，１２を短絡することにより異常電圧を検出したバッテリパックやＬＥＤ等の負荷をバイパスする電流経路を構築した場合に、バイパス電流経路においても切替前と同じ負荷を付与し、抵抗値の変動を防止することができる。

また、保護抵抗９９は、過電圧状態で遮断されたバッテリの電力を消費させる消費抵抗として用いてもよい。すなわち、スイッチ４を切り替えることにより、第１の電極１１に接続されていたバッテリセルに異常電圧を検出した場合、当該バッテリセルを第３の電極１３に接続されている充放電回路から遮断するとともに、バッテリセルの電流経路を第２の電極１２に接続されている放電回路に切り替える。これにより、バッテリセルは、保護抵抗９９が設けられた放電回路と接続され、安全な電圧に降下するまで放電させることができる。

１，４０，５０，６０，７０，８０，９０ スイッチ素子、２ 切替回路、３ 発熱回路、４ スイッチ、１０ 絶縁基板、１１ 第１の電極、１２ 第２の電極、１３ 第３の電極、１４ 第１の可溶導体、１５ 第２の可溶導体、１６ フラックス、１７ 外部電源、１８ 電流制御素子、１９ 検出回路、２１ 第１の発熱体、２２ 第２の発熱体、２３ 発熱体引出電極、２４ 第１の発熱体電極、２４ａ 下層部、２４ｂ 上層部、２５ 絶縁層、２６ 接合材、２７ オーバーコート層、２８ 支持電極、３０ スイッチ回路、３１ 外部回路、３３ データサーバ、３４ インターネット回線、３５ 警報回路、４１ 第２の発熱体電極、４１ａ 下層部、４１ｂ 上層部、４２ 第３の可溶導体、５１ 第３の発熱体電極、５１ａ 下層部、５１ｂ 上層部、５５ スイッチ回路、６１ 第４の発熱体電極、６１ａ 下層部、６１ｂ 上層部、６２ 第４の可溶導体、７５ スイッチ回路、８１ 第５の発熱体電極、８１ａ 下層部、８１ｂ 上層部、８２ 第５の可溶導体、９１ 第６の発熱体電極、９１ａ 下層部、９１ｂ 上層部、９２ 第６の可溶導体、９４ 高融点金属層、９５ 低融点金属層、９９ 保護抵抗

Claims (65)

1. 互いに隣接する第１の電極及び第２の電極と、上記第１の電極と隣り合う第３の電極と、上記第１の電極及び上記第３の電極に跨って接続されている第１の可溶導体とを有する切替回路と、
   第１の発熱体と、上記第１の発熱体の一端と電気的に接続された発熱体引出電極と、上記第１の発熱体の他端と電気的に接続された第１の発熱体電極とを有し、上記切替回路と電気的に独立された発熱回路とを備え、
   上記第１の発熱体が発熱することにより、上記第１の可溶導体が溶断し上記第１、第３の電極間を遮断するとともに、該溶融導体を介して上記第１、第２の電極間を短絡させるスイッチ素子。
2. 上記第２の電極上には、上記第１の可溶導体の溶融導体と接触し、上記第１の電極との短絡を補助する補助導体が搭載されている請求項１記載のスイッチ素子。
3. 上記第２の電極に支持され、上記第１の電極と反対側に延在された第２の可溶導体を有する請求項１記載のスイッチ素子。
4. 上記第２の電極の上記第１の電極と反対側に設けられた支持電極を有し、
   上記第２の可溶導体は、上記第２の電極及び上記支持電極に跨って接続されている請求項３記載のスイッチ素子。
5. 上記第１の電極は、上記第１の発熱体の発熱中心と重畳する位置に配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
6. 上記第１の発熱体と上記第１の発熱体電極との間に設けられ、上記第１の発熱体と電気的に接続するとともに、上記第１の発熱体電極と隣接する第２の発熱体電極と、
   上記第１の発熱体電極及び上記第２の発熱体電極に跨って接続されている第３の可溶導体とを有し、
   上記第１の発熱体が発熱することにより、上記第３の可溶導体が溶断し、上記第１の発熱体への通電経路が遮断される請求項１〜５のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
7. 上記第３の可溶導体は、上記第１の可溶導体よりも上記第１の発熱体の発熱中心から離間した位置に配置され、上記第１の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項６に記載のスイッチ素子。
8. 上記第３の可溶導体は、上記第１の可溶導体よりも断面積が大きく形成され、上記第１の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項６又は７に記載のスイッチ素子。
9. 上記第３の可溶導体は、上記第１の可溶導体よりも融点が高く、上記第１の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項６〜８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
10. 上記発熱回路は、一端を上記発熱体引出電極と電気的に接続された第２の発熱体と、上記第２の発熱体の他端と電気的に接続された第３の発熱体電極とを有し、
    順次、上記第１の発熱体電極又は上記第３の発熱体電極と上記発熱体引出電極との間にわたって通電することにより、上記第１の発熱体及び上記第２の発熱体を順次、発熱させ、上記第１、第２の電極間の短絡と上記第１、第３の電極間の遮断を順次行う請求項３に記載のスイッチ素子。
11. 上記第１の発熱体が発熱することにより上記第１の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断され、
    上記第２の発熱体が発熱することにより、上記第２の可溶導体が溶融し、該溶融導体を介して上記第１、第２の電極間が短絡する請求項１０に記載のスイッチ素子。
12. 上記第１の発熱体と上記第１の発熱体電極との間に設けられ、上記第１の発熱体と電気的に接続するとともに、上記第１の発熱体電極と隣接する第２の発熱体電極と、
