JP6184805B2 - Interrupting element and interrupting element circuit - Google Patents

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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遮断することにより安全性を保障する遮断素子、及び遮断素子回路に関する。   The present invention relates to a cutoff element and a cutoff element circuit that ensure safety by electrically and physically shutting off a power supply line and a signal line.

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。   Many secondary batteries that can be charged and used repeatedly are processed into battery packs and provided to users. Particularly in lithium ion secondary batteries with high weight energy density, in order to ensure the safety of users and electronic devices, in general, a battery pack incorporates a number of protection circuits such as overcharge protection and overdischarge protection, It has a function of shutting off the output of the battery pack in a predetermined case.

この種の遮断素子には、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遮断素子が用いられている。   Some of these types of shut-off elements perform an overcharge protection or overdischarge protection operation of the battery pack by turning on / off the output using an FET switch built in the battery pack. However, when the FET switch is short-circuited for some reason, when a lightning surge or the like is applied and an instantaneous large current flows, the output voltage drops abnormally due to the life of the battery cell, or conversely an excessively abnormal voltage Even when a battery pack is output, battery packs and electronic devices must be protected from accidents such as fire. Therefore, in order to safely shut off the output of the battery cell in any possible abnormal state, a shut-off element made of a fuse element having a function of shutting off the current path by an external signal is used. .

図17に示すように、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遮断素子80としては、電流経路上に接続された第1及び第2の電極81,82間に亘って可溶導体83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83を、過電流による自己発熱、あるいは遮断素子80内部に設けた発熱体84によって溶断するものが提案されている。   As shown in FIG. 17, the blocking element 80 of the protection circuit for such a lithium ion secondary battery or the like is soluble between the first and second electrodes 81 and 82 connected on the current path. A conductor 83 is connected to form part of the current path, and the fusible conductor 83 on the current path is self-heated due to overcurrent, or is melted by a heating element 84 provided inside the shut-off element 80. Yes.

具体的に、遮断素子80は、絶縁基板85と、絶縁基板85に積層され、絶縁部材86に覆われた発熱体84と、絶縁基板85の両端に形成された第1、第2の電極81,82と、絶縁部材86上に発熱体84と重畳するように積層された発熱体引出電極88と、両端が第1、第2の電極81,82にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極88に接続された可溶導体83とを備える。   Specifically, the blocking element 80 includes an insulating substrate 85, a heating element 84 stacked on the insulating substrate 85 and covered with an insulating member 86, and first and second electrodes 81 formed on both ends of the insulating substrate 85. , 82, a heating element extraction electrode 88 laminated on the insulating member 86 so as to overlap the heating element 84, both ends are connected to the first and second electrodes 81, 82, respectively, and the central portion is the heating element extraction A soluble conductor 83 connected to the electrode 88.

図18は、遮断素子80の回路図である。すなわち、遮断素子80は、発熱体引出電極88を介して直列接続された可溶導体83と、可溶導体83の接続点を介して通電して発熱させることによって可溶導体83を溶融する発熱体84とからなる回路構成である。また、遮断素子80では、たとえば、可溶導体83が充放電電流経路上に直列接続され、発熱体84が電流制御素子87と接続される。電流制御素子87は、例えば電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ。)により構成され、リチウムイオン二次電池が異常電圧を示したときには、可溶導体83を介して発熱体84に電流が流れるように制御される。   FIG. 18 is a circuit diagram of the blocking element 80. That is, the interruption element 80 generates heat by melting the soluble conductor 83 by energizing the soluble conductor 83 connected in series via the heating element extraction electrode 88 and the connection point of the soluble conductor 83 to generate heat. This is a circuit configuration including the body 84. Moreover, in the interruption | blocking element 80, the soluble conductor 83 is connected in series on the charging / discharging electric current path | route, and the heat generating body 84 is connected with the current control element 87, for example. The current control element 87 is composed of, for example, a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), and when the lithium ion secondary battery exhibits an abnormal voltage, current flows through the heating element 84 via the soluble conductor 83. To be controlled.

これにより遮断素子80は、発熱体84の発熱により、電流経路上の可溶導体83を溶断させ、この溶融導体を発熱体引出電極88に集めることにより、第1及び第2の電極81,82間の電流経路を遮断し、バッテリパックの充放電経路を電気的且つ物理的に遮断することができる。   Thereby, the interruption element 80 melts the soluble conductor 83 on the current path by the heat generation of the heating element 84 and collects the molten conductor on the heating element extraction electrode 88, whereby the first and second electrodes 81 and 82 are collected. The current path between them can be cut off, and the charge / discharge path of the battery pack can be cut off electrically and physically.

特開2010−003665号公報JP 2010-003665 A 特開2004−185960号公報JP 2004-185960 A 特開2012−003878号公報JP 2012-003878 A

ここで、図17、図18に示す遮断素子80においては、発熱体84を発熱させる電力を、可溶導体83を介して供給するものであるが、第1の電極81〜可溶導体83〜第2の電極82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、発熱体84の通電時においても発熱体84に可溶導体83を溶断させるのに十分な熱量を得ることができる。   Here, in the interruption | blocking element 80 shown in FIG. 17, FIG. 18, although the electric power which makes the heat generating body 84 generate | occur | produce is supplied via the soluble conductor 83, it is the 1st electrode 81-soluble conductor 83-. Since the current path over the second electrode 82 is a charging / discharging path of the battery, a sufficient amount of heat can be obtained to cause the heating element 84 to melt the soluble conductor 83 even when the heating element 84 is energized.

しかし、遮断素子80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、発熱体84に可溶導体83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、遮断素子80の用途が大電流用途に限られていた。   However, when the interruption element 80 is used in a signal line through which a current weaker than that of the power supply line is used, the electric power sufficient to obtain a heat generation amount sufficient for fusing the soluble conductor 83 to the heating element 84 is supplied. Therefore, the use of the blocking element 80 is limited to the use of a large current.

また、電流経路を発熱体84側に切り替える電流制御素子87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。   Also, the current control element 87 that switches the current path to the heating element 84 side is required to improve the rating in the same manner as the current rating increases. A highly rated current control element is generally expensive and disadvantageous in terms of cost.

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遮断素子、及び遮断素子回路を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can supply sufficient power for fusing a soluble conductor to a heating element even when incorporated in a weak current path, and can be used for any application, and An object is to provide a breaker circuit.

上述した課題を解決するために、本発明に係る遮断素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板に形成され、第1の回路を構成する第1及び第2の電極と、上記絶縁基板に形成され、上記第1の回路と電気的に独立して形成された第2の回路を構成する第3〜第5の電極と、上記第1及び第2の電極間にわたって搭載された第1の可溶導体と、上記第3及び第4の電極間に接続された発熱体と、上記第4及び第5の電極間にわたって搭載された第2の可溶導体とを備えたものである。
In order to solve the above-described problems, a blocking element according to the present invention is formed on an insulating substrate, the first and second electrodes that are formed on the insulating substrate and constitute the first circuit, and the insulating substrate. A first fusible electrode mounted between the first and second electrodes, and third to fifth electrodes constituting a second circuit formed electrically independent of the first circuit. A conductor, a heating element connected between the third and fourth electrodes, and a second soluble conductor mounted across the fourth and fifth electrodes.

また、本発明に係る遮断素子回路は、第1の可溶導体を有する第1の回路と、上記第1の回路と電気的に独立して形成され、発熱体と、上記発熱体の一端と接続された第2の可溶導体とを有する第2の回路とを備えものである。 The interrupting element circuit according to the present invention includes a first circuit having a first fusible conductor, and is electrically independent of the first circuit, and includes a heating element and one end of the heating element. it is obtained by a second circuit having a second fusible conductor connected.

本発明によれば、第1の回路と、第1の回路を遮断させる第2の回路とが、電気的に独立しているため、第1の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、第1の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。   According to the present invention, since the first circuit and the second circuit that shuts off the first circuit are electrically independent, regardless of the type of external circuit in which the first circuit is incorporated, Electric power for obtaining a heat generation amount sufficient to melt the first soluble conductor with respect to the heating element can be supplied. Therefore, according to the present invention, the present invention can also be applied to a digital signal circuit for passing a weak current as an external circuit in which the first circuit is incorporated.

