KR102378639B1 - 스위치 소자 및 스위치 회로 - Google Patents

Abstract

미약한 전류 경로에 장착된 경우에도, 발열체에 가용 도체를 용단시키는 데에 충분한 전력을 공급할 수 있는 스위치 소자를 제공한다.
서로 인접하는 제 1, 제 2 전극(11, 12)과, 제 1 전극(11)과 이웃하는 제 3 전극(13)과, 제 1, 제 3 전극(11, 13)에 걸쳐 접속되어 있는 제 1 가용 도체(14)를 갖는 전환 회로(2)와, 제 1 발열체(21)와, 제 1 발열체(21)의 일단과 접속된 발열체 인출 전극(23)과, 제 1 발열체(21)의 타단과 접속된 제 1 발열체 전극(24)을 갖고, 전환 회로(2)와 전기적으로 독립된 발열 회로(3)를 구비하고, 제 1 발열체(21)가 발열함으로써 제 1 가용 도체(14)가 용단되어 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간을 차단함과 함께, 그 용융 도체를 개재하여 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간을 단락시킨다.

Description

스위치 소자 및 스위치 회로{SWITCHING ELEMENT AND SWITCHING CIRCUIT}

본 발명은, 전원 라인이나 신호 라인을 전기적 또한 물리적으로 전환하는 스위치 소자 및 스위치 회로에 관한 것이다.

본 출원은, 일본에 있어서 2014년 6월 11일에 출원된 일본 특허출원 번호 일본 특허출원 2014-121004를 기초로 해서 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원은 참조됨으로써 본 출원에 원용된다.

충전하여 반복 이용할 수 있는 이차 전지의 대부분은, 배터리 팩으로 가공되어 유저에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 유저 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해서, 일반적으로 과충전 보호, 과방전 보호 등의 몇 가지 보호 회로를 배터리 팩에 내장하여, 소정 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다.

이러한 종류의 보호 소자에는, 배터리 팩에 내장된 FET 스위치를 사용하여 출력의 ON/OFF를 행함으로써, 배터리 팩의 과충전 보호 또는 과방전 보호 동작을 행하는 것이 있다. 그러나, 어떠한 원인으로 FET 스위치가 단락 파괴된 경우, 뇌 서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흐른 경우, 혹은 배터리 셀의 수명에 의해 출력 전압이 이상하게 저하하거나, 반대로 과대한 이상 전압을 출력한 경우라도, 배터리 팩이나 전자 기기는 발화 등의 사고로부터 보호되어야만 한다. 그래서, 이와 같은 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해서, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자로 이루어지는 보호 소자가 이용되고 있다.

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

일본 특허공개 2010-003665호 공보 일본 특허공개 2007-12381호 공보

최근, 배터리와 모터를 사용한 HEV(Hybrid Electric Vehicle)나 EV(Electric Vehicle)가 급속히 보급되고 있다. HEV나 EV의 동력원으로서는, 에너지 밀도와 출력 특성으로부터 리튬 이온 이차 전지가 사용되도록 되어 오고 있다. 자동차 용도에서는 고전압, 대전류가 필요로 된다. 이 때문에, 고전압, 대전류에 견딜 수 있는 전용 셀이 개발되고 있지만, 제조 비용상의 문제로부터 대부분의 경우 복수의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 접속함으로써, 범용 셀을 사용하여 필요한 전압 전류를 확보하고 있다.

그런데, 고속 이동 중의 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 에어콘용 구동력을 공급할 수 있는 것이 위험 회피상 바람직하다.

그래서, 복수 셀로 구성된 배터리 팩 내의 이상 배터리 셀만을 바이패스하는 전류 경로를 형성하여, 정상적인 배터리 셀을 유효하게 활용할 수 있는 스위치 소자가 제안되어 있다.

[스위치 소자]