    上記第１の発熱体電極及び上記第２の発熱体電極に跨って接続されている第３の可溶導体と、
    上記第２の発熱体と上記第３の発熱体電極との間に設けられ、上記第２の発熱体と電気的に接続するとともに上記第３の発熱体電極と隣接する第４の発熱体電極と、
    上記第３の発熱体電極及び上記第４の発熱体電極に跨って接続されている第４の可溶導体とを有し、
    上記第１の発熱体が発熱することにより、上記第３の可溶導体が溶断し、上記第１の発熱体への通電経路が遮断され、
    上記第２の発熱体が発熱することにより、上記第４の可溶導体が溶断し、上記第２の発熱体への通電経路が遮断される請求項１０又は１１に記載のスイッチ素子。
13. 上記第１、第３の電極間が遮断された後、上記第３の可溶導体の溶断により上記第１、第２の発熱体電極間を遮断し、上記第１の発熱体の発熱を停止し、
    上記第１、第２の電極間が短絡した後、上記第４の可溶導体の溶断により上記第３、第４の発熱体電極間を遮断し、上記第２の発熱体の発熱を停止する請求項１２に記載のスイッチ素子。
14. 上記第３、第４の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも上記第１、第２の発熱体の発熱中心から離間した位置に配置され、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項１３記載のスイッチ素子。
15. 上記第３、第４の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも断面積が大きく形成され、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項１３又は１４に記載のスイッチ素子。
16. 上記第３、第４の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも融点が高く、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
17. 上記発熱回路は、一端を上記発熱体引出電極と電気的に接続され、他端を上記第１の発熱体電極と電気的に接続され、上記第１の発熱体と並列に接続された第２の発熱体を有し、
    上記第１の発熱体電極と、上記発熱体引出電極との間にわたって通電することにより、上記第１、第２の発熱体の抵抗値に応じて、上記第１の可溶導体及び上記第２の可溶導体を順次溶融させ、上記第１、第２の電極間の短絡と上記第１、第３の電極間の遮断を順次行う請求項３に記載のスイッチ素子。
18. 上記第１の発熱体が発熱することにより上記第１の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断され、
    上記第２の発熱体が発熱することにより、上記第２の可溶導体が溶融し、該溶融導体を介して上記第１、第２の電極間が短絡する請求項１７に記載のスイッチ素子。
19. 上記第１及び第２の発熱体と上記第１の発熱体電極との間に設けられ、上記第１及び第２の発熱体と電気的に接続するとともに上記第１の発熱体電極と隣接する第５の発熱体電極と、
    上記第１の発熱体電極及び上記第５の発熱体電極に跨って接続されている第５の可溶導体とを有し、
    上記第１及び第２の発熱体が発熱することにより、上記第５の可溶導体が溶断し、上記第１及び第２の発熱体への通電経路が遮断される請求項１７又は１８に記載のスイッチ素子。
20. 上記第５の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも上記第１、第２の発熱体の発熱中心から離間した位置に配置され、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項１９記載のスイッチ素子。
21. 上記第５の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも断面積が大きく形成され、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項１９又は２０に記載のスイッチ素子。
22. 上記第５の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも融点が高く、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項１９〜２１のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
23. 上記第１の発熱体と上記第１の発熱体電極との間に設けられ、上記第１の発熱体と電気的に接続するとともに上記第１の発熱体電極と隣接する第２の発熱体電極と、
    上記第１の発熱体電極及び上記第２の発熱体電極に跨って接続されている第３の可溶導体と、
    上記第２の発熱体と上記第１の発熱体電極との間に設けられ、上記第２の発熱体と電気的に接続するとともに上記第１の発熱体電極と隣接する第６の発熱体電極と、
    上記第１の発熱体電極及び上記第６の発熱体電極に跨って接続されている第６の可溶導体とを有し、
    上記第１、第３の電極間が遮断された後、上記第３の可溶導体の溶断により上記第１、第２の発熱体電極間を遮断し、上記第１の発熱体の発熱を停止し、
    上記第１、第２の電極間が短絡した後、上記第６の可溶導体の溶断により上記第２、第６の発熱体電極間を遮断し、上記第２の発熱体の発熱を停止する請求項１７又は１８に記載のスイッチ素子。
