JP6266355B2 - Switch element, switch circuit, and alarm circuit - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ素子及びスイッチ回路に関し、特に小型化を図り、かつ表面実装により動作させる回路に容易に組み込むことができるスイッチ素子及びスイッチ回路に関する。   The present invention relates to a switch element and a switch circuit, and more particularly to a switch element and a switch circuit that can be reduced in size and can be easily incorporated into a circuit that is operated by surface mounting.

警報器を作動させるスイッチ素子としては、一般に警報用ヒューズが用いられている。警報用ヒューズの一例を示すと、図15に示すように、ヒューズホルダ100内に、それぞれ警報器を作動させる警報回路105と接続されるとともに平常時は離間して配置されている一対の警報接点101,102と、警報接点101,102を接触させるスプリング103と、スプリング103を警報接点102と離間した位置に付勢した位置に保持するヒューズ線104が設けられている。   An alarm fuse is generally used as a switch element for operating an alarm device. An example of the alarm fuse is shown in FIG. 15. As shown in FIG. 15, a pair of alarm contacts that are connected to alarm circuits 105 for operating the alarm devices and are spaced apart from each other in the fuse holder 100. 101, 102, a spring 103 for contacting the alarm contacts 101, 102, and a fuse wire 104 for holding the spring 103 in a position biased to a position separated from the alarm contact 102.

警報接点101,102は、接触することにより警報回路105を作動させるものであり、板バネ等の弾性を有する導通材料によって形成され、近接配置されている。警報回路105は、例えばブザーやランプの作動、サイリスタやリレー回路の駆動等による警報システムの作動等を行う。   The alarm contacts 101 and 102 actuate the alarm circuit 105 by being in contact with each other, and are formed of a conductive material having elasticity such as a leaf spring and are arranged close to each other. The alarm circuit 105 operates, for example, an alarm system by operating a buzzer or a lamp, driving a thyristor or a relay circuit, or the like.

スプリング103は、ヒューズ線104によって警報接点102と離間した位置に付勢された状態で保持される。そして、スプリング103は、ヒューズ線104が溶断することにより弾性復帰し、警報接点102を押圧して警報接点101に接触させる。   The spring 103 is held in a state of being biased to a position separated from the alarm contact 102 by the fuse wire 104. Then, the spring 103 is elastically restored when the fuse wire 104 is melted, and presses the alarm contact 102 to contact the alarm contact 101.

ヒューズ線104は、スプリング103を弾性変位させた状態で保持するとともに、ヒューズ線104に流れる定格電流以上の過電流に応じて自己発熱により溶断し、スプリング103を開放する。   The fuse wire 104 is held in a state in which the spring 103 is elastically displaced, and is fused by self-heating in response to an overcurrent exceeding the rated current flowing through the fuse wire 104, thereby opening the spring 103.

特開2001−76610号公報JP 2001-76610 A

従来の警報用ヒューズでは、ヒューズ線104によってスプリング103を弾性変位させた状態で保持するとともに、ヒューズ線104を溶断させて当該スプリング103の応力を開放することによって警報接点102を物理的に押圧し、これにより警報接点101,102間を短絡させる構成を用いている。このような警報用ヒューズでは、機械要素の物理的な連動により警報回路を作動させる構成を用いているため、警報接点101,102やスプリング103の可動範囲を確保するなど警報用ヒューズの構成が大きくなり、狭小化した回路に使用することは困難となり、また製造コストも高い。   In the conventional alarm fuse, the spring 103 is held in an elastically displaced state by the fuse wire 104, and the alarm contact 102 is physically pressed by fusing the fuse wire 104 to release the stress of the spring 103. Thus, a configuration in which the alarm contacts 101 and 102 are short-circuited is used. Such an alarm fuse uses a configuration in which an alarm circuit is activated by physical interlocking of mechanical elements. Therefore, the alarm fuse has a large configuration such as securing the movable range of the alarm contacts 101 and 102 and the spring 103. Therefore, it is difficult to use for a narrowed circuit, and the manufacturing cost is high.

また、警報接点101,102の短絡にはヒューズ線104の溶断を必須とすることから、定格を超える電流を通電させ続け、ヒューズ線104を溶断させない限り警報回路を作動させることができない。   In addition, since the fuse wire 104 is indispensable for short-circuiting the alarm contacts 101 and 102, the alarm circuit cannot be operated unless the current exceeding the rating is continuously supplied and the fuse wire 104 is blown.

さらに、従来の警報ヒューズは、正常時は開放状態である警報接点101,102を短絡させることにより警報回路を作動させるものであるため、例えば正常時に点灯しているパイロットランプを異常時に消灯させる等の警報動作には使用できない。   Further, since the conventional alarm fuse operates the alarm circuit by short-circuiting the alarm contacts 101 and 102 that are normally open, for example, the pilot lamp that is lit in the normal state is turned off in the abnormal state. It cannot be used for alarm operation.

そこで、本発明は、異常時は警報回路等の外部回路を遮断するスイッチ素子及びスイッチ回路であって、物理的な機械要素の連動によらず、小型化を図るとともに、速やかに回路への給電を停止させるスイッチ素子及びスイッチ回路、これを用いた警報回路を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a switch element and a switch circuit that shuts off an external circuit such as an alarm circuit in the event of an abnormality. The switch element and the switch circuit can be miniaturized and can quickly supply power to the circuit regardless of the interlocking of physical mechanical elements. An object of the present invention is to provide a switch element and a switch circuit for stopping the alarm, and an alarm circuit using the same.

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、絶縁基板と、上記絶縁基板上に形成された第1、第2の電極と、上記第1、第2の電極間に跨って接続された可溶導体と、上記絶縁基板に形成され、上記可溶導体よりも融点の高い高融点金属体とを有し、上記高融点金属体に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により、上記可溶導体を溶融させて上記第1、第2の電極間を遮断させた後、上記高融点金属体が溶断するものである。   In order to solve the above-described problem, a switch element according to the present invention includes an insulating substrate, first and second electrodes formed on the insulating substrate, and straddling between the first and second electrodes. Due to the heat generated due to overcurrent exceeding the rated current flowing in the high melting point metal body, the fusible conductor having a melting point higher than the soluble conductor formed on the insulating substrate and having a higher melting point than the soluble conductor. The refractory metal body is melted after the fusible conductor is melted and the first and second electrodes are cut off.

また、本発明に係るスイッチ回路は、第1のヒューズが搭載されることにより接続されるとともに外部回路と接続された第1及び第2の電極を有し、上記第1及び第2の電極が開放することにより上記外部回路への給電を停止させるスイッチ部と、上記第1のヒューズの融点よりも高い融点を有し、上記スイッチ部と電気的に独立して形成された機能回路に接続される第2のヒューズとを備え、上記第2のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により、上記第1のヒューズを溶融させて上記第1、第2の電極間を遮断させ上記外部回路への給電を停止させるものである。   The switch circuit according to the present invention includes first and second electrodes that are connected by mounting the first fuse and connected to an external circuit, and the first and second electrodes are connected to each other. A switch part that stops power supply to the external circuit by opening and a functional circuit that has a melting point higher than the melting point of the first fuse and is electrically independent of the switch part. A second fuse that melts the first fuse and interrupts the first and second electrodes by heat generated by an overcurrent that exceeds the rated current flowing through the second fuse. The power supply to the circuit is stopped.

また、本発明に係る警報回路は、互いに開放されるとともに、第1のヒューズが搭載されることにより接続された第1、第2の電極を有し、上記第1、第2の電極が開放することにより警報器への給電を停止する作動回路と、上記作動回路と電気的に独立して形成され、上記第1のヒューズの融点よりも高い融点を有する第2のヒューズと、上記第2のヒューズが電源に直列に繋がる機能回路を有する制御回路とを備え、上記機能回路の異常時に上記第2のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により、上記第1のヒューズを溶融させて上記第1、第2の電極間を遮断させ上記警報器への給電を停止させるものである。   In addition, the alarm circuit according to the present invention has first and second electrodes that are connected to each other by being mounted with a first fuse, and the first and second electrodes are opened. An operation circuit for stopping power supply to the alarm device, a second fuse formed electrically independent of the operation circuit and having a melting point higher than that of the first fuse, and the second And a control circuit having a functional circuit connected in series with a power source, and the first fuse is melted by heat generated by overcurrent exceeding the rated current flowing in the second fuse when the functional circuit is abnormal. In this way, the first and second electrodes are disconnected from each other and the power supply to the alarm device is stopped.

本発明によれば、スプリングや警報接点等の機械要素を用いず、また機械要素の物理的な連動によらず構成することができるため、絶縁基板の面内において、コンパクトに設計することができ、狭小化された実装領域にも実装可能となる。   According to the present invention, since it can be configured without using mechanical elements such as springs and alarm contacts and without being physically linked with the mechanical elements, it can be designed compactly in the plane of the insulating substrate. It is possible to mount even in a narrowed mounting area.

また、本発明によれば、高融点金属体を発熱させる回路と可溶導体が搭載されている回路とが電気的に独立し、高融点金属体の発熱により可溶導体を溶断するものであるため、高融点金属体の遮断を要せずに異常な過電流を検知し回路を作動させることができるとともに、高融点金属体の遮断時のノイズによる影響もない。   Further, according to the present invention, the circuit that generates heat from the refractory metal body and the circuit on which the soluble conductor is mounted are electrically independent, and the soluble conductor is blown by heat generation from the refractory metal body. Therefore, it is possible to detect an abnormal overcurrent without operating the refractory metal body and to operate the circuit, and there is no influence of noise when the refractory metal body is interrupted.

さらに、本発明によれば、絶縁基板をリフロー実装等により表面実装することができ、狭小化された実装領域においても、簡易に実装することができる。   Furthermore, according to the present invention, the insulating substrate can be surface-mounted by reflow mounting or the like, and can be easily mounted even in a narrowed mounting area.

