KR102370805B1 - 단락 소자 - Google Patents

Abstract

발열체의 급전 회로가 차단되기 전에 개방 전극간을 단락시키는 단락 소자를 얻는다. 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 과, 제 1 전극 (11) 과 함께 제 1 가용 도체 (14) 를 지지하는 제 1 지지 전극 (21) 과, 제 2 전극 (12) 과 함께 제 2 가용 도체 (15) 를 지지하는 제 2 지지 전극 (22) 과, 발열체 (16) 와, 발열체 (16) 및 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 제 1 전극 (11) 과 접속되어 있는 제 3 전극 (13) 을 갖고, 발열체 (16), 제 3 전극 (13), 제 1 가용 도체 (14), 및 제 1 전극 (11) 을 거치는 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 가 형성되고, 발열체 (16) 의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 가 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 측으로 편의, 응집됨으로써 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 단락된 후, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단된다.

Description

단락 소자{SHORT-CIRCUITING ELEMENT}

본 출원은 일본 특허출원 2013-240265호 (2013년 11월 20일 출원) 의 우선권을 주장하는 것으로, 당해 출원의 개시 전체를 여기에 참조를 위해 도입한다.

본 발명은 개방 상태의 전원 라인이나 신호 라인을 전기 신호에 의해 물리적 또한 전기적으로 단락시키는 단락 소자에 관한 것이다.

충전하여 반복 이용할 수 있는 이차 전지의 상당수는, 배터리 팩으로 가공되어 사용자에세 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 사용자 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해, 일반적으로 과충전 보호, 과방전 보호 등의 몇 가지의 보호 회로를 배터리 팩에 내장하여, 소정의 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다.

이런 종류의 보호 소자에는, 배터리 팩에 내장된 FET 스위치를 사용하여 출력의 ON/OFF 를 실시함으로써, 배터리 팩의 과충전 보호 또는 과방전 보호 동작을 실시하는 것이 있다. 그러나, 어떠한 원인에 의해 FET 스위치가 단락 파괴된 경우, 번개 서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흐른 경우, 혹은 배터리 셀의 수명에 의해 출력 전압이 이상 (異常) 적으로 저하되거나, 반대로 과대한 이상 전압을 출력하거나, 직렬 접속 배터리 셀의 각각의 전압 편차가 커지거나 한 경우에도, 배터리 팩이나 전자 기기는, 발화 등의 사고로부터 보호되어야 한다. 그래서, 이와 같은 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 휴즈 소자로 이루어지는 보호 소자가 사용되고 있다.

리튬 이온 이차 전지용 등의 보호 회로의 보호 소자로는, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 전류 경로 상의 제 1 전극, 발열체 인출 전극, 제 2 전극간에 걸쳐 가용 (可溶) 도체를 접속하여 전류 경로의 일부를 이루고, 이 전류 경로 상의 가용 도체를, 과전류에 의한 자기 발열, 혹은 보호 소자 내부에 형성된 발열체에 의해 용단하는 것이 있다. 이와 같은 보호 소자에서는, 용융된 액체상의 가용 도체를 발열체에 연결되는 도체층 상에 모음으로써 제 1, 제 2 전극간을 분리하여 전류 경로를 차단한다.

일본 공개특허공보 2010-003665호 일본 공개특허공보 2004-185960호 일본 공개특허공보 2012－003878호

그런데, 최근, 배터리와 모터를 사용한 HEV (Hybrid Electric Vehicle) 나 EV (Electric Vehicle) 가 급속히 보급되고 있다. HEV 나 EV 의 동력원으로는, 에너지 밀도와 출력 특성으로부터 리튬 이온 이차 전지가 사용되게 되어 오고 있다. 자동차 용도에서는, 고전압, 대전류가 필요해진다. 이 때문에, 고전압, 대전류에 견딜 수 있는 전용 셀이 개발되어 있지만, 제조 비용 상의 문제로부터 많은 경우, 복수의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 접속함으로써, 범용 셀을 사용하여 필요한 전압 전류를 확보하고 있다.

여기서, 고속 이동 중인 자동차 등에서는, 급격한 구동력의 저하나 급정지는 오히려 위험한 경우가 있어, 비상시를 상정한 배터리 관리가 요구되고 있다. 예를 들어, 주행 중에 배터리 시스템의 이상이 일어났을 때에도, 수리 공장 혹은 안전한 장소까지 이동하기 위한 구동력, 혹은 해저드 램프나 에어콘용의 구동력을 공급할 수 있는 것이 위험 회피상 바람직하다.

그러나, 특허문헌 1 과 같은 복수의 배터리 셀이 직렬로 접속된 배터리 팩에 있어서는, 충방전 경로 상에만 보호 소자를 형성한 경우, 배터리 셀의 일부에 이상이 발생하여 보호 소자를 작동시키면, 배터리 팩 전체의 충방전 경로가 차단되어, 더 이상 전력을 공급할 수 없다.

그래서, 복수 셀로 구성된 배터리 팩 내의 이상이 있는 배터리 셀만을 배제하고, 정상인 배터리 셀을 유효하게 활용하기 위해, 이상이 있는 배터리 셀만을 바이패스하는 바이패스 경로를 형성할 수 있는 단락 소자가 제안되어 있다.

도 28 에 단락 소자의 일 구성예를 나타내고, 도 29 에 단락 소자를 적용한 배터리 회로의 회로도를 나타낸다. 이 단락 소자 (50) 는, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 충방전 경로 상에 있어서 배터리 셀 (51) 과 병렬로 접속되고, 정상시에는 개방되어 있는 제 1, 제 2 개방 전극 (52, 53) 과, 용융됨으로써 제 1, 제 2 개방 전극 (52, 53) 간을 단락시키는 2 개의 가용 도체 (54, 54) 와, 가용 도체 (54) 와 직렬로 접속되어, 당해 가용 도체 (54) 를 용융시키는 발열체 (55) 를 갖는다.

단락 소자 (50) 는, 세라믹 기판 등의 절연 기판 (60) 상에, 발열체 (55) 및 발열체 (55) 의 일단과 접속된 외부 접속 전극 (61) 이 형성되어 있다. 또, 단락 소자 (50) 는, 발열체 (55) 상에, 유리 등의 절연층 (62) 을 통하여 발열체 (55) 의 타단과 접속된 발열체 전극 (63), 제 1, 제 2 개방 전극 (52, 53), 및 제 1, 제 2 개방 전극 (52, 53) 과 함께 가용 도체 (54) 를 지지하는 제 1, 제 2 지지 전극 (64, 65) 이 형성되어 있다.

제 1 지지 전극 (64) 은, 절연층 (62) 상에 노출되어 있는 발열체 전극 (63) 과 접속되고, 또, 제 1 개방 전극 (52) 과 인접되어 있다. 제 1 지지 전극 (64) 은, 제 1 개방 전극 (52) 과 함께 일방의 가용 도체 (54) 의 양측을 지지하고 있다. 마찬가지로, 제 2 지지 전극 (65) 은, 제 2 개방 전극 (53) 과 인접되어, 제 2 개방 전극 (53) 과 함께 타방의 가용 도체 (54) 의 양측을 지지하고 있다.

단락 소자 (50) 는, 외부 접속 전극 (61) 으로부터, 발열체 (55), 발열체 전극 (63), 가용 도체 (54) 를 거쳐, 제 1 개방 전극 (52) 에 이르는, 발열체 (55) 로의 급전 경로가 구성된다.

발열체 (55) 는, 이 급전 경로를 통하여 전류가 흐름으로써 자기 발열되고, 이 열 (줄열) 에 의해 가용 도체 (54) 를 용융시킨다. 도 29 에 나타내는 바와 같이, 발열체 (55) 는, 외부 접속 전극 (61) 을 통하여 FET 등의 전류 제어 소자 (56) 와 접속되어 있다. 전류 제어 소자 (56) 는, 배터리 셀 (51) 의 정상시에는 발열체 (55) 로의 급전을 규제하고, 이상시에 충방전 경로를 통하여 발열체 (55) 로 전류가 흐르도록 제어한다.

단락 소자 (50) 가 사용된 배터리 회로는, 배터리 셀 (51) 에 이상 전압 등이 검출되면, 보호 소자 (57) 에 의해 당해 배터리 셀 (51) 을 충방전 경로 상으로부터 차단함과 함께, 전류 제어 소자 (56) 를 작동시켜, 발열체 (55) 로 전류를 흘린다. 이로써, 발열체 (55) 의 열에 의해 가용 도체 (54) 가 용융된다. 가용 도체 (54) 는, 상대적으로 광면적인 제 1, 제 2 개방 전극 (52, 53) 측으로 편의 (偏倚) 된 후 용융되고, 용융 도체가 2 개의 개방 전극 (52, 53) 간에 걸쳐 응집, 결합된다. 따라서, 개방 전극 (52, 53) 은 가용 도체 (54) 의 용융 도체에 의해 단락되고, 이로써, 배터리 셀 (51) 을 바이패스하는 전류 경로를 형성할 수 있다.

또, 단락 소자 (50) 는, 가용 도체 (54) 가 제 1 개방 전극 (52) 측으로 이동됨과 함께 용융됨으로써, 제 1 지지 전극 (64) 과 제 1 개방 전극 (52) 간이 개방되고, 이로써 발열체 (55) 로의 급전 경로가 차단되기 때문에, 발열체 (55) 의 발열이 정지된다.