図1は、本発明が適用された遮断素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA‐A‘断面図、(C)は断面図である。1A and 1B are diagrams showing a blocking element to which the present invention is applied, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′, and FIG. 図2は、本発明が適用された遮断素子の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a blocking element to which the present invention is applied. 図3は、本発明が適用された遮断素子回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a blocking element circuit to which the present invention is applied. 図4は、本発明が適用された遮断素子の第1の可溶導体が溶断された状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は回路図、(C)は断面図である。4A and 4B are diagrams showing a state in which the first soluble conductor of the breaking element to which the present invention is applied is blown, wherein FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a circuit diagram, and FIG. 4C is a cross-sectional view. It is. 図5は、本発明が適用された遮断素子の第2の可溶導体が溶断された状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は回路図、(C)は断面図である。5A and 5B are diagrams showing a state where the second soluble conductor of the interrupting element to which the present invention is applied is melted, where FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a circuit diagram, and FIG. 5C is a cross-sectional view. It is. 図6は、本発明が適用された遮断素子の応用例を示す図であり、(A)は第1、第2の可溶導体の溶断前、(B)は溶断後を示す。6A and 6B are diagrams showing an application example of a blocking element to which the present invention is applied, in which FIG. 6A shows before the first and second fusible conductors are blown, and FIG. 6B shows after the fusing. 図7は、本発明が適用された他の遮断素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA‐A‘断面図である。7A and 7B are diagrams showing another blocking element to which the present invention is applied, in which FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view along A-A ′. 図8は、本発明が適用された他の遮断素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA‐A‘断面図である。8A and 8B are diagrams showing another blocking element to which the present invention is applied, in which FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図9は、本発明が適用された他の遮断素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA‐A‘断面図である。9A and 9B are diagrams showing another blocking element to which the present invention is applied. FIG. 9A is a plan view, and FIG. 図10は、本発明が適用された他の遮断素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA‐A‘断面図である。10A and 10B are diagrams showing another blocking element to which the present invention is applied, in which FIG. 10A is a plan view and FIG. 10B is a cross-sectional view along A-A ′. 図11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。FIG. 11 is a perspective view showing a soluble conductor having a high melting point metal layer and a low melting point metal layer and having a covering structure, and FIG. 11A is a structure in which the high melting point metal layer is used as an inner layer and is covered with a low melting point metal layer. (B) shows a structure in which a low melting point metal layer is used as an inner layer and is covered with a high melting point metal layer. 図12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。FIG. 12 is a perspective view showing a soluble conductor having a laminated structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer, where (A) shows an upper and lower two layer structure and (B) shows a three layer structure of an inner layer and an outer layer. . 図13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。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a soluble conductor having a multilayer structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer. 図14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。FIG. 14 is a plan view showing a fusible conductor in which a linear opening is formed on the surface of the refractory metal layer and the low melting metal layer is exposed, and (A) shows the opening along the longitudinal direction. The formed part (B) has an opening formed in the width direction. 図15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。FIG. 15 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed on the surface of the high melting point metal layer and the low melting point metal layer is exposed. 図16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。FIG. 16 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed in a refractory metal layer and a low melting point metal is filled therein. 図17は、本発明の参考例に係る遮断素子を示す平面図である。FIG. 17 is a plan view showing a blocking element according to a reference example of the present invention. 図18は、本発明の参考例に係る遮断素子の回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram of a blocking element according to a reference example of the present invention.

以下、本発明が適用された遮断素子、及び遮断素子回路について、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。   Hereinafter, a shut-off element and a shut-off element circuit to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[第1の形態]
本発明が適用された遮断素子1は、図1に示すように、絶縁基板10と、絶縁基板10に形成され、第1の回路2を構成する第1の電極11及び第2の電極12と、絶縁基板10に形成され、第2の回路3を構成する第3の電極13、第4の電極14及び第5の電極15と、第1及び第2の電極11,12間にわたって搭載された第1の可溶導体17(ヒューズ)と、第3及び第4の電極13,14間に接続された発熱体18と、第4及び第5の電極14,15間にわたって搭載された第2の可溶導体(ヒューズ)19とを備える。図1(A)は、遮断素子1の平面図であり、図1(B)は、A−A‘断面図であり、(C)は断面図である。
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, a blocking element 1 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 10, a first electrode 11 and a second electrode 12 that are formed on the insulating substrate 10 and constitute a first circuit 2. The third electrode 13, the fourth electrode 14, and the fifth electrode 15, which are formed on the insulating substrate 10 and constitute the second circuit 3, are mounted across the first and second electrodes 11 and 12. A first fusible conductor 17 (fuse), a heating element 18 connected between the third and fourth electrodes 13 and 14, and a second mounted between the fourth and fifth electrodes 14 and 15. A fusible conductor (fuse) 19 is provided. 1A is a plan view of the blocking element 1, FIG. 1B is a cross-sectional view along AA ′, and FIG. 1C is a cross-sectional view.

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によって形成される。その他、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、ヒューズ溶断時の温度に留意する必要がある。   The insulating substrate 10 is formed of an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, although the material used for printed wiring boards, such as a glass epoxy board | substrate and a phenol board | substrate, may be used, it is necessary to pay attention to the temperature at the time of fuse blowing.

[第1及び第2の電極:第1の回路]
第1及び第2の電極11,12は、絶縁基板10の表面10a上に形成されるとともに、後述する絶縁部材21上に積層されている。また、第1及び第2の電極11,12は、スルーホール20を介して絶縁基板10の裏面10bに形成された外部接続端子と連続されている。
[First and second electrodes: first circuit]
The first and second electrodes 11 and 12 are formed on the surface 10a of the insulating substrate 10 and are stacked on an insulating member 21 described later. Further, the first and second electrodes 11 and 12 are connected to the external connection terminal formed on the back surface 10 b of the insulating substrate 10 through the through hole 20.

第1及び第2の電極11,12は、第1の可溶導体17が搭載されることにより電気的に接続されている。これにより、遮断素子1は、第1の電極11〜第1の可溶導体17〜第2の電極12に至る第1の回路2を構成し、第1の回路2は、遮断素子1が実装される回路基板上に形成された回路の一部に組み込まれる。   The first and second electrodes 11 and 12 are electrically connected by mounting the first fusible conductor 17. Thereby, the interruption | blocking element 1 comprises the 1st circuit 2 from the 1st electrode 11-the 1st soluble conductor 17-the 2nd electrode 12, and the interruption | blocking element 1 is mounted in the 1st circuit 2. Embedded in a part of a circuit formed on a circuit board to be processed.

第1の回路2が組み込まれる回路は、遮断素子1が実装される電子機器の電流ラインであり、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパックにおける充放電回路、各種電子機器の電源回路、あるいは、デジタル信号回路等、電流の強弱に関わらず物理的な電流経路の遮断が求められるあらゆる回路に適用することができる。   A circuit in which the first circuit 2 is incorporated is a current line of an electronic device in which the blocking element 1 is mounted. For example, a charge / discharge circuit in a battery pack of a lithium ion secondary battery, a power supply circuit of various electronic devices, or a digital The present invention can be applied to any circuit such as a signal circuit that requires a physical current path to be cut off regardless of the strength of the current.

[発熱体]
発熱体18は、絶縁基板10の表面10aに積層され、絶縁部材21に覆われている。発熱体18は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、例えばW、Mo、Ru等からなる。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される。発熱体18は、一端が第3の電極13と接続され、他端が第4の電極14と接続されている。
[Heating element]
The heating element 18 is laminated on the surface 10 a of the insulating substrate 10 and is covered with the insulating member 21. The heating element 18 is a conductive member that has a relatively high resistance value and generates heat when energized, and is made of, for example, W, Mo, Ru, or the like. It is formed by mixing powders of these alloys, compositions, or compounds with a resin binder or the like, forming a paste on the insulating substrate 10 using a screen printing technique, and firing the pattern. . The heating element 18 has one end connected to the third electrode 13 and the other end connected to the fourth electrode 14.