図1は、本発明が適用されたスイッチ素子の作動前の状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA−A‘断面図、(C)は回路図である。1A and 1B are diagrams showing a state before operation of a switch 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、スイッチ素子の高融点金属体が発熱し、可溶導体の溶融導体が溶断し第1、第2の電極が遮断した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA−A‘断面図、(C)は回路図である。FIG. 2 is a view showing a state in which the refractory metal body of the switch element generates heat, the melted conductor of the fusible conductor is melted, and the first and second electrodes are cut off, and (A) is a plan view. ) Is a cross-sectional view along the line AA ′, and (C) is a circuit diagram. 図3は、スイッチ素子の高融点金属体が溶断した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA−A‘断面図、(C)は回路図である。3A and 3B are diagrams showing a state where the refractory metal body of the switch element is melted, wherein FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A ′, and FIG. 図4は、警報回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an alarm circuit. 図5は、高融点金属体と第1の電極とを接続したスイッチ素子を示す図であり、(A)は平面図、(B)はA−A‘断面図、(C)は回路図である。5A and 5B are diagrams showing a switch element in which a refractory metal body and a first electrode are connected, where FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view along AA ′, and FIG. 5C is a circuit diagram. is there. 図6は、カバー部材にカバー部電極を形成したスイッチ素子を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a switch element in which a cover part electrode is formed on a cover member. 図7は、絶縁基板の表面上において高融点金属体と第1の電極及び可溶導体とを重畳させ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‘断面である。FIG. 7 is a diagram showing a switch element in which a refractory metal body, a first electrode, and a soluble conductor are superimposed on the surface of an insulating substrate, (A) is a plan view, and (B) is (A). It is an AA 'cross section. 図8は、高融点金属体を絶縁基板の裏面に形成し、絶縁基板の表面に形成した第1の電極及び可溶導体と重畳させ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‘断面である。FIG. 8 is a diagram showing a switch element in which a refractory metal body is formed on the back surface of an insulating substrate and the first electrode and a soluble conductor formed on the surface of the insulating substrate are overlapped, and FIG. (B) is the AA 'cross section of (A). 図9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. 9 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 (A) is a structure in which the high-melting-point metal layer is 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10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. 10 is a perspective view showing a fusible conductor having a laminated structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer, where (A) shows a two-layer structure of upper and lower layers, and (B) shows a three-layer structure of an inner layer and an outer layer. . 図11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. 11 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12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. 12 is a plan view showing a soluble conductor in which a linear opening is formed on the surface of the refractory metal layer and the low melting point 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13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. 13 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed on the surface of the refractory metal layer and the low melting point metal layer is exposed. 図14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. 14 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15は、従来の警報素子を示す図であり、(A)は作動前の断面図、(B)は作動後の断面図である。15A and 15B are diagrams showing a conventional alarm element, where FIG. 15A is a cross-sectional view before operation, and FIG. 15B is a cross-sectional view after operation.

以下、本発明が適用されたスイッチ素子、スイッチ回路、及び警報回路について、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 switch element, a switch circuit, and an alarm 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.

本発明が適用されたスイッチ素子1は、図1に示すように、絶縁基板10と、絶縁基板10上に形成された第1、第2の電極11,12と、第1、第2の電極11,12間に跨って接続された可溶導体13と、絶縁基板10に形成され、可溶導体13よりも融点の高い高融点金属体15とを有する。なお、図1(A)はスイッチ素子1のカバー部材20を除いて示す平面図であり、図1(B)はA-A‘断面図であり、図1(C)は回路図である。   As shown in FIG. 1, the switch element 1 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 10, first and second electrodes 11 and 12 formed on the insulating substrate 10, and first and second electrodes. 11 and 12, and a high-melting point metal body 15 formed on the insulating substrate 10 and having a higher melting point than the soluble conductor 13. 1A is a plan view showing the switch element 1 excluding the cover member 20, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ', and FIG. 1C is a circuit diagram.

このスイッチ素子1は、第1、第2の電極11,12がブザーやランプあるいは警報システム等からなる警報器31と接続され、高融点金属体15に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により可溶導体13を溶融させることにより、第1、第2の電極11,12間を遮断させ、パイロットランプを消灯させる等、警報器31への給電を停止するものである。また、スイッチ素子1は、第1、第2の電極11,12間を遮断させた後、高融点金属体15が溶断することにより、発熱が停止する。   This switch element 1 has first and second electrodes 11 and 12 connected to an alarm device 31 comprising a buzzer, a lamp, an alarm system or the like, and generates heat due to overcurrent exceeding the rated current flowing through the refractory metal body 15. By melting the fusible conductor 13, the power supply to the alarm device 31 is stopped, for example, the first and second electrodes 11 and 12 are disconnected and the pilot lamp is turned off. In addition, the switch element 1 stops heat generation when the refractory metal body 15 is melted after the first and second electrodes 11 and 12 are cut off.

[絶縁基板]
絶縁基板10は、例えば、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形成されている。スイッチ素子1は、絶縁基板10を介して高融点金属体15の熱を第1、第2の電極及び可溶導体13に伝達するために、絶縁基板10としては、セラミックス基板等の耐熱性に優れ、かつ熱伝導率の高い材料により形成することが好ましい。なお、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、高融点金属体15や可溶導体13の溶断時の温度に留意する必要がある。
[Insulated substrate]
The insulating substrate 10 is formed using an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. Since the switch element 1 transfers the heat of the refractory metal body 15 to the first and second electrodes and the soluble conductor 13 through the insulating substrate 10, the insulating substrate 10 has a heat resistance such as a ceramic substrate. It is preferably formed of a material that is excellent and has high thermal conductivity. In addition, the insulating substrate 10 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board, but attention should be paid to the temperature when the refractory metal body 15 or the soluble conductor 13 is blown. There is a need to.

[第1、第2の電極]
第1、第2の電極11,12は、絶縁基板10の表面10a上に、対向配置されるとともに離間されることにより開放されている。また、第1、第2の電極11,12の対向する先端部11b,12b間には、後述する可溶導体13が跨って搭載されている。第1、第2の電極11,12は、可溶導体13を介して電気的に接続され、高融点金属体15が通電に伴って発熱すると、この熱により加熱され、溶融導体13を溶断させることにより、開放される。
[First and second electrodes]
The first and second electrodes 11 and 12 are disposed on the surface 10a of the insulating substrate 10 so as to face each other and be separated from each other. In addition, a fusible conductor 13 described later is mounted between the front end portions 11b and 12b of the first and second electrodes 11 and 12 facing each other. The first and second electrodes 11 and 12 are electrically connected via the fusible conductor 13, and when the refractory metal body 15 generates heat when energized, it is heated by this heat to melt the molten conductor 13. Is released.

なお、第1、第2の電極11,12は、高融点金属体15によって加熱されることにより、可溶導体13の溶融導体を凝集しやすくすることができる。   The first and second electrodes 11 and 12 can be made to easily aggregate the molten conductor of the soluble conductor 13 by being heated by the refractory metal body 15.

第1、第2の電極11,12は、それぞれ、絶縁基板10の側縁10b,10cに外部接続端子11a,12aが設けられている。第1、第2の電極11,12は、これら外部接続端子11a,12aを介して常時警報器31と接続され、スイッチ素子1が動作することにより、当該警報器31への給電を遮断する。   The first and second electrodes 11 and 12 are provided with external connection terminals 11a and 12a on the side edges 10b and 10c of the insulating substrate 10, respectively. The first and second electrodes 11 and 12 are always connected to the alarm device 31 via these external connection terminals 11a and 12a, and the power supply to the alarm device 31 is cut off when the switch element 1 operates.

第1、第2の電極11,12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。また、第1、第2の電極11,12の表面上には、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、スイッチ素子1は、第1、第2の電極11,12の酸化を防止し、可溶導体13の溶融導体を確実に保持させることができる。また、スイッチ素子1をリフロー実装する場合に、可溶導体13を接続する接続用ハンダあるいは可溶導体13の外層を形成する低融点金属が溶融することにより第1、第2の電極11,12を溶食(ハンダ食われ)するのを防ぐことができる。   The first and second electrodes 11 and 12 can be formed using a general electrode material such as Cu or Ag. In addition, a coating such as Ni / Au plating, Ni / Pd plating, or Ni / Pd / Au plating is coated on the surfaces of the first and second electrodes 11 and 12 by a known method such as plating. Preferably it is. Thereby, the switch element 1 can prevent the first and second electrodes 11 and 12 from being oxidized, and can reliably hold the molten conductor of the soluble conductor 13. In addition, when the switch element 1 is reflow-mounted, the first and second electrodes 11 and 12 are formed by melting the connecting solder for connecting the soluble conductor 13 or the low melting point metal forming the outer layer of the soluble conductor 13. Can be prevented from being eroded.

[高融点金属体]
高融点金属体15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、Cu、Ag、あるいはこれらを主成分とする合金等からなる。高融点金属体15は、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ことができる。
[High melting point metal]
The refractory metal body 15 is a conductive member that generates heat when energized, and is made of, for example, W, Mo, Ru, Cu, Ag, or an alloy containing these as main components. The refractory metal body 15 is formed by mixing powders of these alloys, compositions, or compounds with a resin binder, etc., forming a paste using a screen printing technique, firing, and the like. can do.

高融点金属体15は、絶縁基板10の表面10a上に、第1、第2の電極11,12と並んで配置されている。これにより高融点金属体15は、通電に伴って発熱すると、第1、第2の電極11,12上に搭載されている可溶導体13を溶融させることができる。   The refractory metal body 15 is arranged alongside the first and second electrodes 11 and 12 on the surface 10 a of the insulating substrate 10. Thereby, the refractory metal body 15 can melt the soluble conductor 13 mounted on the first and second electrodes 11 and 12 when it generates heat upon energization.