여기서, 이런 종류의 단락 소자 (50) 에 있어서는, 가용 도체 (54) 의 용융에 의해 개방 전극 (52, 53) 간을 확실하게 단락시키는 것이 요구된다. 즉, 단락 소자 (50) 는, 가용 도체 (54) 의 용융 도체가 개방 전극 (52, 53) 간에 걸쳐 응집됨으로써 개방 전극 (52, 53) 을 단락시키는 것이고, 또 가용 도체 (54) 가 용융되면 제 1 지지 전극 (64) 과 제 1 개방 전극 (52) 간이 개방되고, 이로써 발열체 (55) 로의 급전 경로가 차단되어, 더 이상 가용 도체 (54) 의 가열을 할 수 없게 된다.

따라서, 단락 소자 (50) 는, 가용 도체 (54) 의 용융 도체가 개방 전극 (52, 53) 간에 걸쳐 응집되기 전에, 가용 도체 (54) 의 이동에 의해 제 1 지지 전극 (64) 과 제 1 개방 전극 (52) 간이 개방된 경우에는, 제 1, 제 2 개방 전극 (52, 53) 을 단락시킬 수 없는 상태에서, 발열체 (55) 로의 통전도 정지되기 때문에, 바이패스 전류 경로를 형성할 수 없다. 그 때문에, 배터리 회로 등의 각종 회로에 있어서는, 가용 도체의 용융에 의해 확실하게 개방 전극간을 단락시켜 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있는 단락 소자가 요망되고 있다.

또, 전원 회로 이외에도, 예를 들어 각종 디바이스의 액티베이션을 소프트웨어로 실시하는 것이 아니라, 단락 소자를 사용하여 물리적, 불가역적으로 실시하는 등의 용도에 있어서도, 가용 도체의 용융에 의해 개방 전극간을 단락시키고, 기능 회로를 도통시킴으로써, 확실하게 당해 디바이스의 액티베이션을 실시하는 것도 제안되어 있다. 이런 종류의 액티베이션 회로에 있어서도, 가용 도체의 용융에 의해 확실하게 개방 전극간을 단락시키고, 기능 회로를 도통시키는 것이 필요해진다.

그래서, 본 발명은 발열체의 급전 회로가 차단되기 전에, 확실하게 개방 전극간을 단락시킬 수 있는 단락 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관련된 단락 소자는, 서로 근접 배치됨과 함께 개방되어 있는 제 1, 제 2 전극과, 상기 제 1 전극에 인접된 제 1 지지 전극과, 상기 제 2 전극에 인접된 제 2 지지 전극과, 상기 제 1 전극 및 제 1 지지 전극에 지지된 제 1 가용 도체와, 상기 제 2 전극 및 제 2 지지 전극에 지지된 제 2 가용 도체와, 상기 제 1, 제 2 가용 도체를 용융시키는 발열체와, 상기 제 1 전극에 근접 배치됨과 함께 개방되고, 상기 발열체와 접속됨과 함께 상기 제 1 가용 도체를 통하여 상기 제 1 전극과 접속되어 있는 제 3 전극을 갖고, 상기 발열체, 상기 제 3 전극, 상기 제 1 가용 도체, 및 상기 제 1 전극을 경유하는 상기 발열체로의 급전 경로가 형성되고, 상기 발열체의 발열에 의해 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어 상기 제 1, 제 2 전극측으로 편의됨으로써, 그 가용 도체의 용융 도체를 통하여 상기 제 1, 제 2 전극이 단락되고, 상기 제 1 가용 도체가 상기 제 1 전극 상에 응집됨으로써, 상기 제 1, 제 3 전극이 차단되는 것이다.

또, 본 발명에 관련된 단락 소자는, 서로 근접 배치됨과 함께 개방되어 있는 제 1, 제 2 전극과, 상기 제 1 전극에 지지된 제 1 가용 도체와, 상기 제 1 가용 도체를 용융시키는 발열체와, 상기 제 1 전극에 근접 배치됨과 함께 개방되고, 상기 발열체와 접속됨과 함께 상기 제 1 가용 도체를 통하여 상기 제 1 전극과 접속되어 있는 제 3 전극을 갖고, 상기 발열체, 상기 제 3 전극, 상기 제 1 가용 도체, 및 상기 제 1 전극을 경유하는 상기 발열체로의 급전 경로가 형성되고, 상기 발열체의 발열에 의해 상기 제 1 가용 도체가 용융되어 상기 제 1, 제 2 전극 상에 응집됨으로써, 그 가용 도체의 용융 도체를 통하여 상기 제 1, 제 2 전극이 단락되고, 상기 제 1 가용 도체가 상기 제 1 전극 상에 응집됨으로써, 상기 제 1, 제 3 전극이 차단되는 것이다.

본 발명에 의하면, 제 1 가용 도체를 지지하는 제 1 지지 전극과는 별개로, 발열체로의 급전 경로를 구성하는 제 3 전극을 형성하고 있기 때문에, 발열체에 의해 가열된 제 1 가용 도체가 편의, 용융됨으로써 제 1 전극과 제 1 지지 전극이 차단된 경우에도, 용융 도체를 통하여 제 1, 제 2 전극이 단락되는 것보다 먼저 발열체로의 급전 경로가 차단되는 사태를 방지할 수 있어, 확실하게 제 1, 제 2 전극을 단락시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 단락 소자를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명에 관련된 단락 소자의 전극 배치를 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 본 발명에 관련된 단락 소자의 동작 전의 상태를 나타내는 회로도이다.
도 4 는, 발열체에 의해 가열된 제 1, 제 2 가용 도체가 편의되어 있는 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 5 는, 제 1, 제 2 가용 도체의 용융 도체가 결합됨으로써 제 1, 제 2 전극이 단락됨과 함께, 제 3 전극과의 도통이 차단된 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 6 은, 본 발명에 관련된 단락 소자의 동작 후의 상태를 나타내는 회로도이다.
도 7 은, 가용 도체를 지지하는 지지 전극과 발열체로 급전을 실시하는 전극을 겸용한 단락 소자에 있어서, 제 1, 제 2 전극의 단락 전에, 급전 회로가 차단된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8 은, 제 3 전극과 중첩되지 않는 위치에 발열체를 형성한 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 9 는, 제 2 지지 전극 및 제 2 가용 도체를 형성하지 않은 단락 소자의 전극 배치를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 10 은, 제 2 지지 전극 및 제 2 가용 도체를 형성하지 않은 단락 소자의 동작 전의 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 11 은, 제 2 지지 전극 및 제 2 가용 도체를 형성하지 않은 단락 소자에 있어서, 발열체에 의해 가열된 제 1 가용 도체가 편의되어 있는 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 12 는, 제 2 지지 전극 및 제 2 가용 도체를 형성하지 않은 단락 소자에 있어서, 제 1 가용 도체의 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극이 단락됨과 함께, 제 3 전극과의 도통이 차단된 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 13 은, 본 발명에 관련된 단락 소자가 적용된 배터리 회로를 나타내는 회로도이다.
도 14 는, 절연 기판의 표면에 발열체를 형성한 단락 소자를 나타내는 단면도이다.
도 15 는, 절연 기판의 이면에 발열체를 형성한 단락 소자를 나타내는 단면도이다.
도 16 은, 절연 기판의 내부에 발열체를 형성한 단락 소자를 나타내는 단면도이다.
도 17 은, 절연 기판의 표면에, 제 1 ∼ 제 3 전극과 병렬되어 발열체를 형성한 단락 소자를 나타내는 단면도이다.
도 18 은, 고융점 금속층과 저융점 금속층을 갖고, 피복 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 사시도이고, (A) 는 고융점 금속층을 내층으로 하여 저융점 금속층으로 피복한 구조를 나타내고, (B) 는 저융점 금속층을 내층으로 하여 고융점 금속층으로 피복한 구조를 나타낸다.
도 19 는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 사시도이고, (A) 는 상하 2 층 구조, (B) 는 내층 및 외층의 3 층 구조를 나타낸다.
도 20 은, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 다층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 단면도이다.
도 21 은, 고융점 금속층의 표면에 선상의 개구부가 형성되어 저융점 금속층이 노출되어 있는 가용 도체를 나타내는 평면도이고, (A) 는 길이 방향을 따라 개구부가 형성된 것, (B) 는 폭 방향을 따라 개구부가 형성된 것이다.
도 22 는, 고융점 금속층의 표면에 원형의 개구부가 형성되어 저융점 금속층이 노출되어 있는 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 23 은, 고융점 금속층에 원형의 개구부가 형성되고, 내부에 저융점 금속이 충전된 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 24 는, 고융점 금속에 의해 둘러싸인 저융점 금속이 노출된 가용 도체를 나타내는 사시도이다.
도 25 는, 도 24 에 나타내는 가용 도체를 사용한 단락 소자의 동작 전의 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 26 은, 도 24 에 나타내는 가용 도체를 사용한 단락 소자에 있어서, 발열체에 의해 가열된 제 1, 제 2 가용 도체가 편의되어 있는 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 27 은, 도 24 에 나타내는 가용 도체를 사용한 단락 소자에 있어서, 제 1, 제 2 가용 도체의 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극이 단락됨과 함께, 제 3 전극과의 도통이 차단된 상태를 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 단면도이다.
도 28 은, 가용 도체를 지지하는 지지 전극과 발열체로의 급전을 실시하는 전극을 겸용한 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 29 는, 도 28 에 나타내는 단락 소자를 적용한 배터리 회로의 회로도이다.