発熱体18を覆うように絶縁部材21が配置され、この絶縁部材21を介して発熱体18と重畳するように第1の電極11、第2の電極12、第4の電極14及び第5の電極15が積層されている。絶縁部材21としては、例えばガラスを用いることができる。なお、遮断素子1は、発熱体18の熱を効率良く第1の可溶導体13に伝えるために、発熱体18と絶縁基板10の間にも絶縁部材を積層し、発熱体18を絶縁基板10の表面に形成された絶縁部材21の内部に設けても良い。   An insulating member 21 is disposed so as to cover the heating element 18, and the first electrode 11, the second electrode 12, the fourth electrode 14, and the fifth electrode are overlapped with the heating element 18 through the insulating member 21. The electrode 15 is laminated. As the insulating member 21, for example, glass can be used. In order to efficiently transfer the heat of the heating element 18 to the first fusible conductor 13, the interrupting element 1 also laminates an insulating member between the heating element 18 and the insulating substrate 10, and the heating element 18 is connected to the insulating substrate. You may provide in the inside of the insulating member 21 formed in the surface of 10.

[第3〜第5の電極:第2の回路]
第3の電極13は、絶縁基板10の表面10a上に形成され、発熱体18の一端と接続されている。第4の電極14は、絶縁基板10の表面10a上に形成されることにより発熱体18の他端と接続されるとともに、絶縁部材21上に積層されている。第5の電極15は、絶縁部材10の表面10a上に形成されるとともに、絶縁部材21上に積層されている。なお、第3の電極13及び第5の電極15は、スルーホール20を介して絶縁基板10の裏面10bに形成された外部接続端子と連続されている。
[Third to fifth electrodes: second circuit]
The third electrode 13 is formed on the surface 10 a of the insulating substrate 10 and is connected to one end of the heating element 18. The fourth electrode 14 is connected to the other end of the heating element 18 by being formed on the surface 10 a of the insulating substrate 10, and is stacked on the insulating member 21. The fifth electrode 15 is formed on the surface 10 a of the insulating member 10 and is stacked on the insulating member 21. The third electrode 13 and the fifth electrode 15 are connected to the external connection terminal formed on the back surface 10 b of the insulating substrate 10 through the through hole 20.

第4及び第5の電極14,15は、絶縁部材21上において、第2の可溶導体19が搭載されることにより電気的に接続されている。これにより、第3〜第5の電極13〜15は、上記第1の回路2と電気的に独立した第2の回路3を構成する。第2の回路3は、第1の回路2の第1の可溶導体17を加熱、溶断するための回路であり、第1の可溶導体17を溶断し第1の回路2を遮断した後は、第2の可溶導体19を溶断することで自身も遮断し、発熱体18への給電を停止する。   The fourth and fifth electrodes 14 and 15 are electrically connected by mounting the second soluble conductor 19 on the insulating member 21. Accordingly, the third to fifth electrodes 13 to 15 constitute a second circuit 3 that is electrically independent of the first circuit 2. The second circuit 3 is a circuit for heating and fusing the first fusible conductor 17 of the first circuit 2, and after fusing the first fusible conductor 17 and shutting off the first circuit 2. Cuts the second fusible conductor 19 and cuts off itself to stop the power supply to the heating element 18.

[可溶導体]
第1、第2の可溶導体17,19は、発熱体18の発熱により速やかに溶断されるいずれの金属を用いることができ、例えば、Snを主成分とするPbフリーハンダ等の低融点金属を好適に用いることができる。
[Soluble conductor]
The first and second fusible conductors 17 and 19 can use any metal that is quickly melted by the heat generated by the heating element 18. Can be suitably used.

また、第1、第2の可溶導体17,19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、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。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、遮断素子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の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、内層の低融点金属の外部への流出を抑制し、第1、第2の可溶導体17,19の形状を維持することができる。また、溶断時も、低融点金属が溶融することにより、高融点金属を溶食(ハンダ食われ)することで、高融点金属の融点以下の温度で速やかに溶断することができる。なお、第1〜第3の可溶導体21〜23は、後に説明するように、様々な構成によって形成することができる。   Moreover, the 1st, 2nd soluble conductors 17 and 19 may contain a low melting metal and a high melting metal. As the low melting point metal, it is preferable to use solder such as Pb-free solder, and as the high melting point metal, it is preferable to use Ag, Cu or an alloy containing these as a main component. By including the high melting point metal and the low melting point metal, even when the reflow temperature exceeds the melting temperature of the low melting point metal and the low melting point metal melts when the blocking element 1 is reflow mounted, the low melting point of the inner layer The outflow of the metal to the outside can be suppressed, and the shapes of the first and second soluble conductors 17 and 19 can be maintained. In addition, even when fusing, the low melting point metal melts, and the high melting point metal is eroded (soldered), so that the fusing can be quickly performed at a temperature lower than the melting point of the high melting point metal. In addition, the 1st-3rd soluble conductors 21-23 can be formed by various structures so that it may demonstrate later.

第1、第2の可溶導体17,19は、低融点金属層を内層とし、高融点金属層を外層として構成することができる。このような第1、第2の可溶導体17,19は、低融点金属箔に、高融点金属層をメッキ技術を用いて成膜することによって形成することができ、あるいは、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いて形成することもできる。また、第1、第2の可溶導体17,19は、高融点金属層を内層とし、低融点金属層を外層として構成してもよく、また低融点金属層と高融点金属層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。   The first and second fusible conductors 17 and 19 can be configured with a low melting point metal layer as an inner layer and a high melting point metal layer as an outer layer. Such first and second fusible conductors 17 and 19 can be formed by forming a high melting point metal layer on a low melting point metal foil using a plating technique, or other well-known methods. It can also be formed using a lamination technique or a film formation technique. Further, the first and second soluble conductors 17 and 19 may be configured such that the high melting point metal layer is an inner layer and the low melting point metal layer is an outer layer, and the low melting point metal layer and the high melting point metal layer are alternately arranged. It is good also as a multilayered structure of four or more layers laminated | stacked on.

なお、第1、第2の可溶導体17,19は、第1及び第2の電極11,12上、第4及び第5の電極14,15上へ、ハンダ等を用いて接続されている。また、第1の回路2を、デジタル信号回路に適用する場合、第1の可溶導体17の外層として、高周波特性の良好な銀メッキ層を形成することが好ましい。これにより、第1の可溶導体17は、表皮効果による低抵抗化を図り高周波特性を向上させるとともに、瞬間的な大電流が流れた際にも外層の銀メッキ層を流れ、自己発熱による溶断を防止する耐パルス性を向上させることができる。   The first and second fusible conductors 17 and 19 are connected to the first and second electrodes 11 and 12 and the fourth and fifth electrodes 14 and 15 using solder or the like. . In addition, when the first circuit 2 is applied to a digital signal circuit, it is preferable to form a silver plating layer with good high frequency characteristics as the outer layer of the first soluble conductor 17. As a result, the first soluble conductor 17 reduces the resistance by the skin effect and improves the high frequency characteristics, and also flows through the outer silver-plated layer even when an instantaneous large current flows, so that fusing due to self-heating occurs. It is possible to improve the pulse resistance for preventing the above.

[第1の可溶導体の先溶融]
ここで、遮断素子1は、第1の回路2の第1の可溶導体17が、第2の回路3の第2の可溶導体19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17よりも先に第2の可溶導体19が溶断すると、発熱体18への給電が停止され、第1の可溶導体17を溶断することができなくなるからである。
[First melting of the first soluble conductor]
Here, the blocking element 1 is formed such that the first soluble conductor 17 of the first circuit 2 is blown before the second soluble conductor 19 of the second circuit 3. This is because if the second soluble conductor 19 is blown before the first soluble conductor 17, the power supply to the heating element 18 is stopped and the first soluble conductor 17 cannot be blown.