また、高融点金属体15は、絶縁基板10の側縁10b,10cに外部接続端子15aが設けられている。高融点金属体15は、外部接続端子15aを介して、警報器31の作動のトリガーとなる機能回路32と接続され、機能回路32の異常に伴う定格を超えた過電流によって高温に発熱し、可溶導体13を溶断させる。例えば、高融点金属体15は、20〜30Wの電力が印加されることにより300℃程度に発熱する電力設計が採られる。   The refractory metal body 15 is provided with external connection terminals 15 a on the side edges 10 b and 10 c of the insulating substrate 10. The refractory metal body 15 is connected to the functional circuit 32 that triggers the operation of the alarm device 31 via the external connection terminal 15a, and generates heat to a high temperature due to an overcurrent exceeding the rating due to the abnormality of the functional circuit 32. The soluble conductor 13 is melted. For example, the refractory metal body 15 has a power design that generates heat at about 300 ° C. when 20 to 30 W of power is applied.

また、高融点金属体15は、可溶導体13と近接する位置において、相対的に細くなり、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部15bが形成されている。可溶導体13と近接する位置に発熱部15bを設けることにより、高融点金属体15は、効率よく可溶導体13を溶融させ、速やかに第1、第2の電極11,12を遮断させることができる。   In addition, the refractory metal body 15 is relatively thin at a position close to the fusible conductor 13, and a heat generating portion 15b that generates heat locally at a high temperature is formed by the concentration of current. By providing the heat generating part 15b at a position close to the fusible conductor 13, the refractory metal body 15 efficiently melts the fusible conductor 13 and quickly shuts off the first and second electrodes 11 and 12. Can do.

また、スイッチ素子1は、第1又は第2の電極11,12の一方、例えば図1に示すように、第1の電極11の可溶導体13が搭載されている先端部11bと近接する位置に高融点金属体15の発熱部15bが形成されることが好ましい。第1の電極11の可溶導体13が搭載されている先端部11bと近接する位置に発熱部15bを設けることにより、高融点金属体15は、絶縁基板10及び先端部11bを介して効率よく可溶導体13に熱を伝えて溶融させ、速やかに第1、第2の電極11,12間を遮断させることができる。   Further, the switch element 1 is positioned close to one of the first or second electrodes 11 and 12, for example, as shown in FIG. 1, the tip 11b on which the soluble conductor 13 of the first electrode 11 is mounted. It is preferable that the heat generating portion 15b of the refractory metal body 15 is formed. By providing the heat generating portion 15b at a position close to the tip portion 11b on which the soluble conductor 13 of the first electrode 11 is mounted, the refractory metal body 15 can be efficiently passed through the insulating substrate 10 and the tip portion 11b. Heat can be transferred to the fusible conductor 13 to melt it, and the first and second electrodes 11 and 12 can be quickly cut off.

また、第1又は第2の電極11,12の可溶導体13が搭載されている先端部11b,12bのうち、発熱部15bに近接する一方の面積が他方の面積よりも広く、他方の電極よりも多くの可溶導体13を保持することが好ましい。例えば図1に示すように、スイッチ素子1は、高融点金属体15の発熱部15bと第1の電極11の先端部11bとを近接させた場合、第1の電極11の先端部11bを第2の電極12の先端部12bよりも広く形成し、可溶導体13を第1の電極11の先端部11b側に多く搭載することが好ましい。   Of the tip portions 11b and 12b on which the soluble conductor 13 of the first or second electrode 11 or 12 is mounted, one area close to the heat generating portion 15b is wider than the other area, and the other electrode It is preferable to hold more soluble conductors 13 than. For example, as shown in FIG. 1, when the heating element 15 b of the refractory metal body 15 and the tip 11 b of the first electrode 11 are brought close to each other, the switch element 1 moves the tip 11 b of the first electrode 11 to the first. It is preferable that the second electrode 12 is formed wider than the distal end portion 12 b and more soluble conductors 13 are mounted on the distal end portion 11 b side of the first electrode 11.

第1の電極11の先端部11bは、発熱部15bに近接されているため、高融点金属体15からの熱がより多く伝わり、可溶導体13を効率よく溶融させることができる。したがって、第1の電極11の先端部11bを相対的に広面積とし、より多くの可溶導体を保持させることで、より速やかに可溶導体13に熱を伝えて溶融させ、第1、第2の電極11,12間を遮断させることができる。   Since the tip portion 11b of the first electrode 11 is close to the heat generating portion 15b, more heat from the refractory metal body 15 is transmitted, and the soluble conductor 13 can be efficiently melted. Therefore, the tip 11b of the first electrode 11 has a relatively large area and holds more soluble conductors, so that heat can be transferred to the soluble conductor 13 more quickly and melted. The two electrodes 11 and 12 can be blocked.

また、第1の電極11の先端部11bは、発熱部15bに近接されるとともに相対的に広面積に形成することにより、より高温に加熱され、溶融した可溶導体13の大部分を保持することができる。   Further, the tip portion 11b of the first electrode 11 is close to the heat generating portion 15b and is formed in a relatively large area, so that it is heated to a higher temperature and holds most of the molten soluble conductor 13. be able to.

図1に示すように、高融点金属体15は、機能回路32が正常に作動しているときは、定格内の適正な電流が流れている。そして、高融点金属体15は、機能回路32の異常によって定格を超える過電流が流れると高温に発熱し、図2に示すように、可溶導体13を溶断させ、第1、第2の電極11,12を遮断させる。その後も、高融点金属体15は発熱を続けることにより、図3に示すように、自身のジュール熱によって溶断する。これにより、高融点金属体15は、機能回路32の異常による過電流が遮断され、機能回路32を遮断するとともに、自身の発熱が停止する。すなわち、高融点金属体15は、可溶導体13を溶融させるとともに自己発熱によって自身の給電経路を遮断するヒューズとして機能する。   As shown in FIG. 1, when the functional circuit 32 is operating normally, the refractory metal body 15 is supplied with an appropriate current within the rating. The refractory metal body 15 generates heat to a high temperature when an overcurrent exceeding the rating flows due to an abnormality in the functional circuit 32, and melts the fusible conductor 13 as shown in FIG. 11 and 12 are blocked. After that, the refractory metal body 15 continues to generate heat and is melted by its own Joule heat as shown in FIG. As a result, the refractory metal body 15 is cut off from overcurrent due to an abnormality in the functional circuit 32, shuts off the functional circuit 32, and stops its own heat generation. That is, the refractory metal body 15 functions as a fuse that melts the fusible conductor 13 and interrupts its power supply path by self-heating.

また、高融点金属体15は、局部的に高温となる発熱部15bを設けることにより、当該発熱部15bにおいて溶断する。このとき、高融点金属体15は、発熱部15bが相対的に細く形成されているため、溶断時に発生するアーク放電も小規模なものに収まり、後述する絶縁層16の被覆効果とともに、溶融導体の飛散を防止することができる。   Further, the refractory metal body 15 is fused at the heat generating portion 15b by providing the heat generating portion 15b that is locally high in temperature. At this time, since the refractory metal body 15 has the heat generating portion 15b formed relatively thin, the arc discharge generated at the time of fusing is also small, and together with the covering effect of the insulating layer 16 described later, the molten conductor Can be prevented.

なお、高融点金属体15は、上述した導電ペーストを印刷することによりパターン形成する他にも、銅箔や銀箔等の高融点金属箔や、銅線や銀線等の高融点金属ワイヤーを用いて形成してもよい。また、高融点金属箔や高融点金属ワイヤーを用いて高融点金属体15を構成する場合、絶縁基板10として熱伝導性に優れ、可溶導体13を速やかに溶融させることができるセラミックス基板を用いても、高融点金属体15の溶断後における溶融導体のリークの問題が導電パターンに比して少ない。   In addition to forming the pattern by printing the above-described conductive paste, the refractory metal body 15 uses a refractory metal foil such as a copper foil or a silver foil, or a refractory metal wire such as a copper wire or a silver wire. May be formed. Further, when the refractory metal body 15 is configured using a refractory metal foil or a refractory metal wire, a ceramic substrate that is excellent in thermal conductivity and can rapidly melt the soluble conductor 13 is used as the insulating substrate 10. However, the problem of leakage of the molten conductor after the melting of the refractory metal body 15 is less than that of the conductive pattern.

[絶縁層]
第1、第2の電極11,12及び高融点金属体15は、絶縁基板10の表面10a上において絶縁層16に被覆されている。絶縁層16は、第1、第2の電極11,12及び高融点金属体15の保護及び絶縁を図るとともに、高融点金属体15の溶断時におけるアーク放電を抑制するために設けられ、例えばガラス層からなる。
[Insulation layer]
The first and second electrodes 11, 12 and the refractory metal body 15 are covered with an insulating layer 16 on the surface 10 a of the insulating substrate 10. The insulating layer 16 is provided to protect and insulate the first and second electrodes 11 and 12 and the refractory metal body 15, and to suppress arc discharge when the refractory metal body 15 is melted. Consists of layers.

図1〜図3に示すように、絶縁層16は、高融点金属体15の発熱部15bを覆うとともに、第1、第2の電極11,12の先端部11b,12bを除く領域上に形成されている。すなわち、第1、第2の電極11,12は、先端部11b,12bが絶縁層16より露出され、後述する可溶導体13が搭載可能とされている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the insulating layer 16 covers the heat generating portion 15 b of the refractory metal body 15 and is formed on a region excluding the tip portions 11 b and 12 b of the first and second electrodes 11 and 12. Has been. That is, the first and second electrodes 11 and 12 have tips 11b and 12b exposed from the insulating layer 16 so that a soluble conductor 13 described later can be mounted.