이하, 본 발명이 적용된 단락 소자에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다. 또, 도면은 모식적인 것으로, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 한다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

본 발명이 적용된 단락 소자 (1) 는, 도 1(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (10) 상에, 서로 근접 배치됨과 함께 개방되어 있는 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 과, 제 1 전극 (11) 에 지지된 제 1 가용 도체 (14) 와, 제 2 전극 (12) 에 지지된 제 2 가용 도체 (15) 와, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 용융시키는 발열체 (16) 와, 제 1 전극 (11) 에 근접 배치됨과 함께 개방되고, 발열체 (16) 와 접속됨과 함께 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 제 1 전극 (11) 과 접속되어 있는 제 3 전극 (13) 이 형성되어 있다.

[절연 기판]

절연 기판 (10) 은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재를 사용하여 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 절연 기판 (10) 은, 그 외에도, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 되지만, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 용단시의 온도에 유의할 필요가 있다.

[발열체]

발열체 (16) 는, 비교적 저항값이 높아 통전되면 발열되는 도전성을 갖는 부재로서, 예를 들어 W, Mo, Ru 등으로 이루어진다. 이들 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하여, 소성하거나 함으로써 형성한다.

발열체 (16) 는, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에서 절연층 (17) 에 피복되어 있다. 절연층 (17) 은, 발열체 (16) 의 보호 및 절연을 도모함과 함께, 발열체 (16) 의 열을 효율적으로 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 에 전달하기 위해 형성되고, 예를 들어 유리층으로 이루어진다. 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 발열체 (16) 에 의해 가열됨으로써, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 용융 도체를 쉽게 응집되게 할 수 있다. 절연층 (17) 상에는, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼13), 및 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 이 형성된다.

또, 발열체 (16) 는 일단이 발열체 전극 (18) 과 접속되고, 타단이 발열체 인출 전극 (19) 을 통하여 제 3 전극 (13) 과 접속되어 있다. 발열체 전극 (18) 은, 절연 기판 (10) 의 측연부로 도출된 외부 접속 단자 (18a) 가 형성되어 있다. 발열체 (16) 는, 이 외부 접속 단자 (18a) 를 통하여 외부 회로와 접속된다.

[제 1 ∼ 제 3 전극, 제 1, 제 2 지지 전극]

제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 근접 배치됨과 함께 개방되고, 단락 소자 (1) 가 작동함으로써, 후술하는 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 용융 도체가 응집, 결합되어, 이 용융 도체를 통하여 단락되는 스위치 (2) 를 구성한다. 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 각각 절연 기판 (10) 의 측연부에 외부 접속 단자 (11a, 12a) 가 형성되어 있다. 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 이들 외부 접속 단자 (11a, 12a) 를 통하여 전원 회로나 디지털 신호 회로 등의 외부 회로와 접속되어 단락 소자 (1) 가 동작함으로써, 당해 외부 회로의 바이패스 전류 경로, 혹은 기능 회로로의 급전 경로 (3) 가 된다.

제 3 전극 (13) 은, 절연층 (17) 상에 형성되고, 발열체 인출 전극 (19) 을 통하여 발열체 (16) 와 접속됨과 함께, 제 1 전극 (11) 에 근접 배치되어 있다. 또, 제 3 전극 (13) 은, 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 제 1 전극 (11) 과 접속되어 있다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 발열체 전극 (18), 발열체 (16), 발열체 인출 전극 (19), 제 3 전극 (13), 제 1 가용 도체 (14), 및 제 1 전극 (11) 을 경유하는 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 가 형성된다.

급전 경로 (3) 는, 발열체 전극 (18) 과 접속된 전류 제어 소자 (32) 에 의해 통전이 제어되고, 배터리의 이상 전압시나 디바이스의 액티베이션 등, 필요에 따라 통전되어 발열체 (16) 가 발열된다. 또, 급전 경로 (3) 는, 발열체 (16) 가 발열됨으로써 제 1 가용 도체 (14) 가 용융되면, 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 접속되어 있던 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 간이 차단되기 때문에, 급전이 정지되고, 발열체 (16) 의 발열이 멈춘다.

제 1 전극 (11) 의 제 2 전극 (12) 과 반대측에는 제 1 지지 전극 (21) 이 인접하여 형성되어 있다. 제 1 지지 전극 (21) 은, 제 1 전극 (11) 과 함께 제 1 가용 도체 (14) 를 지지하는 것으로, 절연층 (17) 상에 제 1 전극 (11) 과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다.

또, 제 2 전극 (12) 의 제 1 전극 (11) 과 반대측에는 제 2 지지 전극 (22) 이 인접하여 형성되어 있다. 제 2 지지 전극 (22) 은, 제 2 전극 (12) 과 함께 제 2 가용 도체 (15) 를 지지하는 것으로, 절연층 (17) 상에 제 2 전극 (12) 과 동일한 재료에 의해 형성되어 있다.

[코팅 처리]

여기서, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 은, Cu 나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 또, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 의 표면 상에는, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막이, 도금 처리 등의 공지된 수법에 의해 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 의 산화를 방지하여, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 확실하게 유지시킬 수 있다. 또, 단락 소자 (1) 를 리플로 실장하는 경우에, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 접속시키는 접속용 땜납 (23) 혹은 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 외층을 형성하는 저융점 금속이 용융됨으로써 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 을 용식 (땜납 침식) 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단락 소자 (1) 는, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 에만 표면 상에 Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막을 형성해도 된다.

[제 1, 제 2 가용 도체]

제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 발열체 (16) 의 발열에 의해 신속하게 용융되는 모든 금속을 사용할 수 있고, 예를 들어, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 저융점 금속을 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속으로는, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로는, Ag, Cu 또는 이것들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 단락 소자 (1) 를 리플로 실장하는 경우에, 리플로 온도가 저융점 금속의 용융 온도를 초과하여 저융점 금속이 용융되어도, 저융점 금속의 외부로의 유출을 억제하여, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 형상을 유지할 수 있다. 또, 용단시에도, 저융점 금속이 용융됨으로써, 고융점 금속을 용식 (땜납 침식) 시킴으로써, 고융점 금속의 융점 이하의 온도에서 신속하게 용단할 수 있다. 또한, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 이후에 설명하는 바와 같이, 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다.

제 1 가용 도체 (14) 는, 대략 사각형 판상으로 형성되고, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 및 제 1 지지 전극 (21) 상에, 접속용 땜납 (23) 등을 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1 가용 도체 (14) 는, 발열체 (16) 의 발열 전에 있어서는 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 간을 접속하여, 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 의 일부를 구성한다. 제 2 가용 도체 (15) 는, 대략 사각형 판상으로 형성되고, 제 2 전극 (12) 및 제 2 지지 전극 (22) 상에, 접속용 땜납 (23) 등을 통하여 접속되어 있다.

그리고, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 발열체 (16) 가 발열되면 발열체 (16) 의 열에 의해 용융되고, 용융 도체가 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상에 응집됨으로써, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시킨다.

또한, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 산화 방지, 젖음성의 향상 등을 위해, 플럭스 (24) 가 도포되어 있다.

[단락 소자의 회로 구성]

단락 소자 (1) 는, 도 3 에 나타내는 회로 구성을 갖는다. 즉, 단락 소자 (1) 는, 동작 전의 상태에 있어서, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 이 근접됨과 함께 이간됨으로써 절연되고, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 가 용융됨으로써 단락되는 스위치 (2) 를 구성한다. 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 단락 소자 (1) 가 실장되는 회로 기판의 전류 경로 상에 직렬 접속됨으로써, 전원 회로 등의 각종 외부 회로 (28A, 28B) 사이에 삽입된다.

또, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 으로부터 제 1 가용 도체 (14), 제 3 전극 (13) 및 발열체 인출 전극 (19) 을 통하여 발열체 (16) 가 연속되고, 또한 발열체 전극 (18) 에 이르는 급전 경로 (3) 가 형성된다.

단락 소자 (1) 는, 통상적으로는 발열체 전극 (18) 을 통하여 접속되어 있는 전류 제어 소자 (32) 에 의해 급전 경로 (3) 로의 통전이 제어되고 있다. 전류 제어 소자 (32) 는, 급전 경로 (3) 의 통전을 제어하는 스위치 소자이며, 예를 들어 FET 에 의해 구성되고, 단락 소자 (1) 가 삽입되는 외부 회로의 물리적인 단락 여부를 검출하는 검출 소자 (35) 와 접속되어 있다. 검출 소자 (35) 는, 단락 소자 (1) 가 삽입된 각종 외부 회로 (28A, 28B) 간을 통전할 필요가 발생했는지를 검출하는 회로이며, 예를 들어 배터리 팩의 이상 전압시에 있어서의 바이패스 전류 경로의 구축, 네트워크 통신 기기에 있어서의 해킹이나 크래킹에 대해 데이터 서버를 우회하는 바이패스 신호 경로의 구축, 혹은 디바이스나 소프트웨어의 액티베이션 등, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 단락에 의해 물리적, 불가역적으로 외부 회로 (28A, 28B) 간의 전류 경로를 단락시킬 필요가 발생한 경우에 전류 제어 소자 (32) 를 동작시킨다.