도 32(A)에 참고예에 관련된 스위치 소자(100)의 평면도를 나타내고, 도 32(B)에 스위치 소자(100)의 단면도를 나타낸다. 스위치 소자(100)는, 세라믹스 등의 절연 기판(102)과, 절연 기판(102)에 형성된 제 1 발열체(121) 및 제 2 발열체(122)와, 절연 기판(102)에 서로 인접하여 형성된 제 1 전극(104) 및 제 2 전극(105(A1))과, 제 1 전극(104)과 인접하여 형성됨과 함께 제 1 발열체(121)에 전기적으로 접속된 제 3 전극(106)과, 제 2 전극(105(A1))과 인접하여 형성됨과 함께 제 2 발열체(122)에 전기적으로 접속된 제 4 전극(107(P1))과, 제 4 전극(107(P1))에 인접하여 형성되는 제 5 전극(131(A2))과, 제 1, 제 3 전극(104, 106) 간에 걸쳐 형성됨으로써 전류 경로를 구성하고, 제 1 발열체(121)로부터의 가열에 의해 제 1, 제 3 전극(104, 106) 간의 전류 경로를 용단하는 제 1 가용 도체(108)와, 제 2 전극(105(A1))으로부터 제 4 전극(107(P1))을 거쳐 제 5 전극(131(A2))에 걸쳐 형성되고, 제 2 발열체(122)로부터의 가열에 의해 제 2, 제 4, 제 5 전극(105(A1), 107(P1), 131(A2)) 간의 전류 경로를 용단하는 제 2 가용 도체(109)를 구비한다. 그리고, 스위치 소자(100)는 절연 기판(102) 상에 내부를 보호하는 커버 부재(110)가 장착되어 있다.

제 1, 제 2 발열체(121, 122)는 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이고, 예를 들어 W, Mo, Ru 등 또는 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하고, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(102) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다.

또, 제 1, 제 2 발열체(121, 122)는, 절연 기판(102) 상에 있어서 절연층(111)으로 피복되어 있다. 제 1 발열체(121)를 피복하는 절연층(111) 상에는, 제 1, 제 3 전극(104, 106)이 형성되고, 제 2 발열체(122)를 피복하는 절연층(111) 상에는 제 2, 제 4, 제 5 전극(105, 107, 131)이 형성되어 있다. 제 1 전극(104)은, 일방측에 있어서 제 2 전극(105)과 인접하여 형성됨과 함께 절연되어 있다. 제 1 전극(104)의 타방측에는 제 3 전극(106)이 형성되어 있다. 제 1 전극(104)과 제 3 전극(106)은, 제 1 가용 도체(108)가 접속됨으로써 도통되어, 스위치 소자(100)의 전류 경로를 구성한다. 또, 제 1 전극(104)은, 절연 기판(102)의 측면에 면하는 제 1 전극 단자부(104a)에 접속되어 있다. 제 1 전극 단자부(104a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(102)의 이면에 형성된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.

또, 제 3 전극(106)은, 절연 기판(102) 혹은 절연층(111)에 형성된 제 1 발열체 인출 전극(123)을 개재하여 제 1 발열체(121)와 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체(121)는, 제 1 발열체 인출 전극(123)을 개재하여 절연 기판(102)의 측부 가장자리에 면하는 제 1 저항체 단자부(121a)에 접속되어 있다. 제 1 저항체 단자부(121a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(102)의 이면에 형성된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.

제 2 전극(105(A1))의 제 1 전극(104)과 인접하는 일방측과 반대인 타방측에는 제 4 전극(107(P1))이 형성되어 있다. 또, 제 4 전극(107(P1))의 제 2 전극(105(A1))과 인접하는 일방측과 반대인 타방측에는, 제 5 전극(131(A2))이 형성되어 있다. 제 2 전극(105(A1)), 제 4 전극(107(P1)) 및 제 5 전극(131(A2))은, 제 2 가용 도체(109)와 접속되어 있다. 또, 제 2 전극(105(A1))은, 절연 기판(102)의 측면에 면하는 제 2 전극 단자부(105a)에 접속되어 있다. 제 2 전극 단자부(105a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(102)의 이면에 형성된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.

또, 제 4 전극(107(P1))은, 절연 기판(102) 혹은 절연층(111)에 형성된 제 2 발열체 인출 전극(124)을 개재하여 제 2 발열체(122)와 접속되어 있다. 또, 제 2 발열체(122)는, 제 2 발열체 인출 전극(124)을 개재하여 절연 기판(102)의 측부 가장자리에 면하는 제 2 저항체 단자부(122a(P2))에 접속되어 있다. 제 2 저항체 단자부(122a(P2))는, 스루홀을 통하여 절연 기판(102)의 이면에 형성된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.

또한, 제 5 전극(131(A2))은, 절연 기판(102)의 측면에 면하는 제 5 전극 단자부(131a)에 접속되어 있다. 제 5 전극 단자부(131a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(102)의 이면에 형성된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.

또한, 제 1∼제 5 전극(104, 105, 106, 107, 131)은, Cu나 Ag 등 일반적인 전극 재료를 사용하여 형성할 수 있다.