そこで、遮断素子1は、発熱体18が発熱すると、第1の可溶導体17が先に溶断するように形成されている。具体的に、遮断素子1の第1の可溶導体17は、第2の可溶導体19よりも、発熱体18の発熱中心に近い位置に搭載されている。   Therefore, the blocking element 1 is formed so that the first soluble conductor 17 is blown first when the heating element 18 generates heat. Specifically, the first soluble conductor 17 of the blocking element 1 is mounted at a position closer to the heat generation center of the heating element 18 than the second soluble conductor 19.

ここで、発熱体18の発熱中心とは、発熱体18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。発熱体18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、発熱体18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。   Here, the heat generation center of the heat generating element 18 refers to a region where the temperature becomes the highest in the initial stage of heat generation in the heat distribution generated by the heat generating element 18 generating heat. The heat generated from the heating element 18 has the largest amount of heat dissipated from the insulating substrate 10, and when the insulating substrate 10 is formed of a ceramic material having excellent thermal shock resistance but high thermal conductivity, the insulating substrate 10 The heat will diffuse. For this reason, in the initial stage of heat generation when energization is started, the heating element 18 is most heated at the center farthest from the outer edge in contact with the insulating substrate 10, and is radiated toward the outer edge in contact with the insulating substrate 10, so that the temperature hardly rises.

そこで、遮断素子1は、第1の可溶導体17を、第2の可溶導体19よりも、発熱体18の発熱初期において最も高温となる発熱中心に近い位置に搭載することにより、第2の可溶導体19よりも早く熱が伝わり、溶断するようにする。第2の可溶導体19は、第1の可溶導体17より遅れて加熱されるため、第1の可溶導体17が溶断した後に溶断される。   Therefore, the blocking element 1 has the second fusible conductor 17 mounted on a position closer to the heat generating center that is the highest temperature in the initial stage of heat generation of the heat generating element 18 than the second fusible conductor 19. Heat is transmitted earlier than the fusible conductor 19 so that it melts. Since the second soluble conductor 19 is heated later than the first soluble conductor 17, the second soluble conductor 19 is blown after the first soluble conductor 17 is blown.

また、遮断素子1は、第1、第2の可溶導体17,19の形状を変えることにより、第1の可溶導体17が先に溶断するようにしてもよい。例えば、第1、第2の可溶導体17,19は、断面積が小さいほど溶断が容易となることから、遮断素子1は、第1の可溶導体17の断面積を第2の可溶導体19の断面積よりも小さくすることにより、第2の可溶導体19よりも先に溶断させることができる。   Moreover, the interruption | blocking element 1 may make it the 1st soluble conductor 17 blow out previously by changing the shape of the 1st, 2nd soluble conductors 17 and 19. FIG. For example, since the first and second fusible conductors 17 and 19 become easier to cut as the cross-sectional area is smaller, the breaking element 1 has the second fusible conductor 17 having a cross-sectional area equal to the second fusible conductor 17. By making it smaller than the cross-sectional area of the conductor 19, it can be blown before the second soluble conductor 19.

また、遮断素子1は、第1の可溶導体17を第1、第2の電極11,12間の電流経路に沿って幅狭かつ長く形成し、第2の可溶導体19を第4,第5の電極14,15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17は、第2の可溶導体19よりも相対的に溶断しやすい形状となり、発熱体18の発熱により、第2の可溶導体19よりも先に溶断する。   Moreover, the interruption | blocking element 1 forms the 1st soluble conductor 17 narrowly and long along the electric current path between the 1st, 2nd electrodes 11 and 12, and makes the 2nd soluble conductor 19 4th. It may be formed wide and short along the current path between the fifth electrodes 14 and 15. As a result, the first soluble conductor 17 has a shape that is relatively easier to blow than the second soluble conductor 19, and is blown earlier than the second soluble conductor 19 due to the heat generated by the heating element 18. .

また、遮断素子1は、第1の可溶導体17の材料として、第2の可溶導体19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、発熱体18の発熱により第1の可溶導体17を第2の可溶導体19よりも溶断しやすくし、確実に第1の可溶導体17を第2の可溶導体19よりも先に溶断させることができる。   Moreover, you may form the interruption | blocking element 1 with a lower melting | fusing point than the material of the 2nd soluble conductor 19 as a material of the 1st soluble conductor 17. FIG. This also makes the first soluble conductor 17 easier to blow than the second soluble conductor 19 due to the heat generated by the heating element 18, and ensures that the first soluble conductor 17 is more reliable than the second soluble conductor 19. Can be blown first.

その他にも、遮断素子1は、第1の可溶導体17と第2の可溶導体19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17を第2の可溶導体19よりも溶断しやすくし、発熱体18の発熱により、第1の可溶導体17を第2の可溶導体19よりも先に溶断させるようにしてもよい。   In addition, the blocking element 1 provides a difference in melting point by changing the layer structure of the first soluble conductor 17 and the second soluble conductor 19, and relatively replaces the first soluble conductor 17 with the second soluble conductor 17. The first soluble conductor 17 may be blown earlier than the second soluble conductor 19 by the heat generation of the heating element 18.

[その他]
なお、第1、第2の可溶導体17,19の酸化防止、及び第1、第2の可溶導体17,19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17,19の上にはフラックス22が塗布されている。
[Others]
In order to prevent oxidation of the first and second soluble conductors 17 and 19 and to improve the wettability when the first and second soluble conductors 17 and 19 are melted, the first and second possible conductors are used. A flux 22 is applied on the molten conductors 17 and 19.

また、遮断素子1は、絶縁基板10がカバー部材23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23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。   Further, the inside of the blocking element 1 is protected by the insulating substrate 10 being covered with the cover member 23. The cover member 23 is formed by using an insulating member such as a thermoplastic plastic, a ceramic, a glass epoxy substrate, etc., like the insulating substrate 10.

[回路構成]
次いで、遮断素子1の回路構成について説明する。図2に遮断素子1の回路図を示す。図3に、遮断素子1が適用された遮断素子回路30の一例を示す。遮断素子1は、第1の電極11と第2の電極12とが第1の可溶導体17を介して連続することにより形成される第1の回路2を有する。第1の回路2は、遮断素子1が実装される回路基板の電流経路上に直列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31に組み込まれる。
[Circuit configuration]
Next, the circuit configuration of the blocking element 1 will be described. FIG. 2 shows a circuit diagram of the blocking element 1. FIG. 3 shows an example of a cutoff element circuit 30 to which the cutoff element 1 is applied. The blocking element 1 has a first circuit 2 formed by a first electrode 11 and a second electrode 12 being connected via a first soluble conductor 17. The first circuit 2 is incorporated in various external circuits 31 such as a power supply circuit and a digital signal circuit by being connected in series on the current path of the circuit board on which the blocking element 1 is mounted.

また、遮断素子1は、第4の電極14を介して発熱体18と第2の可溶導体19とが直列接続された第2の回路3を有する。第2の回路3は、第1の回路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18は、一端を第3の電極13と接続され、他端を第4の電極14と接続されている。また、第2の可溶導体19は、第4の電極14と第5の電極15との間にわたって搭載されている。第3の電極13は、外部接続端子を介して第2の回路3への給電を制御する電流制御素子25に接続され、第5の電極15は、外部接続端子を介して外部電源26と接続される。   Moreover, the interruption | blocking element 1 has the 2nd circuit 3 to which the heat generating body 18 and the 2nd soluble conductor 19 were connected in series via the 4th electrode 14. FIG. The second circuit 3 is electrically independent of the first circuit 2 and can be thermally connected. The heating element 18 has one end connected to the third electrode 13 and the other end connected to the fourth electrode 14. The second soluble conductor 19 is mounted between the fourth electrode 14 and the fifth electrode 15. The third electrode 13 is connected to a current control element 25 that controls power supply to the second circuit 3 via an external connection terminal, and the fifth electrode 15 is connected to an external power supply 26 via an external connection terminal. Is done.