이로써, 단락 소자 (1) 는, 전류 제어 소자 (32) 에 의해 급전 경로 (3) 가 통전되고, 발열체 (16) 가 발열된다. 급전 경로 (3) 를 통하여 발열체 (16) 에 전기가 통전되면, 접속용 땜납 (23) 이 용융됨과 함께, 도 4(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 전극 (11) 측으로 편의, 용융되고, 이 용융 도체에 의해 절연되어 있던 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 단락되고, 외부 회로 (28A, 28B) 가 접속된다.

또, 단락 소자 (1) 는, 도 5(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락된 후, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간을 접속하고 있던 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 전극 (11) 측으로 편의된다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 접속되어 있던 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 간이 개방되고, 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 가 차단된다. 이로써, 발열체 (16) 로의 급전이 멈추고, 발열체 (16) 의 발열이 정지된다. 단락 소자 (1) 의 동작시의 회로 구성을 도 6 에 나타낸다.

이 때, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 를 지지하는 제 1 지지 전극 (21) 과, 제 1 가용 도체 (14) 와 접속되어 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 를 구성하는 제 3 전극 (13) 을 분리하여 형성하고 있다. 이 점, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 도 4A 의 제 1 지지 전극 (21) 과 제 3 전극 (13) 을 일체화하고, 제 1 지지 전극 (64) 과 같이 한 구성에서는, 제 1 지지 전극 (64) 과 제 1 전극 (52) 간에 있어서 제 1 가용 도체 (54) 가 제 1 전극 (52) 측으로 편의됨으로써 발열체 (55) 로의 급전 경로가 차단되고, 제 1 가용 도체 (54) 가 용융되어 제 1, 제 2 전극 (52, 53) 간을 단락시키기 전에 발열체 (55) 의 발열이 정지할 가능성이 있었다. 또, 제 1 가용 도체 (54) 의 편의에 의한 제 1 전극 (52) 과 제 1 지지 전극 (64) 의 차단을 방지하기 위해 제 1 지지 전극 (64) 을 폭 넓게 형성하면, 단락 소자 전체의 대형화로 이어져, 소형화를 도모할 수 없었다.

한편, 단락 소자 (1) 에서는, 제 1 지지 전극 (21) 과 제 1 전극 (11) 이 차단된 경우에도, 급전 경로 (3) 를 구성하는 제 3 전극 (13) 과의 접속은 유지되어 있기 때문에, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 단락될 때까지의 동안, 발열체 (16) 로의 급전이 정지되지 않고, 확실하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 을 단락시킬 수 있다. 또, 제 1 지지 전극 (21) 을 제 1 가용 도체 (14) 의 지지에 필요한 폭 이상으로 폭 넓게 형성할 필요도 없어, 단락 소자 (1) 의 소형화, 컴팩트화를 도모할 수 있다.

따라서, 단락 소자 (1) 는, 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락된 상태에서, 급전 경로 (3) 가 차단되기 때문에, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 단락되지 않고 급전 경로 (3) 가 차단되는 것을 방지할 수 있다.

[면적]

여기서, 제 1 전극 (11) 은, 제 3 전극 (13) 보다 면적을 넓게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (11) 을 제 3 전극 (13) 보다 길게 형성하고, 면적을 넓게 함으로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간에 걸쳐 탑재되어 있는 제 1 가용 도체 (14) 가 가열되면, 제 1 가용 도체 (14) 가 광면적인 제 1 전극 (11) 측으로 편의됨과 함께, 용융 도체의 대부분이 제 1 전극 (11) 상으로 끌어 당겨진다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 상에 응집된 용융 도체에 의해 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 을 단락시킬 수 있고, 또, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 간에 있어서 용단됨으로써, 급전 경로 (3) 를 차단할 수 있다.

또, 제 1 전극 (11) 은, 제 1 지지 전극 (21) 보다 면적을 넓게 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (11) 을 제 1 지지 전극 (21) 보다 폭 넓게 형성하여 면적을 넓게 함으로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 과 제 1 지지 전극 (21) 간에 걸쳐 탑재되어 있는 제 1 가용 도체 (14) 가 가열되면, 제 1 가용 도체 (14) 가 광면적인 제 1 전극 (11) 측으로 편의됨과 함께, 용융 도체의 대부분은 제 1 전극 (11) 상으로 끌어 당겨진다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 상에 응집된 용융 도체에 의해 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 을 단락시킬 수 있다.

마찬가지로, 제 2 전극 (12) 은, 제 2 지지 전극 (22) 보다 면적을 넓게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 2 가용 도체 (15) 가 가열되면, 제 2 가용 도체 (15) 가, 광면적인 제 2 전극 (12) 측으로 편의됨과 함께, 용융 도체의 대부분은 제 2 전극 (12) 상으로 끌어 당겨진다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상에 응집된 용융 도체에 의해 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 을 단락시킬 수 있다.

[간격]

또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 을, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 의 간격 (G2) 이상으로 하는 (G1 ≥ G2) 것이 바람직하다. 상기 서술한 바와 같이, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간의 단락은, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 측으로의 편의, 용융에 의해 일어난다. 동일하게 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 차단도 제 1 가용 도체 (14) 의 제 1 전극 (11) 측으로의 편의, 용융에 의해 일어난다.

따라서, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 이, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 의 간격 (G2) 보다 넓게 형성됨으로써 (G1 ＞ G2), 제 1 가용 도체 (14) 의 이동 거리는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간 (G2) 이 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간 (G1) 보다 짧아진다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 차단보다 빨리 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

또, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 이, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 의 간격 (G2) 과 등거리 (G1 = G2) 인 경우에도, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 간에서는, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 가 서로 근접하는 방향으로 이동하기 때문에, 단락까지 필요로 하는 이동 거리는, 제 1 가용 도체 (14) 만으로 제 1 전극 (11) 측으로 이동하는 거리보다 짧아진다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 차단보다 빨리 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시킬 수 있다. 즉, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락되기 전에 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단되어, 발열체 (16) 로의 급전이 정지됨으로써 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락 불능이 되는 사태를 방지할 수 있다.

또, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 과 제 1 지지 전극 (21) 의 간격 (G3) 이, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 보다 넓게 형성되는 (G3 ＞ G1) 것이 바람직하다. 제 1 가용 도체 (14) 는, 제 1 전극 (11) 및 제 1 지지 전극 (21) 에 지지되어 있음과 함께, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간에도 접속되어 있다. 그리고, 제 1 가용 도체 (14) 는, 발열체 (16) 에 의해 가열되면, 전극 간의 간격이 넓을수록 편의가 일어나기 쉽다. 즉, 제 1 가용 도체 (14) 는, 제 1 전극 (11) 과 제 1 지지 전극 (21) 의 간격 (G3) 이, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 보다 넓으면 제 3 전극 (13) 과 제 1 전극 (11) 간에 있어서의 편의보다 먼저 제 3 전극 (13) 과 제 1 전극 (11) 간의 편의가 발생한다.

상기 서술한 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 이 제 1 지지 전극 (21) 및 제 3 전극 (13) 보다 광면적으로 형성됨으로써, 제 1 가용 도체 (14) 는, 제 1 전극 (11) 측으로 편의된다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 과 제 1 지지 전극 (21) 의 간격 (G3) 을, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 보다 넓게 형성함으로써, 발열체 (16) 에 의해 제 1 가용 도체 (14) 가 가열되면, 먼저 제 1 지지 전극 (21) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로의 편의가 발생한다.

이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 상에 편의된 제 1 가용 도체 (14) 가 용융되고, 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시키고, 그 후, 제 3 전극 (13) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로 제 1 가용 도체 (14) 가 편의되거나, 혹은 그 용융 도체가 끌어 당겨져, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간을 차단한다. 즉, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락되기 전에 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단되어, 발열체 (16) 로의 급전이 정지됨으로써 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락 불능이 되는 사태를 방지할 수 있다.

또한, 단락 소자 (1) 는, 제 2 전극 (12) 과 제 2 지지 전극 (22) 의 간격 (G4) 도, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 간격 (G1) 보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 와 함께 제 2 가용 도체 (15) 도, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 차단보다 먼저 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상에 응집되어, 보다 확실하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

[제 3 전극]

또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 제 3 전극 (13) 을, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 지지 전극 (21) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로 편의되는 편의 방향에 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 지지 전극 (21) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로 편의되었을 때, 당해 편의 방향에 제 3 전극 (13) 이 형성되어 있기 때문에, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 3 전극 (13) 으로부터 빠져, 제 1 가용 도체 (14) 를 통한 제 3 전극 (13) 과 제 1 전극 (11) 의 도통이 끊어져 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 가 차단되는 사태를 방지할 수 있다.

[발열체]

또, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 를, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 및 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 적어도 일부와 중첩되는 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 발열체 (16) 의 열이 효율적으로 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 및 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 에 전달되어, 발열 후, 신속하게 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 용융시킬 수 있다. 또, 용융 도체는, 고온의 전극 상으로 젖어서 확산되는 경향이 있기 때문에, 발열체 (16) 에 의해 가열된 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상으로 신속하게 응집되어 결합된다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 당해 용융 도체에 의해 발열체 (16) 의 발열 후, 신속하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 을 단락시킬 수 있다.