また、絶縁層16を第1、第2の電極11,12の先端部11b,12bを除く領域上に形成することで、絶縁基板10を介して伝わった高融点金属体15の熱が放熱されることを防止し、効率よく先端部11b,12bを加熱し、可溶導体13に熱を伝えることができる。また、第1、第2の電極11,12は、先端部11b,12bと外部接続電極11a,12aとの間に絶縁層16が設けられることにより、溶融した可溶導体13が外部接続電極11a,12a側に流出し、スイッチ素子1が実装される回路基板との接続用ハンダを溶融させる事態を防止することができる。   Further, by forming the insulating layer 16 on the region excluding the tip portions 11b and 12b of the first and second electrodes 11 and 12, the heat of the refractory metal body 15 transmitted through the insulating substrate 10 is dissipated. The tip portions 11b and 12b can be efficiently heated and the heat can be transmitted to the soluble conductor 13. Further, the first and second electrodes 11 and 12 are provided with an insulating layer 16 between the tip portions 11b and 12b and the external connection electrodes 11a and 12a, so that the melted soluble conductor 13 can be connected to the external connection electrode 11a. , 12a, and the situation where the solder for connection with the circuit board on which the switch element 1 is mounted is melted can be prevented.

また、スイッチ素子1は、高融点金属体15と絶縁基板10との間にガラス等からなる絶縁層16を形成してもよい。これにより、スイッチ素子1は、高融点金属体15の遮断後において溶融導体が絶縁基板10の表面に付着することによるリークを防止し、絶縁抵抗を高くすることができる。更に、高融点金属体15と絶縁基板10との間に形成する絶縁層16を発熱部15bの中心付近のみに部分的に形成する事で、可溶導体13への伝熱性確保と遮断後の絶縁抵抗確保の両立が可能となる。   In the switch element 1, an insulating layer 16 made of glass or the like may be formed between the refractory metal body 15 and the insulating substrate 10. Thereby, the switch element 1 can prevent leakage due to adhesion of the molten conductor to the surface of the insulating substrate 10 after the refractory metal body 15 is cut off, and can increase the insulation resistance. Furthermore, the insulating layer 16 formed between the refractory metal body 15 and the insulating substrate 10 is partially formed only in the vicinity of the center of the heat generating portion 15b, thereby ensuring heat transfer to the fusible conductor 13 and after blocking. It is possible to ensure insulation resistance.

[可溶導体]
絶縁層16を介して第1、第2の電極11,12上に搭載される可溶導体13は、高融点金属体15の発熱により速やかに溶融されるいずれの金属を用いることができ、例えば、ハンダや、Pbを主成分とする260℃リフロー実装時に溶融しない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 fusible conductor 13 mounted on the first and second electrodes 11 and 12 via the insulating layer 16 can use any metal that is rapidly melted by the heat generated by the refractory metal body 15. A low-melting-point metal such as solder or solder that does not melt at the time of 260 ° C. reflow mounting mainly containing Pb can be used.

また、可溶導体13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、ハンダや、Snを主成分とするPbフリーハンダなど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の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、低融点金属の外部への流出を抑制し、可溶導体13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、可溶導体13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 soluble conductor 13 may contain a low melting metal and a high melting metal. As the low melting point metal, it is preferable to use solder, Pb-free solder containing Sn as a main component, and as the high melting point metal, it is preferable to use Ag, Cu or an alloy containing these as main components. By containing 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 switch element 1 is reflow mounted, Outflow to the outside can be suppressed and the shape of the soluble conductor 13 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 soluble conductor 13 can be formed by various structures so that it may demonstrate later.

なお、可溶導体13は、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス18が塗布されていることが好ましい。   The soluble conductor 13 is preferably coated with a flux 18 in order to prevent oxidation and improve wettability.

[スイッチ回路・警報回路]
以上のようなスイッチ素子1は、図1(C)に示すような回路構成を有する。すなわち、スイッチ素子1は、第1の電極11と第2の電極12とが、正常時には可溶導体13を介して接続され(図1(C))、高融点金属体15の発熱により可溶導体13が溶融すると、開放される。(図2(C))。
[Switch circuit / alarm circuit]
The switch element 1 as described above has a circuit configuration as shown in FIG. That is, in the switch element 1, the first electrode 11 and the second electrode 12 are normally connected via the soluble conductor 13 (FIG. 1C) and are soluble by the heat generation of the refractory metal body 15. When the conductor 13 melts, it is opened. (FIG. 2 (C)).

そして、スイッチ素子1は、例えば警報回路30に組み込まれて用いられる。図4は警報回路30の回路構成の一例を示す図である。警報回路30は、スイッチ素子1の可溶導体13からなる第1のヒューズ35により警報器31を作動させる作動回路33と、作動回路33と電気的に独立して形成され、可溶導体13よりも融点の高い高融点金属体15からなる第2のヒューズ36が電源に直列に繋がる機能回路を有する制御回路34とを備える。   The switch element 1 is used by being incorporated in an alarm circuit 30, for example. FIG. 4 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the alarm circuit 30. As shown in FIG. The alarm circuit 30 is formed by an operation circuit 33 for operating the alarm device 31 by a first fuse 35 made of the fusible conductor 13 of the switch element 1 and electrically independent of the operation circuit 33. And a control circuit 34 having a functional circuit in which a second fuse 36 made of a refractory metal body 15 having a high melting point is connected in series to a power source.

図4に示すように、スイッチ素子1は、第1のヒューズ35(可溶導体13)の両外部接続端子11a,12aが、パイロットランプ等、正常時に通電し、異常時に通電が遮断される警報器31に接続される。また、スイッチ素子1は、第2のヒューズ36(高融点金属体15)の両外部接続端子15aが、機能回路32に接続される。   As shown in FIG. 4, the switch element 1 has an alarm that both external connection terminals 11a and 12a of the first fuse 35 (the fusible conductor 13) are energized when normal, such as a pilot lamp, and are de-energized when abnormal. Connected to the device 31. In the switch element 1, both external connection terminals 15 a of the second fuse 36 (the refractory metal body 15) are connected to the functional circuit 32.

このような構成を有するスイッチ素子1は、警報器31を動作させる第1、第2の電極11,12に対して、隣接して形成されている高融点金属体15の発熱により可溶導体13を溶融させ、第1、第2の電極11,12間を遮断させる。すなわち、スイッチ素子1は、高融点金属体15と第1、第2の電極11,12とは物理的、電気的に独立して構成され、高融点金属体15の熱によって可溶導体13が溶融することにより遮断する、いわば熱的に接続することにより連動する構成を取る。   The switch element 1 having such a configuration has a fusible conductor 13 due to heat generation of the refractory metal body 15 formed adjacent to the first and second electrodes 11 and 12 that operate the alarm device 31. Is melted, and the first and second electrodes 11 and 12 are blocked. That is, the switch element 1 is configured such that the refractory metal body 15 and the first and second electrodes 11 and 12 are physically and electrically independent, and the soluble conductor 13 is heated by the heat of the refractory metal body 15. It cuts off by melting, so to speak, it has a configuration that works together by connecting thermally.

したがって、スイッチ素子1は、スプリングや警報接点等の機械要素を用いず、また機械要素の物理的な連動によらず構成することができるため、絶縁基板10の面内において、コンパクトに設計することができ、狭小化された実装領域にも実装可能となる。また、スイッチ素子1は、部品点数、製造工数の削減を図り、低コスト化を図ることができる。さらに、スイッチ素子1は、絶縁基板10をリフロー実装等により表面実装することができ、狭小化された実装領域においても、簡易に実装することができる。   Therefore, since the switch element 1 can be configured without using mechanical elements such as springs and alarm contacts and without being physically linked with the mechanical elements, the switch element 1 should be designed to be compact in the plane of the insulating substrate 10. Can be mounted in a narrowed mounting area. Further, the switch element 1 can reduce the number of parts and the number of manufacturing steps, and can reduce the cost. Furthermore, the switch element 1 can be mounted on the surface of the insulating substrate 10 by reflow mounting or the like, and can be easily mounted even in a narrowed mounting region.

また、スイッチ素子1は、高融点金属体15と第1、第2の電極11,12とは物理的、電気的に独立して構成されているため、例えば、ヒューズとして機能する高融点金属体15が配置される電力系パワーラインと分離した信号系ラインに警報信号を出す場合に、高融点金属体15の遮断時における電源ノイズの影響もなく、ノイズ対策用回路も不要で、信頼性の高い警報回路を構成することができる。   In the switch element 1, since the refractory metal body 15 and the first and second electrodes 11 and 12 are configured physically and electrically independently, for example, the refractory metal body that functions as a fuse is used. When the alarm signal is output to the signal system line separated from the power system power line in which the circuit 15 is disposed, there is no influence of the power supply noise when the refractory metal body 15 is cut off, and no noise countermeasure circuit is required. A high alarm circuit can be constructed.

実使用時において、スイッチ素子1は、機能回路32の不具合によって高融点金属体15に定格を超える過電流が流れる。すると、図2(A)に示すように、高融点金属体15が発熱し、絶縁基板10及び第1、第2の電極11,12の各先端部11b,12bを通じて可溶導体13に熱が伝わり、これにより、可溶導体13が溶融する。可溶導体13の溶融導体は、高融点金属体15によって加熱された第1、第2の電極11,12の各先端部11b,12bの上に凝集する。これにより、スイッチ素子1は、第1、第2の電極11,12間が遮断し、作動回路33の警報器31への通電を停止させることができる(図2(C))。警報回路30は、警報器31への通電が停止されることにより、例えばパイロットランプが消灯する等、異常を知らせることができる。   In actual use, an overcurrent exceeding the rating flows through the refractory metal body 15 due to the malfunction of the functional circuit 32 in the switch element 1. Then, as shown in FIG. 2 (A), the refractory metal body 15 generates heat, and heat is applied to the soluble conductor 13 through the insulating substrate 10 and the tip portions 11b, 12b of the first and second electrodes 11, 12. As a result, the soluble conductor 13 is melted. The molten conductor of the fusible conductor 13 agglomerates on the tip portions 11 b and 12 b of the first and second electrodes 11 and 12 heated by the refractory metal body 15. Thereby, the switch element 1 can interrupt between the 1st, 2nd electrodes 11 and 12 and can stop the electricity supply to the alarm device 31 of the operating circuit 33 (FIG.2 (C)). The alarm circuit 30 can notify the abnormality, for example, the pilot lamp is turned off when the energization to the alarm device 31 is stopped.