24. 上記第３、第６の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも上記第１、第２の発熱体の発熱中心から離間した位置に配置され、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項２３記載のスイッチ素子。
25. 上記第３、第６の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも断面積が大きく形成され、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項２３又は２４に記載のスイッチ素子。
26. 上記第３、第６の可溶導体は、上記第１、第２の可溶導体よりも融点が高く、上記第１、第２の可溶導体が溶融し、上記第１、第３の電極間が遮断されるとともに上記第１、第２の電極間が短絡された後に、溶断される請求項２３〜２５のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
27. 少なくとも上記第１〜第３の電極、上記発熱体引出電極、上記第１の発熱体電極及び上記第１の発熱体は、絶縁基板上に形成されている請求項１〜２６のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
28. 少なくとも上記第１、第２の電極の表面には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのいずれかが被覆されている請求項１〜２７のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
29. 絶縁基板の上記第１〜第３の電極が設けられる表面に上記第１の発熱体を被覆する絶縁層が設けられ、
    上記絶縁層上に上記第１〜第３の電極が積層され、
    上記第１の発熱体は、上記絶縁層内又は上記絶縁基板と上記絶縁層との間に設けられている請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
30. 絶縁基板の上記第１〜第３の電極が設けられる表面と反対側の裏面に、上記第１の発熱体、及び上記第１の発熱体を被覆する絶縁層が設けられている請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
31. 絶縁基板の内部に上記第１の発熱体が設けられている請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
32. 絶縁基板の同一面上に、上記第１〜第３の電極、上記第１の発熱体及び上記第１の発熱体を被覆する絶縁層が形成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
33. 絶縁基板の上記第１〜第３の電極が設けられる表面に上記第１、第２の発熱体を被覆する絶縁層が設けられ、
    上記絶縁層上に上記第１〜第３の電極が積層され、
    上記第１、第２の発熱体は、上記絶縁層内又は上記絶縁基板と上記絶縁層との間に設けられている請求項１０〜２８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
34. 絶縁基板の上記第１〜第３の電極が設けられる表面と反対側の裏面に、上記第１、第２の発熱体、及び上記第１、第２の発熱体を被覆する絶縁層が設けられている請求項１０〜２８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
35. 絶縁基板の内部に上記第１、第２の発熱体が設けられている請求項１０〜２８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
36. 絶縁基板の同一面上に、上記第１〜第３の電極、上記第１、第２の発熱体及び上記第１、第２の発熱体を被覆する絶縁層が形成されている請求項１０〜２８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
37. 上記第１の電極の面積は上記第３の電極の面積よりも広い請求項１〜３６のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
38. カバー部材を備え、
    上記カバー部材の天面部には、上記第１、第２の電極１１，１２と対向して形成されているカバー部電極が形成されている請求項１〜３７のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
39. 第２の電極は、保護抵抗と接続されている請求項１〜３８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
40. 上記第１の可溶導体は、ハンダである請求項１〜３９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
41. 上記第１の可溶導体は、低融点金属と高融点金属とを含有し、上記低融点金属が溶融すると上記高融点金属を溶食する請求項１〜３９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
42. 上記低融点金属は、ハンダであり、上記高融点金属は、Ａｇ、Ｃｕ、又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする合金である請求項４１に記載のスイッチ素子。
43. 上記第１の可溶導体は、内層が上記低融点金属であり、外層が上記高融点金属の被覆構造である請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
44. 上記第１の可溶導体は、外層が上記低融点金属であり、内層が上記高融点金属の被覆構造である請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