또, 이 때, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 를, 제 3 전극 (13) 과 중첩되지 않는 위치에 형성해도 된다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 의 열이, 우선적으로 제 1 가용 도체 (14) 및 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 에 전달되고, 뒤늦게 제 3 전극 (13) 에 전달된다. 그리고, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 가 가열, 용융되면, 먼저 제 1 전극 (11) 및 제 1 지지 전극 (21) 간이 용융, 차단되고, 당해 용융 도체를 통하여 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락된다. 그 후, 제 1 가용 도체 (14) 는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 용융, 차단된다.

따라서, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 가 발열을 개시하면, 먼저 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시키고, 그 후, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간을 차단한다. 즉, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락되기 전에 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단되어, 발열체 (16) 로의 급전이 정지됨으로써 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락 불능이 되는 사태를 방지할 수 있다.

[발열 중심]

또, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 의 발열 중심으로부터 제 1 지지 전극 (21) 까지의 거리보다, 제 3 전극 (13) 까지의 거리가 짧아지도록 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 발열체 (16) 의 발열 중심이란, 발열체 (16) 가 발열됨으로써 발현되는 열 분포 중, 발열 초기 단계에서 가장 고온이 되는 영역을 말한다. 발열체 (16) 로부터 발해지는 열은 절연 기판 (10) 으로부터의 방열량이 가장 많고, 절연 기판 (10) 을, 내열 충격성이 우수하지만 열전도율도 높은 세라믹스 재료에 의해 형성하거나 한 경우에는, 절연 기판 (10) 에 열이 확산된다. 그 때문에, 발열체 (16) 는 통전이 개시된 발열 초기 단계에서는, 절연 기판 (10) 과 접하는 외연으로부터 가장 먼 중심이 가장 뜨겁고, 절연 기판 (10) 과 접하는 외연을 향함에 따라 방열되어 온도가 오르기 어려워진다.

그래서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 제 3 전극 (13) 을, 제 1 지지 전극 (21) 보다, 발열체 (16) 의 발열 초기에 있어서 가장 고온이 되는 발열 중심 (C) 에 가까운 위치에 형성함으로써, 제 1 지지 전극 (21) 보다 고온이 되어, 가열된 제 1 가용 도체 (14) 가 상대적으로 편의되기 쉬워지고, 또 용융 도체가 응집된다. 제 1 지지 전극 (21) 은 절연 기판 (10) 으로부터의 방열에 의해 제 3 전극 (13) 보다 온도가 오르기 어렵기 때문에, 제 1 가용 도체 (14) 는 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 측으로 편의된다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1 전극 (11) 상으로 편의된 제 1 가용 도체 (14) 의 용융 도체가 응집됨으로써, 보다 확실하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

또한, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 제 3 전극 (13) 보다 발열체 (16) 의 발열 중심 (C) 에 가까운 위치에 형성되고, 일부가 발열 중심 (C) 상에 형성되어 있다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 제 3 전극 (13) 보다 고온이 되어, 가열된 제 1 가용 도체 (14) 가 상대적으로 편의되기 쉬워지고, 또 용융 도체가 응집된다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 단락이 먼저 실시되고, 이어서, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단된다.

[변형예]

또, 본 발명에 관련된 단락 소자는, 도 9(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 지지 전극 (22) 및 제 2 가용 도체 (15) 를 생략하고 형성해도 된다. 이 단락 소자 (40) 에서는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 및 제 1 지지 전극 (21) 간에 걸쳐 접속된 제 1 가용 도체 (14) 가 용융됨으로써 제 1 전극 (11) 상에 응집됨과 함께, 당해 용융 도체가 인접하여 형성되어 있는 제 2 전극 (12) 까지 젖어 확산되어, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 을 단락시킨다. 또한, 단락 소자 (40) 는, 제 2 지지 전극 (22) 및 제 2 가용 도체 (15) 가 생략되어 있는 것 이외에는, 상기 서술한 단락 소자 (1) 의 구성과 동일하기 때문에, 동일한 부호를 부여하고 상세는 생략한다.

도 10(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (40) 는, 작동 전에 상태에 있어서는, 접속용 땜납 (23) 에 의해 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 전극 (11) 및 제 1 지지 전극 (21) 에 지지됨과 함께, 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 이 접속되어 있다. 또, 단락 소자 (40) 는, 제 2 전극 (12) 상에는 가용 도체가 탑재되어 있지 않다. 발열체 (16) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 및 제 1 가용 도체 (14) 의 적어도 일부와 중첩되어 있다.

도 11(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (40) 는, 발열체 (16) 가 발열되면, 접속용 땜납 (23) 이 용융됨과 함께 제 1 가용 도체 (14) 가 상대적으로 광면적인 제 1 전극 (11) 측으로 편의되고, 제 1 가용 도체 (14) 를 통하여 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락된다. 또한, 이 때, 단락 소자 (40) 는, 제 1 가용 도체 (14) 를 통한 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 접속은 유지되어 있다. 그 때문에, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락될 때까지의 동안은 발열체 (16) 로의 급전이 유지되어 있다.

도 12(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (40) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 단락 후에도 더욱 발열체 (16) 가 발열됨으로써, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간을 접속하고 있던 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 전극 (11) 측으로 편의, 응집된다. 이로써, 단락 소자 (40) 는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간에 있어서 급전 경로 (3) 가 차단되고, 발열체 (16) 의 발열이 정지된다.

이 단락 소자 (40) 에 있어서도, 상기 단락 소자 (1) 와 마찬가지로, 제 1 전극 (11) 은, 제 3 전극 (13) 보다 면적을 넓게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (40) 는, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간에 걸쳐 탑재되어 있는 제 1 가용 도체 (14) 가 가열되면, 제 1 가용 도체 (14) 의 용융 도체의 대부분이 광면적인 제 1 전극 (11) 상으로 끌어 당겨진다. 따라서, 단락 소자 (40) 는, 제 1 전극 (11) 상에 응집된 용융 도체에 의해 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 을 단락시킬 수 있고, 또, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 간에 걸쳐 용단됨으로써, 급전 경로 (3) 를 차단할 수 있다.

또, 단락 소자 (40) 에 있어서도, 제 1 전극 (11) 은, 제 1 지지 전극 (21) 보다 면적을 넓게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (40) 는, 제 1 전극 (11) 과 제 1 지지 전극 (21) 간에 걸쳐 탑재되어 있는 제 1 가용 도체 (14) 가 가열되면, 제 1 가용 도체 (14) 가 광면적인 제 1 전극 (11) 측으로 편의됨과 함께, 용융 도체의 대부분이 제 1 전극 (11) 상으로 끌어 당겨진다. 따라서, 단락 소자 (40) 는, 제 1 전극 (11) 상에 응집된 용융 도체에 의해 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 을 단락시킬 수 있다.

또한, 단락 소자 (40) 에 있어서도, 제 1 전극 (11) 과 제 3 전극 (13) 의 간격 (G1) 이, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 의 간격 (G2) 보다 넓게 형성되는 (G1 ＞ G2) 것이 바람직하다. 이로써, 단락 소자 (40) 는, 발열체 (16) 에 의해 제 1 가용 도체 (14) 가 가열되면, 먼저 제 1 지지 전극 (21) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로의 편의가 발생하고, 제 1 전극 (11) 상으로 편의된 제 1 가용 도체 (14) 가 용융되어, 용융 도체에 의해, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시키고, 그 후, 제 3 전극 (13) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로 제 1 가용 도체 (14) 가 편의되거나, 혹은 그 용융 도체가 끌어 당겨져, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간을 차단한다. 즉, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락되기 전에 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단되고, 발열체 (16) 로의 급전이 정지됨으로써 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락 불능이 되는 사태를 방지할 수 있다.

그 밖에, 단락 소자 (40) 는, 상기 단락 소자 (1) 와 마찬가지로, 제 3 전극 (13) 을, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1 지지 전극 (21) 으로부터 제 1 전극 (11) 측으로 편의되는 편의 방향에 형성하는 것이 바람직하다. 또, 단락 소자 (40) 는, 발열체 (16) 를, 적어도 제 1 가용 도체 (14) 및 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 과 중첩되는 위치에 형성하고, 또, 발열체 (16) 를, 제 3 전극 (13) 과 중첩되지 않는 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 단락 소자 (40) 는, 발열체 (16) 의 발열 중심 (C) 으로부터 제 1 지지 전극 (21) 까지의 거리보다, 제 3 전극 (13) 까지의 거리가 짧아지도록 형성하는 것이 바람직하다.

[회로 구성예]

도 13 에, 단락 소자 (1) 가 적용된 단락 회로의 일례로서, 배터리 회로 (30) 를 나타낸다. 배터리 회로 (30) 에 있어서, 단락 소자 (1) 는, 복수의 배터리 셀 (31) 중, 과충전 등의 이상 전압을 나타낸 배터리 셀 (31) 을 바이패스하는 바이패스 전류 경로의 구축에 사용할 수 있다.