[가용 도체]

제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)는, 제 1, 제 2 발열체(121, 122)의 발열에 의해 신속하게 용단되는 땜납 등의 저융점 금속, 혹은 저융점 금속과 Ag 등의 고융점 금속의 적층체로 이루어진다. 또한, 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)의 산화 방지, 및 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109) 상에는 플럭스(115)가 도포되어 있다.

[스위치 소자 회로]

이상과 같은 스위치 소자(100)는, 도 33에 나타내는 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 스위치 소자(100)는, 제 1 전극(104)과 제 2 전극(105)이 정상 시에는 절연되고, 제 1, 제 2 발열체(121, 122)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)가 용융되면, 당해 용융 도체를 개재하여 단락하는 스위치(120)를 구성한다. 그리고, 제 1 전극 단자부(104a)와 제 2 전극 단자부(105a)는, 스위치(120)의 양쪽 단자를 구성한다.

또, 제 1 가용 도체(108)는, 제 3 전극(106) 및 제 1 발열체 인출 전극(123)을 개재하여 제 1 발열체(121)와 접속되어 있다. 제 2 가용 도체(109)는, 제 4 전극(107(P1)) 및 제 2 발열체 인출 전극(124)을 개재하여 제 2 발열체(122) 및 제 2 저항체 단자부(122a(P2))와 접속되어 있다. 즉, 제 2 가용 도체(109)가 접속되는 제 2 전극(105(A1)), 제 4 전극(107(P1)) 및 제 5 전극(131(A2))은, 보호 소자로서 기능한다.

스위치 소자(100)는, 정상 시에는 제 2 저항체 단자부(122a(P2))에 접속되어 있는 FET 등의 전류 제어 소자에 의해 제 1, 제 2 발열체(121, 122)로의 통전이 규제되고, 제 5 전극(131(A2)), 제 4 전극(107(P1)) 및 제 2 전극(105(A1))에 걸쳐서 배터리 셀의 전기가 통전된다.

그리고, 스위치 소자(100)는, FET 등의 전류 제어 소자에 의해 제 2 저항체 단자부(122a(P2))로부터 통전되면, 제 2 발열체(122)가 발열하고, 제 2 가용 도체(109)를 용융시킴으로써, 제 4 전극(107(P1))을 개재하여 접속되어 있는 제 2 전극(105(A1))과 제 5 전극(131(A2))에 걸치는 전류 경로를 차단한다. 또, 스위치 소자(100)는, FET 등의 전류 제어 소자에 의해 제 1 저항체 단자부(121a)로부터 통전되면 제 1 발열체(121)가 발열하고, 제 1 가용 도체(108)를 용융시킨다. 이것에 의해, 스위치 소자(100)는 제 1 전극(104)과 제 2 전극(105)에 응집한 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)의 용융 도체가 결합함으로써, 절연되어 있던 제 1 전극(104)과 제 2 전극(105)을 단락시킬 수, 즉 스위치(120)를 단락시킬 수 있다.

이것에 의해, 스위치 소자(100)는 제 2 전극(105), 스위치(120) 및 제 1 전극(104)에 걸치는 바이패스 전류 경로가 형성된다.

여기서, 도 32, 도 33에 나타내는 스위치 소자(100)에 있어서는, 제 1, 제 2 발열체(121, 122)를 발열시키는 전력을 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)를 개재하여 공급하는 것이지만, 제 1 저항체 단자부(121a)∼제 1 가용 도체(108)∼제 1 전극(104)에 걸치는 전류 경로나, 제 2 전극(105(A1))∼제 2 가용 도체(109)∼제 5 전극(131(A2))에 걸치는 전류 경로는 배터리의 충방전 경로이므로, 제 1, 제 2 발열체(121, 122)의 통전 시에 있어서도 제 1, 제 2 발열체(121, 122)에 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)를 용단시키는 데에 충분한 열량을 얻을 수 있다.

그러나, 스위치 소자(100)를 전원 라인보다 미약한 전류를 흘리는 신호 라인에 있어서 사용하는 경우에는, 제 1, 제 2 발열체(121, 122)에 제 1, 제 2 가용 도체(108, 109)를 용단시키는 데에 충분한 발열량을 얻을 정도의 전력을 공급할 수 없어, 스위치 소자(100)의 용도가 대전류 용도로 한정되어 있었다.