45. 上記第１の可溶導体は、上記低融点金属と上記高融点金属とが積層された積層構造である請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
46. 上記第１の可溶導体は、上記低融点金属と上記高融点金属とが交互に積層された４層以上の多層構造である請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
47. 上記第１の可溶導体は、内層を構成する上記低融点金属の表面を上記高融点金属にてストライプ状に部分的に積層する積層構造である請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
48. 上記第１の可溶導体は、開口部を有する上記高融点金属の上記開口部に上記低融点金属が挿入されている請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
49. 上記第１の可溶導体は、上記低融点金属の体積が上記高融点金属の体積よりも多い請求項４１又は４２に記載のスイッチ素子。
50. 上記第１、第２の可溶導体は、ハンダである請求項３、４、１０〜２６、３３〜３６のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
51. 上記第１、第２の可溶導体は、低融点金属と高融点金属とを含有し、上記低融点金属が溶融すると上記高融点金属を溶食する請求項３、４、１０〜２６、３３〜３６のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
52. 上記低融点金属は、ハンダであり、上記高融点金属は、Ａｇ、Ｃｕ、又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする合金である請求項５１に記載のスイッチ素子。
53. 上記第１、第２の可溶導体は、内層が上記低融点金属であり、外層が上記高融点金属の被覆構造である請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
54. 上記第１、第２の可溶導体は、外層が上記低融点金属であり、内層が上記高融点金属の被覆構造である請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
55. 上記第１、第２の可溶導体は、上記低融点金属と上記高融点金属とが積層された積層構造である請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
56. 上記第１、第２の可溶導体は、上記低融点金属と上記高融点金属とが交互に積層された４層以上の多層構造である請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
57. 上記第１、第２の可溶導体は、内層を構成する上記低融点金属の表面を上記高融点金属にてストライプ状に部分的に積層する積層構造である請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
58. 上記第１、第２の可溶導体は、開口部を有する上記高融点金属の上記開口部に上記低融点金属が挿入されている請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
59. 上記第１、第２の可溶導体は、上記低融点金属の体積が上記高融点金属の体積よりも多い請求項５１又は５２に記載のスイッチ素子。
60. スイッチを介して第１の端子及び第２の端子が接続され、第１のヒューズによって第１の端子及び第３の端子が接続された切替回路と、
    第１の発熱体と、上記第１の発熱体の一端と接続された第４の端子と、上記第１の発熱体の他端と接続された第５の端子とを有し、上記切替回路と電気的に独立して設けられている発熱回路とを備え、
    上記第４、第５の端子間に電圧を印加することにより、上記第１の発熱体を発熱させ、上記第１のヒューズを溶断させるとともに上記スイッチを短絡させるスイッチ回路。
61. 上記第１の発熱体と上記第４の端子との間に第２のヒューズが直列に接続され、
    上記第１のヒューズの溶断及び上記スイッチの短絡後に、上記第２のヒューズを溶断させ、上記第１の発熱体の発熱を停止する請求項６０記載のスイッチ回路。
62. 一端を上記第５の端子と接続され、他端を第６の端子と接続された第２の発熱体を有し、
    上記第４、第５の端子間に電圧を印加することにより、上記第１の発熱体を発熱させ、上記第１のヒューズを溶断させて上記第１、第３の端子間を遮断し、
    上記第５、第６の端子間に電圧を印加することにより、上記第２の発熱体を発熱させ、上記第１、第２の端子間を短絡する請求項６０又は６１に記載のスイッチ回路。
63. 上記第２の発熱体と上記第６の端子との間に第３のヒューズが直列に接続され、
    上記第１のヒューズの溶断及び上記スイッチの短絡後に、上記第３のヒューズを溶断させ、上記第２の発熱体の発熱を停止する請求項６２に記載のスイッチ回路。
64. 一端を上記第５の端子と接続され、他端を上記第４の端子と接続され、上記第１の発熱体と並列に接続された第２の発熱体を有し、
    上記第４、第５の端子間に電圧を印加することにより、上記第１、第２の発熱体の抵抗値の差に応じて、順次上記第１、第３の端子間の遮断及び上記第１、第２の端子間の短絡を行う請求項６０又は６１に記載のスイッチ回路。
65. 上記第２の発熱体と上記第４の端子との間に第４のヒューズが直列に接続され、
    上記第１のヒューズの溶断及び上記スイッチの短絡後に、上記第４のヒューズを溶断させ、上記第２の発熱体の発熱を停止する請求項６４に記載のスイッチ回路。