도 13 에 있어서, 배터리 회로 (30) 는, 단락 소자 (1) 와, 단락 소자 (1) 의 동작을 제어하는 전류 제어 소자 (32) 와, 배터리 셀 (31) 과, 배터리 셀 (31) 을 충방전 경로 상으로부터 차단하는 보호 소자 (33) 와, 보호 소자 (33) 의 동작을 제어하는 전류 제어 소자 (32) 를 갖는 배터리 유닛 (34) 을 구비하고, 복수의 배터리 유닛 (34) 이 직렬로 접속되어 있다.

또, 배터리 회로 (30) 는, 각 배터리 유닛 (34) 의 배터리 셀 (31) 의 전압을 검출함과 함께, 보호 소자 (33) 와 전류 제어 소자 (32) 에 이상 신호를 출력하는 검출 소자 (35) 를 갖는다.

각 배터리 유닛 (34) 은, 보호 소자 (33) 가 배터리 셀 (31) 과 직렬로 접속 되어 있다. 또, 배터리 유닛 (34) 은, 단락 소자 (1) 의 제 1 전극 (11) 이 보호 소자 (33) 의 개방단과 접속되고, 제 2 전극 (12) 이 배터리 셀 (31) 의 개방단과 접속되고, 이로써, 보호 소자 (33) 및 배터리 셀 (31) 과, 단락 소자 (1) 가 병렬로 접속되어 있다.

또, 배터리 유닛 (34) 은, 전류 제어 소자 (32), 및 보호 소자 (33) 가, 각각 검출 소자 (35) 와 접속되어 있다. 검출 소자 (35) 는, 각 배터리 셀 (31) 과 접속되고, 각 배터리 셀 (31) 의 전압값을 검출하여, 배터리 셀 (31) 이 과충전 전압 또는 과방전 전압이 되었을 때, 당해 배터리 셀 (31) 을 갖는 배터리 유닛 (34) 의 보호 소자 (33) 를 구동시키고, 또 단락 소자 (1) 에 연결되는 전류 제어 소자 (32) 로 동작 신호를 출력한다.

전류 제어 소자 (32) 는, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터 (이하, FET 라 한다) 에 의해 구성할 수 있다. 전류 제어 소자 (32) 는, 발열체 전극 (18) 과 접속되어, 단락 소자 (1) 의 급전 경로 (3) 로의 통전을 제어할 수 있다. 또, 전류 제어 소자 (32) 는, 보호 소자 (33) 의 구동 단자와 접속된다.

보호 소자 (33) 는, 충방전 경로 상에 접속된 1 쌍의 전극과, 당해 전극간에 걸쳐 탑재되고, 당해 전극간을 단락시키는 가용 도체와, 가용 도체와 직렬로 접속되어, 전압 이상시에 통전되어 발열되고, 가용 도체를 용융시키는 발열체를 갖는 소자에 의해 구성할 수 있다.

이 배터리 회로 (30) 는, 검출 소자 (35) 로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀 (31) 의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과하는 전압이 되었을 때, 보호 소자 (33) 및 단락 소자 (1) 를 동작시켜, 당해 배터리 유닛 (34) 을 충방전 전류 경로로부터 차단함과 함께, 단락 소자 (1) 의 스위치 (2) 를 단락시켜, 당해 배터리 유닛 (34) 를 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성하도록 제어한다.

이와 같은 배터리 회로 (30) 는, 정상시에는 단락 소자 (1) 의 스위치 (2) 가 개방되어 있기 때문에, 전류는 보호 소자 (33) 및 배터리 셀 (31) 측으로 흐른다. 배터리 셀 (31) 에 전압 이상 등이 검지되면, 배터리 회로 (30) 는, 검출 소자 (35) 보다 보호 소자 (33) 에 이상 신호가 출력되어, 보호 소자 (33) 에 의해 이상이 있는 배터리 셀 (31) 을, 충방전 전류 경로 상으로부터 차단한다.

이어서, 배터리 회로 (30) 는, 검출 소자 (35) 에 의해 전류 제어 소자 (32) 에도 이상 신호가 출력되어, 단락 소자 (1) 의 발열체 (16) 에 전류가 흐르도록 제어된다. 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 에 의해 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 가열, 용융시킴으로써, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상에 용융 도체가 응집, 결합되어, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 을 단락시킨다. 이로써, 배터리 회로 (30) 는, 단락 소자 (1) 에 의해 배터리 셀 (31) 을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다. 이어서, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 가 제 1, 제 3 전극간에 있어서 용단됨으로써, 발열체 (16) 로의 급전이 정지된다.

이로써, 배터리 회로 (30) 는, 하나의 배터리 셀 (31) 에 이상이 발생한 경우에도, 단락 소자 (1) 를 통하여 당해 배터리 셀 (31) 을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지 정상인 배터리 셀 (31) 에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다.

이 때, 단락 소자 (1) 는, 제 1 가용 도체 (14) 를 지지하는 제 1 지지 전극 (21) 과, 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 를 구성하는 제 3 전극 (13) 을 별개로 형성하고 있기 때문에, 제 1 가용 도체 (14) 가 용융되어, 제 1 지지 전극 (21) 과 제 1 전극 (11) 사이에서 용단된 경우에도, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 접속은 유지되어 있다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락될 때까지의 동안 발열체 (16) 가 계속 발열되기 때문에, 확실하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시켜, 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다.

또, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 단락 후에도 발열체 (16) 가 계속 발열됨으로써, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간을 접속하고 있는 제 1 가용 도체 (14) 가 용단되어 급전 경로 (3) 가 차단되기 때문에, 발열체 (16) 의 발열이 정지된다.

또한, 단락 소자 (1) 또는 배터리 회로 (30) 는, 차단된 배터리 셀 (31) 의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖는 보호 저항을 형성해도 된다. 바이패스 전류 경로 상에 보호 저항을 형성함으로써, 배터리 회로 (30) 는, 바이패스 전류 경로를 구축한 후에도, 정상시와 동일한 저항값으로 할 수 있다.

[발열체 위치]

또한, 상기 서술한 단락 소자 (1) 에 있어서는, 발열체 (16) 를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 있어서 절연층 (17) 의 내부에 형성함으로써 피복하였지만, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 형성하고, 절연층 (17) 을 적층함으로써 피복해도 된다.

이 경우, 발열체 (16) 와 접속되는 발열체 전극 (18) 및 발열체 인출 전극 (19) 도, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성됨과 함께, 절연층 (17) 에 의해 피복된다.

또, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 를 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성해도 된다. 이 경우, 발열체 (16) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 있어서 절연층 (17) 에 피복되어 있다. 또, 발열체 (16) 의 일단과 접속되는 발열체 전극 (18) 및 발열체 인출 전극 (19) 도 동일하게 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된다. 발열체 인출 전극 (19) 과 접속되는 제 3 전극 (13) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측에 형성되고, 절연 기판 (10) 을 관통하는 도전 스루홀을 통하여 발열체 인출 전극 (19) 과 접속된다.

단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성됨으로써, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 이 평탄화되고, 이로써, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 을 표면 (10a) 상에 인쇄 등에 의해 일괄하여 형성할 수 있다. 따라서, 단락 소자 (1) 는, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 의 제조 공정을 간략화할 수 있음과 함께 저배화를 도모할 수 있다.

또, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 를 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성한 경우에도, 절연 기판 (10) 의 재료로서 파인 세라믹 등의 열전도성이 우수한 재료를 사용함으로써, 발열체 (16) 에 의해, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 적층한 경우와 동등하게 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 가열, 용단할 수 있다.

또, 단락 소자 (1) 는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 발열체 (16) 를 절연 기판 (10) 의 내부에 형성해도 된다. 이 경우, 발열체 (16) 를 피복하는 절연층 (17) 은 형성할 필요가 없다. 또, 발열체 (16) 와 접속되는 발열체 전극 (18) 및 발열체 인출 전극 (19) 은, 각각 발열체 (16) 와 접속되는 하층부가 절연 기판 (10) 의 내부까지 형성되고, 도전 스루홀을 통하여 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측에 상층부가 형성된다.

또, 단락 소자 (1) 는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 발열체 (16) 를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 있어서, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 이나 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 과 나란히 형성해도 된다. 이 경우, 발열체 (16) 는, 절연층 (17) 에 의해 피복되어 있다.

[가용 도체 구성]

상기 서술한 바와 같이, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속으로는, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로는, Ag, Cu 또는 이것들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 18(A) 에 나타내는 바와 같이, 내층으로서 고융점 금속층 (70) 이 형성되고, 외층으로서 저융점 금속층 (71) 이 형성된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 고융점 금속층 (70) 의 전체면이 저융점 금속층 (71) 에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다. 고융점 금속층 (70) 이나 저융점 금속층 (71) 에 의한 피복 구조는, 도금 등의 공지된 성막 기술을 사용하여 형성할 수 있다.

또, 도 18(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 내층으로서 저융점 금속층 (71) 이 형성되고, 외층으로서 고융점 금속층 (70) 이 형성된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우에도, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 의 전체면이 고융점 금속층 (70) 에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 고융점 금속층 (70) 과 저융점 금속층 (71) 이 적층된 적층 구조로 해도 된다.