또, 전류 경로를 제 1, 제 2 발열체(121, 122)측으로 전환하는 전류 제어 소자도, 전류 정격의 향상에 수반하여 마찬가지로 정격의 향상이 요구된다. 그리고, 고정격의 전류 제어 소자는 일반적으로 고가여서, 비용상도 불리해진다.

그래서, 본 발명은 미약한 전류 경로에 장착된 경우에도, 발열체에 가용 도체를 용단시키는 데에 충분한 전력을 공급할 수 있어, 여러 가지 용도에 사용할 수 있는 스위치 소자 및 스위치 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 스위치 소자는 서로 인접하는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 이웃하는 제 3 전극과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 1 가용 도체를 갖는 전환 회로와, 제 1 발열체와, 상기 제 1 발열체의 일단과 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 상기 제 1 발열체의 타단과 전기적으로 접속된 제 1 발열체 전극을 갖고, 상기 전환 회로와 전기적으로 독립된 발열 회로를 구비하고, 상기 제 1 발열체가 발열함으로써 상기 제 1 가용 도체가 용단되어 상기 제 1, 제 3 전극 간을 차단함과 함께, 그 용융 도체를 개재하여 상기 제 1, 제 2 전극 간을 단락시키는 스위치 소자이고, 상기 제 2 전극 상에는, 상기 제 1 가용 도체의 용융 도체와 접촉하고, 상기 제 1 전극과의 단락을 보조하는 보조 도체가 탑재되어 있는 스위치 소자이다. 또, 본 발명에 관련된 스위치 소자는, 서로 인접하는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 이웃하는 제 3 전극과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 1 가용 도체를 갖는 전환 회로와, 제 1 발열체와, 상기 제 1 발열체의 일단과 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 상기 제 1 발열체의 타단과 전기적으로 접속된 제 1 발열체 전극을 갖고, 상기 전환 회로와 전기적으로 독립된 발열 회로를 구비하고, 상기 제 2 전극에 지지되고, 상기 제 1 전극과 반대측으로 연장된 제 2 가용 도체를 갖고, 상기 제 1 발열체가 발열함으로써, 상기 제 1 가용 도체가 용단되어 상기 제 1, 제 3 전극 간을 차단함과 함께, 그 용융 도체를 개재하여 상기 제 1, 제 2 전극 간을 단락시키는 것이다.

또, 본 발명에 관련된 스위치 회로는, 스위치를 개재하여 제 1 단자 및 제 2 단자가 접속되고, 제 1 퓨즈에 의해 제 1 단자 및 제 3 단자가 접속된 전환 회로와, 제 1 발열체와, 상기 제 1 발열체의 일단과 접속된 제 4 단자와, 상기 제 1 발열체의 타단과 접속된 제 5 단자를 갖고, 상기 전환 회로와 전기적으로 독립되어 형성되어 있는 발열 회로를 구비하고, 상기 제 4, 제 5 단자 간에 전압을 인가함으로써 상기 제 1 발열체를 발열시켜, 상기 제 1 퓨즈를 용단시킴과 함께 상기 스위치를 단락시키는 스위치 회로이고, 상기 제 1 발열체와 상기 제 4 단자 간에 제 2 퓨즈가 직렬로 접속되고, 상기 제 1 퓨즈의 용단 및 상기 스위치의 단락 후에, 상기 제 2 퓨즈를 용단시켜, 상기 제 1 발열체의 발열을 정지하는 스위치 회로이다.

본 발명에 의하면, 전환 회로와, 전환 회로를 전환하는 발열 회로가 전기적으로 독립되어 있기 때문에, 전환 회로가 장착되는 외부 회로의 종류에 의하지 않고, 발열체에 대해 제 1 가용 도체를 용단시키는 데에 충분한 발열량을 얻는 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 전환 회로가 장착되는 외부 회로로서, 미약한 전류를 흘리는 디지털 신호 회로 등에도 적용할 수 있다.