電流制御素子25は、第2の回路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、第1の回路2の電気的に且つ物理的な遮断の要否を検出する検出回路27と接続されている。検出回路27は、遮断素子1の第1の回路2が組み込まれた各種回路を遮断す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、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、あるいはソフトウェアのライセンス期間の満了等、第1の回路2の遮断により物理的、不可逆的に電流経路を絶ち、外部と遮断する必要が生じた場合に電流制御素子25を動作させる。   The current control element 25 is a switch element that controls power feeding to the second circuit 3, and is configured by, for example, an FET, and a detection circuit that detects whether or not the first circuit 2 needs to be electrically and physically disconnected. 27. The detection circuit 27 is a circuit that detects a situation in which various circuits in which the first circuit 2 of the blocking element 1 is incorporated need to be cut off. For example, an abnormal voltage of a battery pack, hacking or cracking in a network communication device, or The current control element 25 is operated when it is necessary to cut off the current path physically and irreversibly due to the interruption of the first circuit 2 such as the expiration of the license period of the software, etc.

これにより、第2の回路3に外部電源26の電力が供給され、発熱体18が発熱することにより第1の可溶導体17が溶断される(図4(A)(B)(C))。第1の可溶導体17の溶融導体は、濡れ性の高い第1の電極11及び第2の電極12上に引き寄せられる。したがって、第1の可溶導体17は、確実に第1の回路2を遮断することができる。また、第1の可溶導体17が第2の可溶導体19よりも先に溶断されるため、第2の回路3は、第1の回路2が遮断するまで確実に発熱体18に給電し、発熱させることができる。   Thereby, the electric power of the external power supply 26 is supplied to the second circuit 3, and the first fusible conductor 17 is blown by the heat generating body 18 generating heat (FIGS. 4A, 4B, and 4C). . The molten conductor of the first soluble conductor 17 is attracted onto the first electrode 11 and the second electrode 12 having high wettability. Therefore, the 1st soluble conductor 17 can interrupt | block the 1st circuit 2 reliably. In addition, since the first fusible conductor 17 is blown before the second fusible conductor 19, the second circuit 3 reliably supplies power to the heating element 18 until the first circuit 2 is cut off. Can generate heat.

発熱体18は、第1の可溶導体17の溶断後も発熱を続けるが、第1の可溶導体17に続き第2の可溶導体19も溶断することにより、第2の回路3も遮断される(図5(A)(B)(C))。これにより、発熱体18への給電も停止される。   The heating element 18 continues to generate heat even after the first fusible conductor 17 is blown, but the second fusible conductor 19 is also blown after the first fusible conductor 17 to cut off the second circuit 3. (FIGS. 5A, 5B, and 5C). Thereby, the electric power feeding to the heat generating body 18 is also stopped.

このような遮断素子1及び遮断素子回路30によれば、外部回路31に組み込まれる第1の回路2と、第1の回路を遮断させる第2の回路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、発熱体18に対して第1の可溶導体17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、遮断素子1及び遮断素子回路30によれば、第1の回路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。   According to such a blocking element 1 and the blocking element circuit 30, the first circuit 2 incorporated in the external circuit 31 and the second circuit 3 that blocks the first circuit are electrically independent. Therefore, regardless of the type of the external circuit 31, it is possible to supply electric power that obtains a sufficient amount of heat generation for fusing the first soluble conductor 17 to the heating element 18. Therefore, according to the interruption | blocking element 1 and the interruption | blocking element circuit 30, it can also apply to the digital signal circuit which sends a weak electric current as the external circuit 31 in which the 1st circuit 2 is incorporated.

例えば、図6(A)に示すように、遮断素子1及び遮断素子回路30は、情報セキュリティを目的として、第1の回路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27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6(B)に示すように、第1の回路2を遮断することで物理的、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ことができる。   For example, as shown in FIG. 6A, the blocking element 1 and the blocking element circuit 30 include the first circuit 2 between the data server 33 and the Internet line 34 for the purpose of information security. When hacking or cracking is detected by, as shown in FIG. 6B, the signal line is physically and irreversibly disconnected from the Internet line 34 by blocking the first circuit 2 to prevent information leakage. be able to.

その他にも、遮断素子1及び遮断素子回路30は、デバイスの物理的なライセンス認証の取り消し、PL対策としてデバイスの改造行為に対する機能停止などに応用することもできる。   In addition, the blocking element 1 and the blocking element circuit 30 can also be applied to canceling the physical license authentication of the device and stopping the function for the device remodeling action as a PL countermeasure.

また、遮断素子1及び遮断素子回路30によれば、第1の回路2と電気的に独立して第2の回路3を形成しているため、発熱体18への給電を制御する電流制御素子25を、第1の回路2の定格に関わらず、発熱体18の定格に応じて選択することができ、より安価に製造することができる。   Moreover, according to the interruption | blocking element 1 and the interruption | blocking element circuit 30, since the 2nd circuit 3 is formed electrically independent of the 1st circuit 2, the electric current control element which controls the electric power feeding to the heat generating body 18 25 can be selected according to the rating of the heating element 18 regardless of the rating of the first circuit 2, and can be manufactured at a lower cost.

[第2の形態]
遮断素子は、図1に示すように、発熱体18を絶縁基板10の第1〜第5の電極11〜15が形成されている表面10a上に形成し、第1及び第2の電極11,12、並びに第4及び第5の電極14,15を重畳させる他にも、図7に示すように、絶縁基板10の第1〜第5の電極11〜15が形成されている表面10aと反対側の裏面10bに形成してもよい。図7(A)は、発熱体18が絶縁基板10の裏面に形成された遮断素子40の平面図であり、図7(B)は、A−A‘断面図である。なお、上述した遮断素子1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。
[Second form]
As shown in FIG. 1, the blocking element includes a heating element 18 formed on the surface 10 a of the insulating substrate 10 on which the first to fifth electrodes 11 to 15 are formed, and the first and second electrodes 11, 11, 12 and the fourth and fifth electrodes 14 and 15 are overlapped, as shown in FIG. 7, opposite to the surface 10a of the insulating substrate 10 on which the first to fifth electrodes 11 to 15 are formed. You may form in the back surface 10b of the side. FIG. 7A is a plan view of the blocking element 40 in which the heating element 18 is formed on the back surface of the insulating substrate 10, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA ′. In addition, about the same member as the interruption | blocking element 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the detail is abbreviate | omitted.

遮断素子40は、第3の電極13及び第4の電極14の一端も、絶縁基板10の裏面10b側に形成される。第4の電極14の他端は、絶縁基板10の表面10aに形成され、第5の電極15との間で第2の可溶導体19が搭載される。第4の電極14の一端と他端とは、スルーホール20を介して連続されている。   As for the interruption | blocking element 40, the end of the 3rd electrode 13 and the 4th electrode 14 is also formed in the back surface 10b side of the insulated substrate 10. FIG. The other end of the fourth electrode 14 is formed on the surface 10 a of the insulating substrate 10, and a second soluble conductor 19 is mounted between the fourth electrode 14 and the fifth electrode 15. One end and the other end of the fourth electrode 14 are continuous through the through hole 20.

遮断素子40は、発熱体18を絶縁基板10の裏面10bに形成することにより、絶縁基板10の表面10aが平坦となり、第1、第2の電極11,12や、第4の電極14の他端側、第5の電極15を簡易な工程で形成することができる。なお、この場合、発熱体18上には、絶縁部材21が形成され、発熱体18の保護を図るとともに、遮断素子1の実装時の絶縁性を確保することができる。   In the blocking element 40, the heating element 18 is formed on the back surface 10b of the insulating substrate 10 so that the surface 10a of the insulating substrate 10 becomes flat, and other than the first and second electrodes 11 and 12 and the fourth electrode 14. The end side and the fifth electrode 15 can be formed by a simple process. In this case, the insulating member 21 is formed on the heating element 18 to protect the heating element 18 and to ensure insulation when the blocking element 1 is mounted.

また、このとき、発熱体18と第1及び第2の電極11,12とを重畳させ、第1の可溶導体17を第2の可溶導体19よりも発熱体18の発熱中心に近い位置に配置することが好ましい。また、発熱体18と第4及び第5の電極14,15とを重畳させ、第2の可溶導体19にも発熱体18の熱を効率よく伝達するようにしてもよい。   At this time, the heating element 18 and the first and second electrodes 11 and 12 are overlapped so that the first soluble conductor 17 is closer to the heating center of the heating element 18 than the second soluble conductor 19. It is preferable to arrange in. Further, the heating element 18 and the fourth and fifth electrodes 14 and 15 may be overlapped so that the heat of the heating element 18 can be efficiently transmitted to the second soluble conductor 19.