이 경우, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 19(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 ∼ 제 3 전극 (11 ∼ 13) 및 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 에 접속되는 하층과, 하층 위에 적층되는 상층으로 이루어지는 2 층 구조로 하여 형성되고, 하층이 되는 고융점 금속층 (70) 의 상면에 상층이 되는 저융점 금속층 (71) 을 적층해도 되고, 반대로 하층이 되는 저융점 금속층 (71) 의 상면에 상층이 되는 고융점 금속층 (70) 을 적층해도 된다. 혹은 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 19(B) 에 나타내는 바와 같이, 내층과 내층의 상하면에 적층되는 외층으로 이루어지는 3 층 구조로 하여 형성해도 되고, 내층이 되는 고융점 금속층 (70) 의 상하면에 외층이 되는 저융점 금속층 (71) 을 적층해도 되고, 반대로 내층이 되는 저융점 금속층 (71) 의 상하면에 외층이 되는 고융점 금속층 (70) 을 적층해도 된다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 고융점 금속층 (70) 과 저융점 금속층 (71) 이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조로 해도 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 최외층을 구성하는 금속층에 의해, 전체면 또는 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조로 해도 된다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 내층을 구성하는 저융점 금속층 (71) 의 표면에 고융점 금속층 (70) 을 스트라이프상으로 부분적으로 적층시켜도 된다. 도 21 은, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 평면도이다.

도 21(A) 에 나타내는 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 의 표면에, 폭 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층 (70) 이 길이 방향으로 복수 형성됨으로써, 길이 방향을 따라 선상의 개구부 (72) 가 형성되고, 이 개구부 (72) 로부터 저융점 금속층 (71) 이 노출되어 있다. 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 이 개구부 (72) 로부터 노출됨으로써, 용융된 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속층 (70) 의 침식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다. 개구부 (72) 는, 예를 들어, 저융점 금속층 (71) 에 고융점 금속층 (70) 을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 21(B) 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (71) 의 표면에, 길이 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층 (70) 을 폭 방향으로 복수 형성함으로써, 폭 방향을 따라 선상의 개구부 (72) 를 형성해도 된다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (71) 의 표면에 고융점 금속층 (70) 을 형성함과 함께, 고융점 금속층 (70) 의 전체면에 걸쳐 원형의 개구부 (73) 가 형성되고, 이 개구부 (73) 로부터 저융점 금속층 (71) 을 노출시켜도 된다. 개구부 (73) 는, 예를 들어, 저융점 금속층 (71) 에 고융점 금속층 (70) 을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.

제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 이 개구부 (73) 로부터 노출됨으로써, 용융된 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속의 침식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 내층이 되는 고융점 금속층 (70) 에 다수의 개구부 (74) 를 형성하고, 이 고융점 금속층 (70) 에, 도금 기술 등을 사용하여 저융점 금속층 (71) 을 성막하고, 개구부 (74) 내에 충전해도 된다. 이로써, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 용융되는 저융점 금속이 고융점 금속에 접하는 면적이 증대하기 때문에, 보다 단시간에 저융점 금속이 고융점 금속을 용식시킬 수 있게 된다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 의 체적을, 고융점 금속층 (70) 의 체적보다 많이 형성하는 것이 바람직하다. 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 발열체 (16) 의 발열에 의해 가열되고, 저융점 금속이 용융됨으로써 고융점 금속을 용식시키고, 이로써 신속하게 용융, 용단시킬 수 있다. 따라서, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 의 체적을 고융점 금속층 (70) 의 체적보다 많이 형성함으로써, 이 용식 작용을 촉진시켜, 신속하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

또, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 대략 사각형 판상으로 형성되고, 외층을 구성하는 고융점 금속에 의해 피복되어 주면부 (14a, 15a) 보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측연부 (14b, 15b) 와, 내층을 구성하는 저융점 금속이 노출되어 제 1 측연부 (14b, 15b) 보다 얇은 두께로 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측연부 (14c, 15c) 를 가져도 된다. 도 25 에 나타내는 바와 같이, 제 1 가용 도체 (14) 는, 제 1 측연부 (14b) 가 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간에 걸쳐 접속됨과 함께 제 1 지지 전극 (21) 상을 따라 접속되고, 제 2 측연부 (14c) 가 용단 방향의 양측단이 되는 방향에서, 제 1 전극 (11) 및 제 1 지지 전극 (21) 간에 걸쳐 접속되어 있다. 또, 제 2 가용 도체 (15) 는, 제 1 측연부 (15b) 가 제 2 전극 상 및 제 2 지지 전극 (22) 상을 따라 접속되고, 제 2 측연부 (15c) 가 용단 방향의 양측단이 되는 방향에서, 제 2 전극 (12) 및 제 2 지지 전극 (22) 간에 걸쳐 접속되어 있다.

제 1 측연부 (14b, 15b) 는, 측면이 고융점 금속층 (70) 에 의해 피복됨과 함께, 이로써 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 주면부 (14a, 15a) 보다 두껍게 형성되어 있다. 제 2 측연부 (14c, 15c) 는, 측면으로, 외주를 고융점 금속층 (70) 에 의해 위요된 저융점 금속층 (71) 이 노출되어 있다. 제 2 측연부 (14c, 15c) 는, 제 1 측연부 (14b, 15b) 와 인접하는 양단부를 제외하고 주면부 (14a, 15a) 와 동일한 두께로 형성되어 있다.

그리고, 도 25 에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 제 2 측연부 (14c, 15c) 가 제 1, 제 2 지지 전극 (21, 22) 으로부터 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간에 걸치는 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 의 용단 방향을 따라 배치 형성되어 있다. 또, 제 1 가용 도체 (14) 는, 제 1 측연부 (14b) 가 제 1 전극 (11) 으로부터 제 3 전극 (13) 에 걸쳐 배치 형성되어 있다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 를 신속하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상에 응집시켜 단락시킴과 함께, 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간의 차단을 늦춰 발열체 (16) 의 발열을 유지하여, 확실하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 을 단락시킬 수 있다.

즉, 제 2 측연부 (14c, 15c) 는, 제 1 측연부 (14b, 15b) 보다 상대적으로 얇게 형성되어 있다. 또, 제 2 측연부 (14c, 15c) 의 측면은, 내층을 구성하는 저융점 금속층 (71) 이 노출되어 있다. 이로써, 제 2 측연부 (14c, 15c) 는, 저융점 금속층 (71) 에 의한 고융점 금속층 (70) 의 침식 작용이 작용하고, 또한, 침식되는 고융점 금속층 (70) 의 두께도 제 1 측연부 (14b, 15b) 에 비해 얇게 형성되어 있음으로써, 고융점 금속층 (70) 에 의해 두껍게 형성되어 있는 제 1 측연부 (14b, 15b) 에 비해 적은 열에너지로 신속하게 용융시킬 수 있다. 이에 반해, 제 1 측연부 (14b) 는, 고융점 금속층 (70) 에 의해 두껍게 피복되어, 제 2 측연부 (14c) 에 비해 용단되기까지 많은 열에너지를 필요로 한다.

따라서, 도 26 에 나타내는 바와 같이, 단락 소자 (1) 는, 발열체 (16) 가 발열됨으로써, 먼저 제 2 측연부 (14c, 15c) 가 걸처져 있는 제 1 전극 (11) 과 제 1 지지 전극 (21) 간, 및 제 2 전극 (12) 과 제 2 지지 전극 (22) 간이 용단되고, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 상에 용융 도체가 응집, 결합된다. 이로써, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 단락된다. 이어서, 도 27 에 나타내는 바와 같이, 제 1 측연부 (14b) 가 걸처져 있는 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 용단되고, 발열체 (16) 로의 급전 경로 (3) 가 차단되어, 발열체 (16) 의 발열이 정지된다. 즉, 단락 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락되기 전에 제 1, 제 3 전극 (11, 13) 간이 차단되어, 발열체 (16) 로의 급전이 정지됨으로써 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 간이 단락 불능이 되는 사태를 방지할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 저융점 금속층 (71) 을 구성하는 땜납박 등의 저융점 금속박을, 고융점 금속층 (70) 을 구성하는 Ag 등의 금속으로 피복함으로써 제조된다. 저융점 금속층박을 고융점 금속 피복하는 공법으로는, 장척상의 저융점 금속박에 연속하여 고융점 금속 도금을 실시할 수 있는 전해 도금법이, 작업 효율상, 제조 비용상, 유리해진다.

전해 도금에 의해 고융점 금속 도금을 실시하면, 장척상의 저융점 금속박의 에지 부분, 즉, 측연부에 있어서 전계 강도가 상대적으로 강해져, 고융점 금속층 (70) 이 두껍게 도금된다 (도 24 참조). 이로써, 측연부가 고융점 금속층 (70) 에 의해 두껍게 형성된 장척상의 도체 리본 (41) 이 형성된다. 이어서, 이 도체 리본 (41) 을 길이 방향과 직교하는 폭 방향 (도 24 중 C-C' 방향) 으로, 소정 길이로 절단함으로써, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 가 제조된다. 이로써, 제 1, 제 2 가용 도체 (14, 15) 는, 도체 리본 (41) 의 측연부가 제 1 측연부 (14b, 15b) 가 되고, 도체 리본 (41) 의 절단면이 제 2 측연부 (14c, 15c) 가 된다. 또, 제 1 측연부 (14b, 15b) 는, 고융점 금속에 의해 피복되고, 제 2 측연부 (14c, 15c) 는, 단면 (도체 리본 (41) 의 절단면) 에 상하 1 쌍의 고융점 금속층 (70) 과 고융점 금속층 (70) 에 의해 협지된 저융점 금속층 (71) 이 바깥쪽으로 노출되어 있다.