このとき、スイッチ素子1は、高融点金属体15の可溶導体13の近傍に、細く形成された発熱部15bを設けることで、高抵抗の発熱部15bが高温となり、効率よく可溶導体13を溶融させ、速やかに第1、第2の電極11,12を短絡させることができる。また、高融点金属体15は、高抵抗の発熱部15bが局部的に高温となるのみで、側縁に面する両外部接続端子15aは放熱効果も相まって比較的低温に保たれる。そのため、スイッチ素子1は、外部接続端子15aの実装用ハンダが溶融することもない。   At this time, the switch element 1 is provided with a thin heat generating portion 15b in the vicinity of the soluble conductor 13 of the refractory metal body 15, so that the high resistance heat generating portion 15b becomes high temperature and the soluble conductor 13 is efficiently formed. And the first and second electrodes 11 and 12 can be quickly short-circuited. In the refractory metal body 15, the high resistance heat generating portion 15b is only locally heated, and both the external connection terminals 15a facing the side edges are kept at a relatively low temperature due to the heat dissipation effect. Therefore, the switch element 1 does not melt the solder for mounting the external connection terminal 15a.

図3に示すように、第1、第2の電極11,12間の遮断後も高融点金属体15は発熱を続け、自身のジュール熱によって遮断する(図3(A)(B))。これにより、スイッチ素子1は、機能回路32による高融点金属体15への通電が遮断され、発熱が停止する(図3(C))。このとき、スイッチ素子1は、高融点金属体15が絶縁層16によって被覆されているため、アーク放電を抑制し、溶融導体の爆発的な飛散を抑制することができる。また、高融点金属体15に細く形成された発熱部15bを設けることにより、溶断箇所が狭小化され、飛散する溶融導体の量を低減させることができる。   As shown in FIG. 3, the refractory metal body 15 continues to generate heat even after the first and second electrodes 11 and 12 are cut off, and cut off by its own Joule heat (FIGS. 3A and 3B). As a result, the switch element 1 is cut off from energization of the refractory metal body 15 by the functional circuit 32 and stops generating heat (FIG. 3C). At this time, since the high melting point metal body 15 is covered with the insulating layer 16, the switch element 1 can suppress arc discharge and suppress explosive scattering of the molten conductor. Further, by providing the heat generating portion 15b that is thinly formed on the refractory metal body 15, the fusing part is narrowed, and the amount of the molten conductor scattered can be reduced.

このように、スイッチ素子1は、可溶導体13よりも融点の高い高融点金属体15が発熱することにより、確実に可溶導体13が高融点金属体15よりも先に溶融し、第1、第2の電極11,12を遮断させることができる。すなわち、スイッチ素子1は、高融点金属体15の溶断が第1、第2の電極11,12を遮断させる条件とはなっていない。これにより、スイッチ素子1は、機能回路32の異常に伴い高融点金属体15の定格を超える過電流が流れたことを伝える警報素子として使用することができる。したがって、スイッチ素子1が組み込まれた警報回路30によれば、パイロットランプの消灯など警報器31の31の動作に応じて機能回路32の異常をいち早く察知でき、機能回路32が完全に故障する前に予防的に機能回路32を停止する、バックアップ回路を作動させる等の対応を図ることができる。   Thus, in the switch element 1, the refractory metal body 15 having a melting point higher than that of the fusible conductor 13 generates heat, so that the fusible conductor 13 is reliably melted before the refractory metal body 15. The second electrodes 11 and 12 can be blocked. That is, in the switch element 1, the fusing of the refractory metal body 15 is not a condition for blocking the first and second electrodes 11 and 12. Thus, the switch element 1 can be used as an alarm element that reports that an overcurrent exceeding the rating of the refractory metal body 15 has flowed due to an abnormality of the functional circuit 32. Therefore, according to the alarm circuit 30 in which the switch element 1 is incorporated, an abnormality of the functional circuit 32 can be quickly detected according to the operation of the alarm device 31 such as turning off the pilot lamp, and before the functional circuit 32 completely fails. Therefore, it is possible to prevent the function circuit 32 from being stopped and to operate the backup circuit.

また、高融点金属体15は、自身のジュール熱により遮断することにより、自動的に発熱を停止する。したがって、スイッチ素子1は、機能回路32による給電を規制する機構を設ける必要がなく、簡易な構成で高融点金属体15の発熱を停止することができ、素子全体の小型化を図ることができる。   The refractory metal body 15 automatically stops heat generation by being cut off by its own Joule heat. Therefore, the switch element 1 does not need to be provided with a mechanism for restricting the power supply by the functional circuit 32, can stop the heat generation of the refractory metal body 15 with a simple configuration, and can reduce the size of the entire element. .

また、スイッチ素子1は、第1又は第2の電極11,12のうち、高融点金属体15の発熱部15bに近い一方の電極と、高融点金属体15とを接続してもよい。例えば図5に示すように、スイッチ素子1は、高融点金属体15の発熱部15bと、第1の電極11の先端部11bが近接されている場合、高融点金属体15と第1の電極11とを接続する接続部19を形成してもよい。接続部19は、例えば高融点金属体15や第1の電極11と同じ導電材料を用いて、高融点金属体15や第1の電極11と同じ工程においてパターン形成されることにより設けることができる。   Further, the switch element 1 may connect the refractory metal body 15 with one of the first or second electrodes 11 and 12 close to the heat generating portion 15 b of the refractory metal body 15. For example, as shown in FIG. 5, when the heating element 15 b of the refractory metal body 15 and the tip 11 b of the first electrode 11 are close to each other, the switch element 1 includes the refractory metal body 15 and the first electrode. 11 may be formed. The connection portion 19 can be provided by patterning in the same process as the refractory metal body 15 and the first electrode 11 using the same conductive material as that of the refractory metal body 15 and the first electrode 11, for example. .

高融点金属体15と第1の電極11とを接続することにより、スイッチ素子1は、高融点金属体15が通電により発熱すると、接続部19及び第1の電極11を介しても熱が可溶導体13に伝わり、より速やかに溶融させることができる。したがって、接続部19は、熱伝導性に優れるAgやCu等の金属材料により形成することが好ましい。   By connecting the refractory metal body 15 and the first electrode 11, the switch element 1 can also be heated through the connection portion 19 and the first electrode 11 when the refractory metal body 15 generates heat when energized. It is transmitted to the molten conductor 13 and can be melted more quickly. Therefore, it is preferable to form the connection part 19 with metal materials, such as Ag and Cu, which are excellent in thermal conductivity.

なお、接続部19は、高融点金属体15の発熱部15の中心から若干離れた位置に設ける。高融点金属体15は、接続部19を設けることで抵抗値が下がり温度が上がり難いため、発熱部15bが高温に発熱するとともに自己発熱による遮断を行うためには、発熱部15bの中心と接続部19とは離間した位置に設ける必要があるためである。   The connecting portion 19 is provided at a position slightly away from the center of the heat generating portion 15 of the refractory metal body 15. Since the refractory metal body 15 is provided with the connecting portion 19 and its resistance value is lowered and the temperature does not easily rise, the heat generating portion 15b generates heat at a high temperature and is connected to the center of the heat generating portion 15b in order to shut off by self-heating. This is because it needs to be provided at a position separated from the portion 19.

[カバー部材]
スイッチ素子1は、絶縁基板10上に内部を保護するカバー部材20が取り付けられている。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、スイッチ素子1の側面を構成する側壁21と、スイッチ素子1の上面を構成する天面部22とを有し、側壁21が絶縁基板10上に接続されることにより、スイッチ素子1の内部を閉塞する蓋体となる。このカバー部材20は、例えば、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。
[Cover member]
In the switch element 1, a cover member 20 that protects the inside is attached on an insulating substrate 10. The inside of the switch element 1 is protected by covering the insulating substrate 10 with the cover member 20. The cover member 20 includes a side wall 21 that constitutes a side surface of the switch element 1 and a top surface portion 22 that constitutes an upper surface of the switch element 1, and the side wall 21 is connected to the insulating substrate 10. It becomes a lid that closes the inside of the. The cover member 20 is formed using an insulating member such as a thermoplastic plastic, ceramics, or a glass epoxy substrate.

また、図6に示すように、カバー部材20は、天面部22の内面側に、カバー部電極23が形成されても良い。カバー部電極23は、第1の電極11及び第2の電極12の一方と重畳する位置に形成されている。カバー部電極23は、高融点金属体15の発熱部15bと近接され、かつ相対的に広面積に形成されている第1の電極11の先端部11bと重畳することがより好ましい。これにより、このカバー部電極23は、高融点金属体15が発熱し、可溶導体13が溶融されると、第1の電極11の先端部11b上に凝集した溶融導体が接触して濡れ広がることにより、溶融導体を保持する許容量を増加させ、より確実に第1、第2の電極11,12を遮断させることができる。   As shown in FIG. 6, the cover member 20 may have a cover portion electrode 23 formed on the inner surface side of the top surface portion 22. The cover part electrode 23 is formed at a position overlapping one of the first electrode 11 and the second electrode 12. More preferably, the cover electrode 23 is overlapped with the tip portion 11b of the first electrode 11 which is close to the heat generating portion 15b of the refractory metal body 15 and has a relatively large area. As a result, when the high melting point metal body 15 generates heat and the soluble conductor 13 is melted, the cover conductor electrode 23 comes into contact with the molten conductor aggregated on the tip portion 11b of the first electrode 11 and spreads wet. As a result, the allowable amount for holding the molten conductor can be increased, and the first and second electrodes 11 and 12 can be blocked more reliably.