[第3の形態]
また、遮断素子は、図8に示すように、発熱体18を、絶縁基板10の内部に形成してもよい。図8(A)は、発熱体18が絶縁基板10の内部に形成された遮断素子50の平面図であり、図8(B)は、A−A‘断面図である。なお、上述した遮断素子1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。
[Third embodiment]
Moreover, the interruption | blocking element may form the heat generating body 18 in the inside of the insulated substrate 10, as shown in FIG. 8A is a plan view of the blocking element 50 in which the heating element 18 is formed inside the insulating substrate 10, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA ′. In addition, about the same member as the interruption | blocking element 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the detail is abbreviate | omitted.

遮断素子50は、例えば、絶縁基板10をセラミックス材料で形成する場合、表面に発熱体18、第3の電極13、第4の電極14の一端を形成した後、さらにセラミックス材を積層することにより、発熱体18が内部に形成された絶縁基板10を得ることができる。第3の電極13及び第4の電極14の各一端は、それぞれスルーホール20を介して絶縁基板10の表面10a又は裏面10bに形成された他端と接続されている。   For example, when the insulating substrate 10 is formed of a ceramic material, the blocking element 50 is formed by forming one end of the heating element 18, the third electrode 13, and the fourth electrode 14 on the surface and then laminating a ceramic material. The insulating substrate 10 having the heating element 18 formed therein can be obtained. One end of each of the third electrode 13 and the fourth electrode 14 is connected to the other end formed on the front surface 10a or the back surface 10b of the insulating substrate 10 through the through hole 20, respectively.

遮断素子50は、発熱体18を絶縁基板10の内部に形成することによっても、絶縁基板10の表面10aが平坦となり、第1及び第2の電極11,12や、第4の電極14の他端側、第5の電極15を簡易な工程で形成することができる。なお、遮断素子50は、発熱体18が絶縁基板10の内部に形成されているため、絶縁部材21を設ける必要はない。   In the blocking element 50, the surface 10 a of the insulating substrate 10 is flattened by forming the heating element 18 inside the insulating substrate 10, and the first and second electrodes 11, 12, and the fourth electrode 14 are provided. The end side and the fifth electrode 15 can be formed by a simple process. In addition, since the heat generating body 18 is formed inside the insulating substrate 10 in the blocking element 50, it is not necessary to provide the insulating member 21.

また、このとき、発熱体18と第1及び第2の電極11,12とを重畳させ、第1の可溶導体17を第2の可溶導体19よりも発熱体18の発熱中心に近い位置に配置することが好ましい。また、発熱体18と第4及び第5の電極14,15とを重畳させ、第2の可溶導体19にも発熱体18の熱を効率よく伝達するようにしてもよい。   At this time, the heating element 18 and the first and second electrodes 11 and 12 are overlapped so that the first soluble conductor 17 is closer to the heating center of the heating element 18 than the second soluble conductor 19. It is preferable to arrange in. Further, the heating element 18 and the fourth and fifth electrodes 14 and 15 may be overlapped so that the heat of the heating element 18 can be efficiently transmitted to the second soluble conductor 19.

[第4の形態]
また、遮断素子1は、図9に示すように、発熱体18を、絶縁基板10の表面10a上において、第1及び第2の電極11,12、並びに第4及び第5の電極14,15と並んで形成してもよい。図9(A)は、発熱体18が絶縁基板10の表面上において第1及び第2の電極11,12、並びに第4及び第5の電極14,15と並んで形成された遮断素子60の平面図であり、図9(B)は、A−A‘断面図である。なお、上述した遮断素子1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。
[Fourth form]
Further, as shown in FIG. 9, the interrupting element 1 includes the heating element 18 on the surface 10 a of the insulating substrate 10, the first and second electrodes 11 and 12, and the fourth and fifth electrodes 14 and 15. May be formed side by side. FIG. 9A shows a blocking element 60 in which the heating element 18 is formed side by side with the first and second electrodes 11 and 12 and the fourth and fifth electrodes 14 and 15 on the surface of the insulating substrate 10. FIG. 9B is a plan view, and FIG. 9B is a cross-sectional view along AA ′. In addition, about the same member as the interruption | blocking element 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the detail is abbreviate | omitted.

遮断素子60は、第1の可溶導体17を第2の可溶導体19よりも発熱体18の発熱中心の近くに配置することが好ましい。また、図10(A)(B)に示すように、第1及び第2の電極11,12のみを絶縁部材21を介して発熱体18上と重畳させ、第1の可溶導体17のみを発熱体18の上に重畳配置してもよい。これにより、第1の可溶導体17は、第2の可溶導体19よりも発熱体18に近い位置に配置され、第2の可溶導体19よりも先に溶断されることができる。   It is preferable that the interruption | blocking element 60 arrange | positions the 1st soluble conductor 17 near the heat generating center of the heat generating body 18 rather than the 2nd soluble conductor 19. FIG. Further, as shown in FIGS. 10A and 10B, only the first and second electrodes 11 and 12 are superimposed on the heating element 18 via the insulating member 21, and only the first soluble conductor 17 is provided. You may superimpose on the heat generating body 18. Thereby, the 1st soluble conductor 17 is arrange | positioned in the position close | similar to the heat generating body 18 rather than the 2nd soluble conductor 19, and can be blown out ahead of the 2nd soluble conductor 19. FIG.

[第1、第2の可溶導体]
上述したように、第1、第2の可溶導体17,19のいずれか又は全部は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。このとき、第1、第2の可溶導体17,19は、図11(A)に示すように、内層としてAg、Cu又はこれらを主成分とする合金等からなる高融点金属層40が設けられ、外層としてSnを主成分とするPbフリーハンダ等からなる低融点金属層41が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合、第1、第2の可溶導体17,19は、高融点金属層40の全面が低融点金属層41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40や低融点金属層41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。
[First and second soluble conductors]
As described above, any or all of the first and second soluble conductors 17 and 19 may contain a low melting point metal and a high melting point metal. At this time, as shown in FIG. 11 (A), the first and second soluble conductors 17 and 19 are provided with a refractory metal layer 40 made of Ag, Cu or an alloy containing these as a main component as an inner layer. Alternatively, a soluble conductor provided with a low melting point metal layer 41 made of Pb-free solder containing Sn as a main component as an outer layer may be used. In this case, the first and second fusible conductors 17 and 19 may have a structure in which the entire surface of the high melting point metal layer 40 is covered with the low melting point metal layer 41, and is covered except for a pair of opposing side surfaces. It may be a structure. The covering structure with the high melting point metal layer 40 and the low melting point metal layer 41 can be formed using a known film forming technique such as plating.

また、図11(B)に示すように、第1、第2の可溶導体17,19は、内層として低融点金属層41が設けられ、外層として高融点金属層40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2の可溶導体17,19は、低融点金属層41の全面が高融点金属層40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。   Further, as shown in FIG. 11B, the first and second soluble conductors 17 and 19 are soluble in which a low melting point metal layer 41 is provided as an inner layer and a high melting point metal layer 40 is provided as an outer layer. A conductor may be used. Also in this case, the first and second fusible conductors 17 and 19 may have a structure in which the entire surface of the low melting point metal layer 41 is covered with the high melting point metal layer 40 and is covered except for a pair of opposing side surfaces. The structure may be different.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、図12に示すように、高融点金属層40と低融点金属層41とが積層された積層構造としてもよい。   Moreover, the 1st, 2nd soluble conductors 17 and 19 are good also as a laminated structure by which the high melting metal layer 40 and the low melting metal layer 41 were laminated | stacked, as shown in FIG.