1, 40 : 단락 소자
2 : 스위치
3 : 급전 경로
10 : 절연 기판,
10a : 표면
10b : 이면
11 : 제 1 전극
11a : 외부 접속 단자
12 : 제 2 전극
12a : 외부 접속 단자
13 : 제 3 전극
14 : 제 1 가용 도체
14a : 주면부
14b : 제 1 측연부
14c : 제 2 측연부
15 : 제 2 가용 도체
15a : 주면부
15b : 제 1 측연부
15c : 제 2 측연부
16 : 발열체
17 : 절연층
18 : 발열체 전극
18a : 외부 접속 단자
19 : 발열체 인출 전극
21 :제 1 지지 전극
22 : 제 2 지지 전극
23 : 접속용 땜납
30 : 배터리 회로
31 : 배터리 셀
32 : 전류 제어 소자
33 : 보호 소자
34 : 배터리 유닛
35 : 검출 소자
41 : 도체 리본
70 : 고융점 금속층
71 : 저융점 금속층
72 ∼ 74 : 개구부

Claims (42)

1. 서로 근접 배치됨과 함께 개방되어 있는 제 1, 제 2 전극과,
   상기 제 1 전극에 인접된 제 1 지지 전극과,
   상기 제 2 전극에 인접된 제 2 지지 전극과,
   상기 제 1 전극 및 제 1 지지 전극에 지지된 제 1 가용 도체와,
   상기 제 2 전극 및 제 2 지지 전극에 지지된 제 2 가용 도체와,
   상기 제 1, 제 2 가용 도체를 용융시키는 발열체와,
   상기 제 1 전극에 근접 배치됨과 함께 개방되고, 상기 발열체와 접속됨과 함께 상기 제 1 가용 도체를 통하여 상기 제 1 전극과 접속되어 있는 제 3 전극을 갖고,
   상기 발열체, 상기 제 3 전극, 상기 제 1 가용 도체, 및 상기 제 1 전극을 경유하는 상기 발열체로의 급전 경로가 형성되고,
   상기 발열체의 발열에 의해 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어 상기 제 1, 제 2 전극측으로 편의됨으로써, 그 가용 도체의 용융 도체를 통하여 상기 제 1, 제 2 전극이 단락되고,
   상기 제 1 가용 도체가 상기 제 1 전극 상에 응집됨으로써, 상기 제 1, 제 3 전극이 차단되는, 단락 소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전극은, 상기 제 3 전극보다 면적이 넓고,
   상기 제 2 전극은, 상기 제 2 지지 전극보다 면적이 넓고,
   상기 제 1 전극은, 상기 제 1 지지 전극보다 면적이 넓은, 단락 소자.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극간의 간격 (G1) 과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극간의 간격 (G2) 이, 이하의 관계가 되는, 단락 소자.
   G1 ＞ G2
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 3 전극은, 상기 제 1 가용 도체의 편의 방향에 형성되어 있는, 단락 소자.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 발열체는, 적어도 상기 제 1, 제 2 가용 도체 및 상기 제 1, 제 2 전극과 중첩되는 위치에 형성되어 있는, 단락 소자.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 발열체는, 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 위치에 형성되어 있는, 단락 소자.
7. 서로 근접 배치됨과 함께 개방되어 있는 제 1, 제 2 전극과,
   상기 제 1 전극에 지지된 제 1 가용 도체와,
   상기 제 1 가용 도체를 용융시키는 발열체와,
   상기 제 1 전극에 근접 배치됨과 함께 개방되고, 상기 발열체와 접속됨과 함께 상기 제 1 가용 도체를 통하여 상기 제 1 전극과 접속되어 있는 제 3 전극을 갖고,
   상기 발열체, 상기 제 3 전극, 상기 제 1 가용 도체, 및 상기 제 1 전극을 경유하는 상기 발열체로의 급전 경로가 형성되고,
   상기 발열체의 발열에 의해 상기 제 1 가용 도체가 용융되어 상기 제 1, 제 2 전극 상에 응집됨으로써, 그 가용 도체의 용융 도체를 통하여 상기 제 1, 제 2 전극이 단락되고,
   상기 제 1 가용 도체가 상기 제 1 전극 상에 응집됨으로써, 상기 제 1, 제 3 전극이 차단되는, 단락 소자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 전극은, 상기 제 3 전극보다 면적이 넓고,
   상기 제 1 전극은, 제 1 지지 전극보다 면적이 넓은, 단락 소자.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극간의 간격 (G1) 과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극간의 간격 (G2) 이, 이하의 관계가 되는, 단락 소자.
   G1 ＞ G2
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은, 상기 제 1 가용 도체의 편의 방향에 형성되어 있는, 단락 소자.
11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는, 적어도 상기 제 1 가용 도체 및 상기 제 1, 제 2 전극과 중첩되는 위치에 형성되어 있는, 단락 소자.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 발열체는, 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 위치에 형성되어 있는, 단락 소자.
13. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체의 발열 중심으로부터 제 1 지지 전극까지의 거리보다, 상기 발열체의 발열 중심으로부터 상기 제 3 전극까지의 거리가 짧은, 단락 소자.
14. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는, 절연 기판 상에 적층된 절연층의 내부, 또는 상기 절연층과 상기 절연 기판 사이에 형성되어 있는, 단락 소자.
15. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는, 절연 기판의 내부에 형성되어 있는, 단락 소자.
16. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는, 절연 기판의 상기 제 1 ∼ 제 3 전극이 형성된 면측과 반대측의 면에 형성되어 있는, 단락 소자.
17. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열체는, 절연 기판의 상기 제 1 ∼ 제 3 전극이 형성된 면과 동일면에 형성되어 있는, 단락 소자.
18. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 ∼ 제 3 전극은, 표면에 Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 중 어느 것이 피복되어 있는, 단락 소자.
19. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 가용 도체는, 땜납인, 단락 소자.
20. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 가용 도체는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고,
    상기 저융점 금속이 상기 발열체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 고융점 금속을 용식시키는, 단락 소자.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속은 땜납이고,
    상기 고융점 금속은, Ag, Cu 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 합금인, 단락 소자.
22. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 내층이 상기 고융점 금속이고, 외층이 상기 저융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
23. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이고, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
24. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인, 단락 소자.
25. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조인, 단락 소자.
26. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 내층을 구성하는 저융점 금속의 표면에, 고융점 금속이 스트라이프상으로 적층되어 있는, 단락 소자.
27. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속층과, 상기 고융점 금속층 상에 형성된 저융점 금속층을 갖고, 상기 개구부에 저융점 금속이 충전되어 있는, 단락 소자.
28. 제 20 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 1 가용 도체는, 상기 저융점 금속의 체적이, 상기 고융점 금속의 체적보다 많은, 단락 소자.
29. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 가용 도체는, 외층을 구성하는 상기 고융점 금속에 의해 피복되어 주면부보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측연부와, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속이 노출되어 상기 제 1 측연부보다 얇은 두께로 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측연부를 갖고, 상기 제 1 측연부가 상기 제 1, 제 3 전극간에 걸쳐 접속되고, 상기 제 2 측연부가 상기 제 1 전극 및 제 1 지지 전극간에 걸쳐 접속되어 있는, 단락 소자.
30. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극은, 상기 제 3 전극보다 상기 발열체의 발열 중심에 가까운 위치에 형성되어 있는, 단락 소자.
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극은, 상기 발열체의 발열 중심 상에 형성되어 있는, 단락 소자.
32. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 가용 도체는, 땜납인, 단락 소자.
33. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 가용 도체는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고,
    상기 저융점 금속이 상기 발열체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 고융점 금속을 용식시키는, 단락 소자.
34. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속은 땜납이고,
    상기 고융점 금속은, Ag, Cu 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 합금인, 단락 소자.
35. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 내층이 상기 고융점 금속이고, 외층이 상기 저융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
36. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이고, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
37. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인, 단락 소자.
38. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조인, 단락 소자.
39. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 내층을 구성하는 저융점 금속의 표면에, 고융점 금속이 스트라이프상으로 적층되어 있는, 단락 소자.
40. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속층과, 상기 고융점 금속층 상에 형성된 저융점 금속층을 갖고, 상기 개구부에 저융점 금속이 충전되어 있는, 단락 소자.
41. 제 33 항에 있어서,
    상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속을 함유하는 상기 제 2 가용 도체는, 상기 저융점 금속의 체적이, 상기 고융점 금속의 체적보다 많은, 단락 소자.
42. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 2 가용 도체는, 외층을 구성하는 상기 고융점 금속에 의해 피복되어 주면부보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측연부와, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속이 노출되어 상기 제 1 측연부보다 얇은 두께로 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측연부를 갖고, 상기 제 1 측연부가 제 2 전극상 및 제 2 지지 전극상을 따라 접속되고, 상기 제 2 측연부가 상기 제 2 전극 및 상기 제 2 지지 전극간에 걸쳐 접속되어 있는, 단락 소자.

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