[変形例1]
なお、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁基板の表面上において、高融点金属体と第1の電極又は第2の電極とを重畳させてもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子1と同様の構成については、同じ符号を付してその詳細を省略する。このスイッチ素子40は、図7に示すように、絶縁基板10の表面10aの相対向する側縁10d,10e間にわたって高融点金属体15が形成される。また、スイッチ素子40は、第1、第2の電極11,12が絶縁基板10の表面10aの相対向する側縁10b,10cに形成される。
[Modification 1]
In the switch element to which the present invention is applied, the refractory metal body and the first electrode or the second electrode may be overlapped on the surface of the insulating substrate. In the following description, the same components as those of the above-described switch element 1 are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted. In the switch element 40, as shown in FIG. 7, a refractory metal body 15 is formed between the opposing side edges 10d and 10e of the surface 10a of the insulating substrate 10. In the switch element 40, the first and second electrodes 11 and 12 are formed on opposite side edges 10 b and 10 c of the surface 10 a of the insulating substrate 10.

高融点金属体15は、絶縁基板10の略中央部において第1の絶縁層41によって被覆されている。また、高融点金属体15は、絶縁基板10の側縁10d,10eに、それぞれ外部接続端子15aが形成されている。また、高融点金属体15は、中間部が両端部よりも細く形成されることにより高温に発熱する発熱部15bが形成されている。   The refractory metal body 15 is covered with a first insulating layer 41 at a substantially central portion of the insulating substrate 10. The refractory metal body 15 has external connection terminals 15 a formed on the side edges 10 d and 10 e of the insulating substrate 10. Further, the refractory metal body 15 is formed with a heat generating portion 15b that generates heat at a high temperature by forming an intermediate portion thinner than both end portions.

第1、第2の電極11,12は、絶縁基板10の側縁10b,10cに、それぞれ外部接続端子11a,12aが形成されている。また、第1、第2の電極11,12は、側縁10b,10cから第1の絶縁層41の上面にわたって形成され、第1の絶縁層41の上面において互いの先端部11b,12bが近接されるとともに離間することにより、開放されている。また、第1、第2の電極11,12は、先端部11b,12bを除き、第2の絶縁層42によって被覆されている。   The first and second electrodes 11 and 12 have external connection terminals 11a and 12a formed on the side edges 10b and 10c of the insulating substrate 10, respectively. The first and second electrodes 11 and 12 are formed from the side edges 10 b and 10 c to the upper surface of the first insulating layer 41, and the tip portions 11 b and 12 b are close to each other on the upper surface of the first insulating layer 41. And opened by being separated. The first and second electrodes 11 and 12 are covered with a second insulating layer 42 except for the tip portions 11b and 12b.

第1、第2の電極11,12は、先端部11b,12bに接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部11b,12b間に跨って可溶導体13が搭載されている。また、スイッチ素子40は、第1、第2の電極11,12の一方、例えば図7に示すように、相対的に広面積に形成されている第1の電極11の先端部11b、及び先端部11bに搭載されている可溶導体13の一部が、高融点金属体15の発熱部15bに重畳されている。なお、可溶導体13上には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス18が塗布されている。   As for the 1st, 2nd electrodes 11 and 12, the solder | pewter for a connection is provided in the front-end | tip parts 11b and 12b, and the soluble conductor 13 is mounted ranging over the front-end | tip parts 11b and 12b by this connection solder. In addition, the switch element 40 includes one of the first and second electrodes 11 and 12, for example, as shown in FIG. 7, the distal end portion 11 b of the first electrode 11 formed in a relatively large area, and the distal end A part of the soluble conductor 13 mounted on the part 11 b is superimposed on the heat generating part 15 b of the refractory metal body 15. A flux 18 is applied on the soluble conductor 13 to prevent oxidation and improve wettability.

第1、第2の絶縁層41,42は、上述したスイッチ素子1の絶縁層16と同様に、ガラス等の絶縁材料を好適に用いることができる。   For the first and second insulating layers 41 and 42, an insulating material such as glass can be suitably used, as with the insulating layer 16 of the switching element 1 described above.

このようなスイッチ素子40によれば、高融点金属体15の発熱部15bに重畳して第1の電極11の先端部11b及び可溶導体13の多くが配置されているため、発熱部15bの発熱により速やかに可溶導体13を溶融させ、第1、第2の電極11,12を遮断させることができる。このとき、スイッチ素子40は、ガラス等からなる第1の絶縁層41を介して、発熱部15bと第1の電極11及び可溶導体13とが連続的に積層されているため、発熱部15bの熱を効率よく伝えることができる。   According to such a switch element 40, since many of the front-end | tip part 11b of the 1st electrode 11 and the soluble conductor 13 are arrange | positioned so that it may overlap with the heat generating part 15b of the refractory metal body 15, the heat generating part 15b The soluble conductor 13 can be quickly melted by heat generation, and the first and second electrodes 11 and 12 can be shut off. At this time, in the switch element 40, the heat generating portion 15b, the first electrode 11, and the soluble conductor 13 are continuously laminated via the first insulating layer 41 made of glass or the like. Of heat can be transferred efficiently.

[変形例2]
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁基板の表面に第1、第2の電極を形成し、絶縁基板の裏面に高融点金属体を形成することにより、高融点金属体と第1の電極又は第2の電極とを重畳させてもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子1と同様の構成については、同じ符号を付してその詳細を省略する。このスイッチ素子50は、図8に示すように、絶縁基板10の裏面10fの相対向する側縁10d,10e間にわたって高融点金属体15が形成される。また、スイッチ素子50は、第1、第2の電極11,12が絶縁基板10の表面10aの相対向する側縁10b,10cに形成されている。
[Modification 2]
In addition, the switch element to which the present invention is applied has the first and second electrodes formed on the surface of the insulating substrate, and the refractory metal body is formed on the back surface of the insulating substrate. The electrode or the second electrode may be overlapped. In the following description, the same components as those of the above-described switch element 1 are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted. In the switch element 50, as shown in FIG. 8, the refractory metal body 15 is formed between the opposite side edges 10d and 10e of the back surface 10f of the insulating substrate 10. In the switch element 50, the first and second electrodes 11 and 12 are formed on opposite side edges 10 b and 10 c of the surface 10 a of the insulating substrate 10.

高融点金属体15は、絶縁基板10の略中央部において第1の絶縁層51によって被覆されている。また、高融点金属体15は、絶縁基板10の側縁10d,10eに、それぞれ外部接続端子15aが形成されている。また、高融点金属体15は、第1の電極11又は第2の電極12が重畳する中間部が両端部よりも細く形成されることにより高温に発熱する発熱部15bが形成されている。   The refractory metal body 15 is covered with a first insulating layer 51 at a substantially central portion of the insulating substrate 10. The refractory metal body 15 has external connection terminals 15 a formed on the side edges 10 d and 10 e of the insulating substrate 10. Further, the refractory metal body 15 is formed with a heat generating portion 15b that generates heat at a high temperature by forming an intermediate portion where the first electrode 11 or the second electrode 12 overlaps to be thinner than both end portions.

第1、第2の電極11,12は、絶縁基板10の側縁10b,10cに、それぞれ外部接続端子11a,12aが形成されている。また、第1、第2の電極11,12は、側縁10b,10cから絶縁基板10の表面10aの略中央部において互いの先端部11b,12bが近接されるとともに離間することにより、開放されている。また、第1、第2の電極11,12は、先端部11b,12bを除き、第2の絶縁層52によって被覆されている。   The first and second electrodes 11 and 12 have external connection terminals 11a and 12a formed on the side edges 10b and 10c of the insulating substrate 10, respectively. Further, the first and second electrodes 11 and 12 are opened when the front end portions 11b and 12b are brought close to and separated from the side edges 10b and 10c at the substantially central portion of the surface 10a of the insulating substrate 10. ing. The first and second electrodes 11 and 12 are covered with a second insulating layer 52 except for the tip portions 11b and 12b.

第1、第2の電極11,12は、先端部11b,12bに接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部11b,12b間に跨って可溶導体13が搭載されている。また、スイッチ素子50は、第1、第2の電極11,12の一方、例えば図8に示すように、相対的に広面積に形成されている第1の電極11の先端部11b、及び先端部11bに搭載されている可溶導体13の一部が、高融点金属体15の発熱部15bに重畳されている。なお、可溶導体13上には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス18が塗布されている。   As for the 1st, 2nd electrodes 11 and 12, the solder | pewter for a connection is provided in the front-end | tip parts 11b and 12b, and the soluble conductor 13 is mounted ranging over the front-end | tip parts 11b and 12b by this connection solder. Further, the switch element 50 includes one of the first and second electrodes 11 and 12, for example, as shown in FIG. 8, a distal end portion 11 b of the first electrode 11 formed in a relatively large area, and a distal end A part of the soluble conductor 13 mounted on the part 11 b is superimposed on the heat generating part 15 b of the refractory metal body 15. A flux 18 is applied on the soluble conductor 13 to prevent oxidation and improve wettability.

第1、第2の絶縁層51,52は、上述したスイッチ素子1の絶縁層16と同様に、ガラス等の絶縁材料を好適に用いることができる。   For the first and second insulating layers 51 and 52, an insulating material such as glass can be suitably used, as with the insulating layer 16 of the switch element 1 described above.

このようなスイッチ素子50によれば、高融点金属体15の発熱部15bに重畳して第1の電極11の先端部11b及び可溶導体13の多くが配置されているため、発熱部15bの発熱により速やかに可溶導体13を溶融させ、第1、第2の電極11,12を遮断させることができる。このとき、スイッチ素子50は、絶縁基板10として、セラミックス基板等の熱伝導性に優れたものを用いることにより、高融点金属体15を可溶導体13の設けられた面と同一面に形成した場合と同等に加熱することができるため好適である。   According to such a switch element 50, since most of the tip portion 11b of the first electrode 11 and the soluble conductor 13 are disposed so as to overlap the heat generating portion 15b of the refractory metal body 15, the heat generating portion 15b The soluble conductor 13 can be quickly melted by heat generation, and the first and second electrodes 11 and 12 can be shut off. At this time, the switch element 50 is formed of the refractory metal body 15 on the same surface as the surface on which the soluble conductor 13 is provided by using the insulating substrate 10 having excellent thermal conductivity such as a ceramic substrate. This is preferable because it can be heated as much as the case.