この場合、第1、第2の可溶導体17,19は、図12(A)に示すように、第1、第2の電極11,12や第4、第5の電極14,15に搭載される下層と、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40の上面に上層となる低融点金属層41を積層してもよく、反対に下層となる低融点金属層41の上面に上層となる高融点金属層40を積層してもよい。あるいは、第1、第2の可溶導体17,19は、図12(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40の上下面に外層となる低融点金属層41を積層してもよく、反対に内層となる低融点金属層41の上下面に外層となる高融点金属層40を積層してもよい。   In this case, the first and second soluble conductors 17 and 19 are mounted on the first and second electrodes 11 and 12 and the fourth and fifth electrodes 14 and 15 as shown in FIG. The lower melting point metal layer 41 may be stacked on the upper surface of the lower refractory metal layer 40, and the lower layer may be stacked on the upper surface of the lower melting point metal layer 40. The upper refractory metal layer 40 may be laminated on the upper surface of the lower melting point metal layer 41. Alternatively, the first and second soluble conductors 17 and 19 may be formed as a three-layer structure including an inner layer and an outer layer laminated on the upper and lower surfaces of the inner layer, as shown in FIG. The low melting point metal layer 41 serving as the outer layer may be laminated on the upper and lower surfaces of the refractory metal layer 40 serving as the inner layer, and the refractory metal layer 40 serving as the outer layer may be disposed on the upper and lower surfaces of the low melting point metal layer 41 serving as the inner layer. You may laminate.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、図13に示すように、高融点金属層40と低融点金属層41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2の可溶導体17,19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。   Moreover, the 1st, 2nd soluble conductors 17 and 19 are good also as a multilayered structure of 4 or more layers by which the high melting metal layer 40 and the low melting metal layer 41 were laminated | stacked alternately, as shown in FIG. . In this case, the 1st, 2nd soluble conductors 17 and 19 are good also as a structure coat | covered by the metal layer which comprises outermost layer except for the whole surface or a pair of opposing side surface.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、内層を構成する低融点金属層41の表面に高融点金属層40をストライプ状に部分的に積層させてもよい。図14は、第1、第2の可溶導体17,19の平面図である。   In the first and second soluble conductors 17 and 19, the high melting point metal layer 40 may be partially laminated in a stripe shape on the surface of the low melting point metal layer 41 constituting the inner layer. FIG. 14 is a plan view of the first and second fusible conductors 17 and 19.

図14(A)に示す第1、第2の可溶導体17,19は、低融点金属層41の表面に、幅方向に所定間隔で、線状の高融点金属層40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42が形成され、この開口部42から低融点金属層41が露出されている。第1、第2の可溶導体17,19は、低融点金属層41が開口部42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40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42は、例えば、低融点金属層41に高融点金属層40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。   The first and second fusible conductors 17 and 19 shown in FIG. 14A have a plurality of linear refractory metal layers 40 in the longitudinal direction on the surface of the low melting point metal layer 41 at predetermined intervals in the width direction. By being formed, a linear opening 42 is formed along the longitudinal direction, and the low melting point metal layer 41 is exposed from the opening 42. In the first and second soluble conductors 17 and 19, the low melting point metal layer 41 is exposed from the opening 42, thereby increasing the contact area between the molten low melting point metal and the high melting point metal, and the high melting point metal layer 40. It is possible to improve the fusing property by further promoting the erosion action. The opening 42 can be formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 41 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 40.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、図14(B)に示すように、低融点金属層41の表面に、長手方向に所定間隔で、線状の高融点金属層40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42を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 14B, the first and second soluble conductors 17 and 19 are formed on the surface of the low melting point metal layer 41 at a predetermined interval in the longitudinal direction at the linear refractory metal layer 40. By forming a plurality of holes in the width direction, the linear openings 42 may be formed along the width direction.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、図15に示すように、低融点金属層41の表面に高融点金属層40を形成するとともに、高融点金属層40の全面に亘って円形の開口部43が形成され、この開口部43から低融点金属層41を露出させてもよい。開口部43は、例えば、低融点金属層41に高融点金属層40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。   Further, as shown in FIG. 15, the first and second fusible conductors 17 and 19 form the refractory metal layer 40 on the surface of the low melting point metal layer 41 and extend over the entire surface of the refractory metal layer 40. A circular opening 43 may be formed, and the low melting point metal layer 41 may be exposed from the opening 43. The opening 43 can be formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 41 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 40.

第1、第2の可溶導体17,19は、低融点金属層41が開口部43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。   In the first and second fusible conductors 17 and 19, the low melting point metal layer 41 is exposed from the opening 43, thereby increasing the contact area between the molten low melting point metal and the high melting point metal, and erosion of the high melting point metal. The action can be further promoted to improve the fusing property.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、図16に示すように、内層となる高融点金属層40に多数の開口部44を形成し、この高融点金属層40に、メッキ技術等を用いて低融点金属層41を成膜し、開口部44内に充填してもよい。これにより、第1、第2の可溶導体17,19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。   Further, as shown in FIG. 16, the first and second fusible conductors 17 and 19 are formed with a large number of openings 44 in the refractory metal layer 40 as an inner layer, and the refractory metal layer 40 is plated. The low melting point metal layer 41 may be formed using a technique or the like and filled in the opening 44. As a result, the first and second fusible conductors 17 and 19 have an increased area where the molten low melting point metal contacts the high melting point metal, so that the low melting point metal erodes the high melting point metal in a shorter time. Will be able to.

また、第1、第2の可溶導体17,19は、低融点金属層41の体積を、高融点金属層40の体積よりも多く形成することが好ましい。第1、第2の可溶導体17,19は、発熱体18によって加熱されることにより、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2の可溶導体17,19は、低融点金属層41の体積を、高融点金属層40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間の遮断、及び第4、第5の電極14,15間の遮断を行うことができる。   Further, the first and second soluble conductors 17 and 19 are preferably formed so that the volume of the low melting point metal layer 41 is larger than the volume of the high melting point metal layer 40. When the first and second soluble conductors 17 and 19 are heated by the heating element 18, the low melting point metal melts to cause the high melting point metal to be eroded, thereby quickly melting and fusing. . Therefore, the first and second soluble conductors 17 and 19 promote the erosion action by forming the volume of the low melting point metal layer 41 larger than the volume of the high melting point metal layer 40, and promptly. Blocking between the first and second electrodes 11 and 12 and blocking between the fourth and fifth electrodes 14 and 15 can be performed.

1,40,50,60 遮断素子、2 第1の回路、3 第2の回路、10 絶縁基板、10a 表面、10b 裏面、11 第1の電極、12 第2の電極、13 第3の電極、14 第4の電極、15 第5の電極、17 第1の可溶導体、18 発熱体、19 第2の可溶導体、20 スルーホール、21 絶縁部材、22 フラックス、23 カバー部材、25 電流制御素子、26 外部電源、27 検出回路、30 遮断素子回路、31 外部回路、33 データサーバ、34 インターネット回線、40 高融点金属層、41 低融点金属層、42〜44 開口部 1, 40, 50, 60 blocking element, 2 first circuit, 3 second circuit, 10 insulating substrate, 10a surface, 10b back surface, 11 first electrode, 12 second electrode, 13 third electrode, 14 4th electrode, 15 5th electrode, 17 1st soluble conductor, 18 Heating element, 19 2nd soluble conductor, 20 Through hole, 21 Insulating member, 22 Flux, 23 Cover member, 25 Current control Element, 26 External power source, 27 Detection circuit, 30 Shut-off element circuit, 31 External circuit, 33 Data server, 34 Internet line, 40 High melting point metal layer, 41 Low melting point metal layer, 42 to 44 Opening

Claims (25)