[可溶導体の変形例]
上述したように、可溶導体13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。高融点金属層60はAg、Cu又はこれらを主成分とする合金等からなり、低融点金属層61はハンダや、Snを主成分とするPbフリーハンダ等からなる。このとき、可溶導体13は、図9(A)に示すように、内層として高融点金属層60が設けられ、外層として低融点金属層61が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合、可溶導体13は、高融点金属層60の全面が低融点金属層61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60や低融点金属層61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。
[Modified example of soluble conductor]
As described above, any or all of the soluble conductor 13 may contain a low melting point metal and a high melting point metal. The refractory metal layer 60 is made of Ag, Cu or an alloy containing these as a main component, and the low melting metal layer 61 is made of solder, Pb-free solder containing Sn as a main component, or the like. At this time, as shown in FIG. 9A, the soluble conductor 13 may be a soluble conductor in which a high melting point metal layer 60 is provided as an inner layer and a low melting point metal layer 61 is provided as an outer layer. In this case, the soluble conductor 13 may have a structure in which the entire surface of the high melting point metal layer 60 is covered with the low melting point metal layer 61, or may have a structure in which a pair of opposite side surfaces are covered. The covering structure with the high melting point metal layer 60 and the low melting point metal layer 61 can be formed using a known film forming technique such as plating.

また、図9(B)に示すように、可溶導体13は、内層として低融点金属層61が設けられ、外層として高融点金属層60が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合も、可溶導体13は、低融点金属層61の全面が高融点金属層60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。   As shown in FIG. 9B, the soluble conductor 13 may be a soluble conductor in which a low melting point metal layer 61 is provided as an inner layer and a high melting point metal layer 60 is provided as an outer layer. Also in this case, the soluble conductor 13 may have a structure in which the entire surface of the low-melting-point metal layer 61 is covered with the high-melting-point metal layer 60, or a structure in which the soluble conductor 13 is covered except for a pair of opposing side surfaces.

また、可溶導体13は、図10に示すように、高融点金属層60と低融点金属層61とが積層された積層構造としてもよい。   Further, the soluble conductor 13 may have a laminated structure in which a high melting point metal layer 60 and a low melting point metal layer 61 are laminated as shown in FIG.

この場合、可溶導体13は、図10(A)に示すように、第1、第2の電極11,12に支持される下層と、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60の上面に上層となる低融点金属層61を積層してもよく、反対に下層となる低融点金属層61の上面に上層となる高融点金属層60を積層してもよい。あるいは、可溶導体13は、図10(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60の上下面に外層となる低融点金属層61を積層してもよく、反対に内層となる低融点金属層61の上下面に外層となる高融点金属層60を積層してもよい。   In this case, as shown in FIG. 10A, the soluble conductor 13 has a two-layer structure composed of a lower layer supported by the first and second electrodes 11 and 12 and an upper layer stacked on the lower layer. The low melting point metal layer 61 that is the upper layer may be laminated on the upper surface of the lower melting point metal layer 60 that is formed, and conversely, the upper melting point metal layer 60 that is the upper layer on the lower melting point metal layer 61 that is the lower layer. May be laminated. Alternatively, the soluble conductor 13 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. 10 (B), and the refractory metal layer 60 serving as the inner layer. The low melting point metal layer 61 serving as the outer layer may be stacked on the upper and lower surfaces of the upper layer, and the high melting point metal layer 60 serving as the outer layer may be stacked on the upper and lower surfaces of the low melting point metal layer 61 serving as the inner layer.

また、可溶導体13は、図11に示すように、高融点金属層60と低融点金属層61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、可溶導体13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。   Further, the soluble conductor 13 may have a multilayer structure of four or more layers in which the high melting point metal layers 60 and the low melting point metal layers 61 are alternately laminated as shown in FIG. In this case, the soluble conductor 13 may have a structure in which the entire surface or a pair of opposite side surfaces are covered with a metal layer constituting the outermost layer.

また、可溶導体13は、内層を構成する低融点金属層61の表面に高融点金属層60をストライプ状に部分的に積層させてもよい。図12は、可溶導体13の平面図である。   In the soluble conductor 13, the high melting point metal layer 60 may be partially laminated in a stripe shape on the surface of the low melting point metal layer 61 constituting the inner layer. FIG. 12 is a plan view of the fusible conductor 13.

図12(A)に示す可溶導体13は、低融点金属層61の表面に、幅方向に所定間隔で、線状の高融点金属層60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62が形成され、この開口部62から低融点金属層61が露出されている。可溶導体13は、低融点金属層61が開口部62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60の溶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62は、例えば、低融点金属層61に高融点金属層60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 soluble conductor 13 shown in FIG. 12A has a longitudinal direction by forming a plurality of linear refractory metal layers 60 in the longitudinal direction at predetermined intervals in the width direction on the surface of the low melting point metal layer 61. A linear opening 62 is formed along the opening, and the low melting point metal layer 61 is exposed from the opening 62. The fusible conductor 13 exposes the low melting point metal layer 61 from the opening 62, thereby increasing the contact area between the melted low melting point metal and the high melting point metal and further promoting the erosion action of the high melting point metal layer 60. The fusing property can be improved. The opening 62 can be formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 61 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 60.

また、可溶導体13は、図12(B)に示すように、低融点金属層61の表面に、長手方向に所定間隔で、線状の高融点金属層60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62を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 12B, the soluble conductor 13 is formed by forming a plurality of linear refractory metal layers 60 in the width direction on the surface of the low melting point metal layer 61 at predetermined intervals in the longitudinal direction. Thus, the linear opening 62 may be formed along the width direction.

また、可溶導体13は、図13に示すように、低融点金属層61の表面に高融点金属層60を形成するとともに、高融点金属層60の全面に亘って円形の開口部63が形成され、この開口部63から低融点金属層61を露出させてもよい。開口部63は、例えば、低融点金属層61に高融点金属層60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. 13, the soluble conductor 13 forms a refractory metal layer 60 on the surface of the low melting point metal layer 61, and a circular opening 63 is formed over the entire surface of the refractory metal layer 60. The low melting point metal layer 61 may be exposed from the opening 63. The opening 63 can be formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 61 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 60.

可溶導体13は、低融点金属層61が開口部63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、高融点金属の溶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。   The fusible conductor 13 is exposed to the low melting point metal layer 61 through the opening 63, thereby increasing the contact area between the molten low melting point metal and the high melting point metal, further promoting the erosion action of the high melting point metal and fusing. Can be improved.

また、可溶導体13は、図14に示すように、内層となる高融点金属層60に多数の開口部64を形成し、この高融点金属層60に、メッキ技術等を用いて低融点金属層61を成膜し、開口部64内に充填してもよい。これにより、可溶導体13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. 14, the soluble conductor 13 has a large number of openings 64 formed in the refractory metal layer 60 serving as an inner layer, and the refractory metal layer 60 is formed with a low melting point metal using a plating technique or the like. The layer 61 may be formed and filled in the opening 64. As a result, the soluble conductor 13 increases the area where the molten low melting point metal contacts the high melting point metal, so that the low melting point metal can corrode the high melting point metal in a shorter time.

また、可溶導体13は、低融点金属層61の体積を、高融点金属層60の体積よりも多く形成することが好ましい。可溶導体13は、高融点金属体15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、可溶導体13は、低融点金属層61の体積を、高融点金属層60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間の遮断を行うことができる。   Further, it is preferable that the soluble conductor 13 is formed so that the volume of the low melting point metal layer 61 is larger than the volume of the high melting point metal layer 60. The soluble conductor 13 is heated by the refractory metal body 15, so that the refractory metal is melted by melting the refractory metal, and can thereby be melted and blown quickly. Therefore, the soluble conductor 13 promotes this erosion by forming the volume of the low melting point metal layer 61 larger than the volume of the high melting point metal layer 60, and promptly prompts the first and second electrodes 11. , 12 can be blocked.

1,40,50 スイッチ素子、10 絶縁基板、10a 表面、10f 裏面、11 第1の電極、12 第2の電極、13 可溶導体、15 高融点金属体、16 絶縁層、18 フラックス、19 接続部、20 カバー部材、21 側壁、22 天面部、23 カバー部電極、30 警報回路、31 警報器、32 機能回路、35 第1のヒューズ、36 第2のヒューズ 1, 40, 50 switch element, 10 insulating substrate, 10a surface, 10f back surface, 11 first electrode, 12 second electrode, 13 soluble conductor, 15 refractory metal body, 16 insulating layer, 18 flux, 19 connection Part, 20 cover member, 21 side wall, 22 top surface part, 23 cover part electrode, 30 alarm circuit, 31 alarm device, 32 function circuit, 35 first fuse, 36 second fuse

Claims (37)