絶縁基板と、
上記絶縁基板に形成され、第1の回路を構成する第1及び第2の電極と、
上記絶縁基板に形成され、上記第1の回路と電気的に独立して形成された第2の回路を構成する第3〜第5の電極と、
上記第1及び第2の電極間にわたって搭載された第1の可溶導体と、
上記第3及び第4の電極間に接続された発熱体と、
上記第4及び第5の電極間にわたって搭載された第2の可溶導体とを備えた遮断素子。
An insulating substrate;
First and second electrodes formed on the insulating substrate and constituting a first circuit;
Third to fifth electrodes forming a second circuit formed on the insulating substrate and formed electrically independent of the first circuit ;
A first fusible conductor mounted across the first and second electrodes;
A heating element connected between the third and fourth electrodes;
The interruption | blocking element provided with the 2nd soluble conductor mounted ranging between the said 4th and 5th electrodes.
上記第3〜第5の電極間に電流を流し上記発熱体が発熱した熱により、上記第1の可溶導体を溶断させた後に、上記第2の可溶導体を溶断させる請求項1記載の遮断素子。    The current according to claim 1, wherein the second soluble conductor is blown after the first soluble conductor is blown by the heat generated by the heating element by passing an electric current between the third to fifth electrodes. Interrupting element. 上記第1の可溶導体は、上記第2の可溶導体よりも、上記発熱体の発熱中心に近い位置に搭載されている請求項1又は2に記載の遮断素子。   The interruption | blocking element of Claim 1 or 2 with which the said 1st soluble conductor is mounted in the position near the heat_generation | fever center of the said heat generating body rather than the said 2nd soluble conductor. 上記第1の可溶導体の断面積は、上記第2の可溶導体の断面積よりも小さい請求項1〜3のいずれか1項に記載の遮断素子。   The breaking element according to any one of claims 1 to 3, wherein a cross-sectional area of the first soluble conductor is smaller than a cross-sectional area of the second soluble conductor. 上記第1の可溶導体の長さは、上記第2の可溶導体の長さよりも長い請求項1〜4のいずれか1項に記載の遮断素子。   The breaker element according to any one of claims 1 to 4, wherein a length of the first soluble conductor is longer than a length of the second soluble conductor. 上記第1の可溶導体の融点が、上記第2の可溶導体の融点よりも低い請求項1〜5のいずれか1項に記載の遮断素子。   The interruption | blocking element of any one of Claims 1-5 whose melting | fusing point of a said 1st soluble conductor is lower than melting | fusing point of a said 2nd soluble conductor. 上記絶縁基板の上記第1〜第5の電極が形成されている面の表面に絶縁層を備え、
上記発熱体は、上記絶縁基板と上記絶縁層の間、又は上記絶縁層の内部に形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の遮断素子。
An insulating layer is provided on the surface of the surface on which the first to fifth electrodes of the insulating substrate are formed,
The interruption element according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating element is formed between the insulating substrate and the insulating layer or inside the insulating layer.
上記発熱体は、上記絶縁基板の上記表面と反対側の面に形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の遮断素子。   The interruption element according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating element is formed on a surface opposite to the surface of the insulating substrate. 上記発熱体は、上記絶縁基板の内部に形成されている請求項請求項1〜6のいずれか1項に記載の遮断素子。   The interrupting element according to claim 1, wherein the heating element is formed inside the insulating substrate. 上記発熱体は、上記第1及び第2の電極が重畳する請求項6〜9のいずれか1項に記載の遮断素子。   The interruption element according to any one of claims 6 to 9, wherein the heating element has the first and second electrodes overlapped with each other. 上記発熱体は、上記第4及び第5の電極が重畳する請求項10記載の遮断素子。   The interrupting element according to claim 10, wherein the heating element overlaps the fourth and fifth electrodes. 上記絶縁基板の上記第1〜第5の電極が形成されている面の表面に絶縁層を備え、
上記発熱体は、上記絶縁基板と上記絶縁層の間に形成されるとともに、上記第1及び第2の電極、並びに上記第4及び第5の電極と並んで形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の遮断素子。
An insulating layer is provided on the surface of the surface on which the first to fifth electrodes of the insulating substrate are formed,
The heating element is formed between the insulating substrate and the insulating layer, and is formed side by side with the first and second electrodes and the fourth and fifth electrodes. The interruption | blocking element of any one of these.
上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、Snを主成分とするPbフリーハンダである請求項1〜12のいずれか1項に記載の遮断素子。   The breaking element according to any one of claims 1 to 12, wherein the first soluble conductor and / or the second soluble conductor is a Pb-free solder containing Sn as a main component. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、低融点金属と高融点金属とを含有し、
上記低融点金属が上記発熱体からの加熱により溶融し、上記高融点金属を溶食する請求項1〜12のいずれか1項に記載の遮断素子。
The first soluble conductor and / or the second soluble conductor contains a low melting point metal and a high melting point metal,
The interruption | blocking element of any one of Claims 1-12 by which the said low melting metal melt | dissolves by the heating from the said heat generating body, and corrodes the said high melting metal.
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14記載の遮断素子。
The low melting point metal is solder,
The breaker element according to claim 14, wherein the refractory metal is Ag, Cu, or an alloy containing Ag or Cu as a main component.
上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、内層が高融点金属であり、外層が低融点金属の被覆構造である請求項1〜12、14又は15のいずれか1項に記載の遮断素子。   The first soluble conductor and / or the second soluble conductor has an inner layer made of a high melting point metal and an outer layer made of a low melting point metal covering structure. The interruption | blocking element of description. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、内層が低融点金属であり、外層が高融点金属の被覆構造である請求項1〜12、14又は15のいずれか1項に記載の遮断素子。   The first soluble conductor and / or the second soluble conductor has an inner layer of a low melting point metal and an outer layer of a high melting point metal covering structure. The interruption | blocking element of description. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、低融点金属と、高融点金属とが積層された積層構造である請求項1〜12、14又は15のいずれか1項に記載の遮断素子。   The first soluble conductor and / or the second soluble conductor has a laminated structure in which a low melting point metal and a high melting point metal are laminated, 16. The interruption | blocking element of description. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、低融点金属と、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1〜12、14又は15のいずれか1項に記載の遮断素子。   The first soluble conductor and / or the second soluble conductor has a multilayer structure of four or more layers in which a low melting point metal and a high melting point metal are alternately laminated. The interrupting element according to any one of 15. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、内層を構成する低融点金属の表面に形成された高融点金属に、開口部が設けられている請求項1〜12、14又は15のいずれか1項に記載の遮断素子。   The first soluble conductor and / or the second soluble conductor is provided with an opening in the high melting point metal formed on the surface of the low melting point metal constituting the inner layer. The interruption | blocking element of any one of 14 or 15. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、多数の開口部を有する高融点金属層と、上記高融点金属層上に形成された低融点金属層とを有し、上記開口部に低融点金属が充填されている請求項1〜12、14又は15のいずれか1項に記載の遮断素子。   The first soluble conductor and / or the second soluble conductor has a refractory metal layer having a large number of openings, and a low melting metal layer formed on the refractory metal layer, The interruption | blocking element of any one of Claims 1-12, 14, or 15 with which the said opening part is filled with the low melting metal. 上記第1の可溶導体及び/又は上記第2の可溶導体は、低融点金属の体積が、高融点金属の体積よりも多い請求項1〜12、14〜21のいずれか1項に記載の遮断素子。   The said 1st soluble conductor and / or the said 2nd soluble conductor have the volume of a low melting metal higher than the volume of a high melting metal, The any one of Claims 1-12 and 14-21. Breaking element. 第1の可溶導体を有する第1の回路と、
上記第1の回路と電気的に独立して形成され、発熱体と、上記発熱体の一端と接続された第2の可溶導体とを有する第2の回路とを備えた遮断素子回路。
A first circuit having a first fusible conductor;
A breaker element circuit comprising: a second circuit formed electrically independent of the first circuit and having a heating element and a second fusible conductor connected to one end of the heating element.
上記第2の回路に電流を流し上記発熱体が発熱した熱により、上記第1の可溶導体を溶断させて上記第1の回路を遮断した後に、上記第2の可溶導体を溶断させる請求項23記載の遮断素子回路。   Claims in which the second soluble conductor is blown after the first soluble conductor is blown by the heat generated by the heating element by passing an electric current through the second circuit to cut the first soluble conductor. Item 24. The breaking element circuit according to Item 23. 上記第2の回路は、上記発熱体及び上記第2の可溶導体が電源及びスイッチ素子に接続され、上記スイッチ素子を駆動させることにより電流が流れる請求項23又は24に記載の遮断素子回路。   25. The interruption element circuit according to claim 23, wherein the second circuit is configured such that the heating element and the second soluble conductor are connected to a power source and a switching element, and a current flows by driving the switching element.
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