第1、第2の電極と、
上記第1、第2の電極間に跨って接続された可溶導体と、
上記可溶導体よりも融点の高い高融点金属体とを有し、
上記高融点金属体に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により、上記可溶導体を溶融させるスイッチ素子。
First and second electrodes;
A soluble conductor connected across the first and second electrodes;
A high melting point metal body having a melting point higher than that of the soluble conductor,
A switch element that melts the soluble conductor by heat generated by overcurrent exceeding the rated current flowing in the refractory metal body.
上記高融点金属体は、上記第1、第2の電極間を遮断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱(ジュール熱)により溶断する請求項1に記載のスイッチ素子。   2. The switch element according to claim 1, wherein the refractory metal body is melted by self-heating (joule heat) accompanying an overcurrent exceeding a rated current after the first and second electrodes are interrupted. 上記高融点金属体及び上記第1、第2の電極は、絶縁基板の面上に積層された電極パターンである請求項1又は2に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 1 or 2, wherein the refractory metal body and the first and second electrodes are electrode patterns laminated on a surface of an insulating substrate. 上記高融点金属体及び上記第1、第2の電極は、銀、銅又は銀若しくは銅を主成分とする高融点金属がパターン形成されてなる請求項3に記載のスイッチ素子。   4. The switch element according to claim 3, wherein the refractory metal body and the first and second electrodes are formed by patterning silver, copper, or a refractory metal mainly composed of silver or copper. 上記高融点金属体の電極パターンは、上記可溶導体に近接する位置が相対的に細くなり、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部が形成されている請求項3又は4に記載のスイッチ素子。   The electrode pattern of the refractory metal body is formed with a heat generating portion that locally becomes heated to a high temperature when the current is concentrated because the position close to the soluble conductor is relatively narrow. The switch element as described in. 上記第1又は第2の電極の上記可溶導体が搭載されている先端部の一方と、上記発熱部とが近接されている請求項5に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 5, wherein one of the distal end portions of the first or second electrode on which the soluble conductor is mounted and the heat generating portion are close to each other. 上記第1又は第2の電極の上記可溶導体が搭載されている先端部のうち、上記発熱部と近接する一方の面積が他方の面積よりも広く、他方の電極よりも多くの上記可溶導体を保持する請求項6に記載のスイッチ素子。   Of the tip portion of the first or second electrode on which the soluble conductor is mounted, one area close to the heat generating portion is wider than the other area and more soluble than the other electrode. The switch element according to claim 6 which holds a conductor. 上記第1又は第2の電極のうち、上記発熱部と近接する一方の電極と、上記高融点金属体とが接続されている請求項6又は請求項7に記載のスイッチ素子。   8. The switch element according to claim 6, wherein, of the first and second electrodes, one of the electrodes adjacent to the heat generating portion is connected to the refractory metal body. 上記高融点金属体が絶縁層に被覆されている請求項1〜8のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 1, wherein the refractory metal body is covered with an insulating layer. 上記高融点金属体と上記絶縁基板の間に絶縁層が形成されている請求項3〜9のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 3, wherein an insulating layer is formed between the refractory metal body and the insulating substrate. 上記第1、第2の電極は、上記可溶導体が搭載されている先端部を除き、絶縁層で被覆されている請求項1〜10のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to any one of claims 1 to 10, wherein the first and second electrodes are covered with an insulating layer except for a front end portion on which the soluble conductor is mounted. 上記絶縁層は、ガラス又はガラスを主成分とする絶縁材料からなる請求項9〜11のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 9, wherein the insulating layer is made of glass or an insulating material containing glass as a main component. 上記高融点金属体は、銅若しくは銀を主成分とする箔若しくはワイヤーである請求項1又は2に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 1, wherein the refractory metal body is a foil or a wire mainly composed of copper or silver. 上記第1、第2の電極と上記高融点金属体とが、上記絶縁基板の同一平面に並んで配置されている請求項1〜13のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 1, wherein the first and second electrodes and the refractory metal body are arranged side by side on the same plane of the insulating substrate. 上記絶縁基板の一方の面において、上記第1の電極又は第2の電極の一方及び当該一方の電極に搭載されている上記可溶導体が、上記高融点金属体上に、絶縁層を介して積層されている請求項3〜7のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   On one surface of the insulating substrate, one of the first electrode or the second electrode and the soluble conductor mounted on the one electrode are placed on the refractory metal body via an insulating layer. The switch element according to claim 3, wherein the switch element is laminated. 上記絶縁基板の一方の面に上記第1、第2の電極が配置され、上記絶縁基板の他方の面に上記高融点金属体が配置され、上記高融点金属体と、上記第1の電極又は第2の電極の一方及び当該一方の電極に搭載されている上記可溶導体と重畳されている請求項3〜7のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The first and second electrodes are disposed on one surface of the insulating substrate, the refractory metal body is disposed on the other surface of the insulating substrate, and the refractory metal body and the first electrode or The switch element according to any one of claims 3 to 7, which is superimposed on one of the second electrodes and the soluble conductor mounted on the one electrode. 上記高融点金属体と上記絶縁基板の間に絶縁層が形成されている請求項15又は16に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 15 or 16, wherein an insulating layer is formed between the refractory metal body and the insulating substrate. 上記第1、第2の電極は、上記可溶導体が搭載されている先端部を除き、上記絶縁層で被覆されている請求項15〜17のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to any one of claims 15 to 17, wherein the first and second electrodes are covered with the insulating layer except for a tip portion on which the soluble conductor is mounted. 上記絶縁層は、ガラス又はガラスを主成分とする絶縁材料からなる請求項15〜18のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 15, wherein the insulating layer is made of glass or an insulating material containing glass as a main component. 上記絶縁基板は、セラミックス基板である請求項3〜19のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 3, wherein the insulating substrate is a ceramic substrate. 上記可溶導体は、ハンダである請求項1〜20のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 1, wherein the soluble conductor is solder. 上記可溶導体は、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高融点金属体の発熱により溶融し、上記高融点金属を溶食する請求項1〜20のいずれか1項に記載のスイッチ素子。
The soluble conductor contains a low melting point metal and a high melting point metal,
The switch element according to any one of claims 1 to 20, wherein the low-melting-point metal melts due to heat generation of the high-melting-point metal body and erodes the high-melting-point 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22記載のスイッチ素子。
The low melting point metal is solder,
The switch element according to claim 22, wherein the refractory metal is Ag, Cu, or an alloy containing Ag or Cu as a main component.
上記可溶導体は、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22又は23に記載のスイッチ素子。   24. The switch element according to claim 22 or 23, wherein the soluble conductor has a coating structure in which an inner layer is a high melting point metal and an outer layer is a low melting point metal. 上記可溶導体は、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22又は23に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 22 or 23, wherein the soluble conductor has an inner layer made of a low melting point metal and an outer layer made of a high melting point metal. 上記可溶導体は、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22又は23に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 22 or 23, wherein the soluble conductor has a laminated structure in which a low melting point metal and a high melting point metal are laminated. 上記可溶導体は、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22又は23に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 22 or 23, wherein the 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. 上記可溶導体は、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22又は23に記載のスイッチ素子。   The switch element according to claim 22 or 23, wherein the soluble conductor is provided with an opening in a high melting point metal formed on a surface of the low melting point metal constituting the inner layer. 上記可溶導体は、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22又は23に記載のスイッチ素子。   The soluble conductor has a high melting point metal layer having a number of openings and a low melting point metal layer formed on the high melting point metal layer, and the opening is filled with a low melting point metal. Item 24. The switch element according to item 22 or 23. 上記可溶導体は、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22〜29のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to any one of claims 22 to 29, wherein the soluble conductor has a volume of a low-melting-point metal larger than a volume of a high-melting-point metal. 上記可溶導体の上にフラックスがコーティングされている請求項1〜30のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to any one of claims 1 to 30, wherein a flux is coated on the soluble conductor. 上記第1及び第2の電極表面に、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1〜31のいずれか1項に記載のスイッチ素子。   The switch element according to any one of claims 1 to 31, wherein the first and second electrode surfaces are coated with any of Ni / Au plating, Ni / Pd plating, and Ni / Pd / Au plating. . 上記絶縁基板上に設けられ、内部を保護するカバー部材を備え、
上記カバー部材は、上記第1及び第2の電極のいずれか一方と重畳する位置に、カバー部電極が設けられている請求項3〜32のいずれか1項に記載のスイッチ素子。
A cover member provided on the insulating substrate for protecting the inside;
The switch element according to any one of claims 3 to 32, wherein the cover member is provided with a cover portion electrode at a position overlapping with any one of the first and second electrodes.
第1のヒューズが搭載されることにより接続されるとともに外部回路と接続された第1及び第2の電極を有し、上記第1及び第2の電極が開放することにより上記外部回路への給電を停止させるスイッチ部と、
上記第1のヒューズの融点よりも高い融点を有し、上記スイッチ部と電気的に独立して形成された機能回路に接続される第2のヒューズとを備え、
上記第2のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により、上記第1のヒューズを溶融させて上記第1、第2の電極間を遮断させ上記外部回路への給電を停止させるスイッチ回路。
A first fuse is connected to the external circuit and the first and second electrodes are connected to the external circuit, and the first and second electrodes are opened to supply power to the external circuit. A switch part for stopping
A second fuse having a melting point higher than the melting point of the first fuse and connected to a functional circuit formed electrically independent of the switch portion;
A switch circuit that melts the first fuse and interrupts the first and second electrodes to stop the power supply to the external circuit due to heat generated by overcurrent exceeding the rated current flowing in the second fuse. .
上記第2のヒューズが、上記第1のヒューズを遮断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱(ジュール熱)により溶断する請求項34記載のスイッチ回路。   35. The switch circuit according to claim 34, wherein the second fuse is blown by self-heating (Joule heat) accompanying an overcurrent exceeding a rated current after the first fuse is cut off. 互いに開放されるとともに、第1のヒューズが搭載されることにより接続された第1、第2の電極を有し、上記第1、第2の電極が開放することにより警報器への給電を停止する作動回路と、
上記作動回路と電気的に独立して形成され、上記第1のヒューズの融点よりも高い融点を有する第2のヒューズと、上記第2のヒューズが電源に直列に繋がる機能回路を有する制御回路とを備え、
上記機能回路の異常時に上記第2のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により、上記第1のヒューズを溶融させて上記第1、第2の電極間を遮断させ上記警報器への給電を停止させる警報回路。
The first and second electrodes are connected to each other by being opened, and the power supply to the alarm is stopped by opening the first and second electrodes. An operating circuit to
A second fuse formed electrically independent of the operating circuit and having a melting point higher than the melting point of the first fuse; and a control circuit having a functional circuit in which the second fuse is connected in series to a power source; With
When the functional circuit is abnormal, the first fuse is melted and the first and second electrodes are disconnected by the heat generated by the overcurrent exceeding the rated current flowing through the second fuse. Alarm circuit that stops power supply.
上記第2のヒューズが、上記第1のヒューズを遮断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱(ジュール熱)により溶断する請求項36に記載の警報回路。   The alarm circuit according to claim 36, wherein the second fuse is blown by self-heating (Joule heat) accompanying an overcurrent exceeding a rated current after the first fuse is cut off.
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