도 1은, 본 발명이 적용된 스위치 소자를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 (A)의 A-A' 단면도이다.
도 2(A)는 본 발명이 적용된 스위치 소자의 일 형태를 나타내는 회로도이고, 도 2(B)는 다른 형태를 나타내는 회로도이며, 도 2(C)는 또 다른 형태를 나타내는 회로도이다.
도 3은, 본 발명이 적용된 스위치 소자를 사용한 스위치 회로의 일 형태를 나타내는 회로도이다.
도 4는, 제 1 가용 도체가 용단된 상태를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 회로도이다.
도 5는, 본 발명이 적용된 스위치 소자를 사용한 응용예를 나타내는 도면이고, (A)는 작동 전, (B)는 작동 후의 상태를 나타낸다.
도 6은, 본 발명이 적용된 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 (A)의 A-A' 단면도이다.
도 7은, 전환 회로의 가용 도체가 용단된 상태를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 회로도이다.
도 8은, 발열 회로의 가용 도체가 용단된 상태를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 회로도이다.
도 9는, 본 발명이 적용된 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
도 10은, 제 1, 제 2 발열체를 구비한 스위치 소자를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 (A)의 A-A' 단면도이다.
도 11(A)는 제 1, 제 2 발열체를 구비한 스위치 소자의 일 형태를 나타내는 회로도이고, 도 11(B)는 제 1, 제 2 발열체를 구비한 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 회로도이다.
도 12는, 제 1, 제 2 발열체를 구비한 스위치 소자를 사용한 스위치 회로의 일 형태를 나타내는 회로도이다.
도 13은, 제 1, 제 2 발열체를 구비한 스위치 소자의 동작 순서를 나타내는 회로도이다.
도 14는, 제 1, 제 2 발열체를 구비한 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 (A)의 A-A' 단면도이다.
도 15는, 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
도 16(A)는 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 일 형태를 나타내는 회로도이고, 도 16(B)는 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 회로도이며, 도 16(C)는 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 또 다른 형태를 나타내는 회로도이다.
도 17은, 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자를 사용한 스위치 회로의 일 형태를 나타내는 회로도이다.
도 18은, 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 동작 순서를 나타내는 회로도이다.
도 19는, 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
도 20은, 제 1, 제 2 발열체를 병렬 접속한 스위치 소자의 또 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
도 21은, 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 22는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 사시도이고, (A)는 상하 2층 구조, (B)는 내층 및 외층의 3층 구조를 나타낸다.
도 23은, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 다층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 단면도이다.
도 24는, 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 25는, 고융점 금속층의 표면에 원형의 개구부가 형성되어 저융점 금속층이 노출되어 있는 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 26은, 고융점 금속층에 원형의 개구부가 형성되고, 내부에 저융점 금속이 충전된 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 27(A)는 발열체를 절연 기판의 이면에 형성한 스위치 소자를 나타내는 단면도이고, 도 27(B)는 발열체를 절연층의 내부에 형성한 스위치 소자를 나타내는 단면도이며, 도 27(C)는 발열체를 절연 기판의 내부에 형성한 스위치 소자를 나타내는 단면도이다.
도 28(A)는 발열체를 절연 기판의 이면에 형성한 스위치 소자를 나타내는 단면도이고, 도 28(B)는 발열체를 절연층의 내부에 형성한 스위치 소자를 나타내는 단면도이며, 도 28(C)는 발열체를 절연 기판의 내부에 형성한 스위치 소자를 나타내는 단면도이다.
도 29는, 절연 기판의 동일면 상에, 제 1∼제 3 전극과, 제 1 발열체 및 제 1 발열체를 피복하는 절연층을 형성한 스위치 소자를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 (A)의 A-A' 단면도이다.
도 30은, 절연 기판의 동일면 상에, 제 1∼제 3 전극과, 제 1, 제 2 발열체 및 제 1, 제 2 발열체를 피복하는 절연층(25)을 형성한 스위치 소자를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 (A)의 A-A' 단면도이다.
도 31은, 보호 저항을 구비한 스위치 소자를 나타내는 회로도이다.
도 32는 본 발명의 참고예에 관련된 스위치 소자를 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 단면도이다.
도 33은, 본 발명의 참고예에 관련된 스위치 소자를 나타내는 회로도이다.

이하, 본 발명이 적용된 스위치 소자 및 스위치 회로에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다. 또, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

[제 1 형태]

도 1(A)에 스위치 소자(1)의 평면도를 나타내고, 도 1(B)에 스위치 소자(1)의 A-A' 단면도를 나타낸다. 스위치 소자(1)는, 절연 기판(10)과, 절연 기판(10)에 서로 인접하여 형성된 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12)과, 제 1 전극(11)과 이웃하는 제 3 전극(13)과, 제 1 전극(11) 및 제 3 전극(13)에 걸쳐 접속되어 있는 제 1 가용 도체(14)를 갖는다. 스위치 소자(1)는, 제 1 가용 도체(14)를 개재하여 전기적으로 접속됨과 함께 제 1 가용 도체(14)의 용융에 의해 차단되는 제 1, 제 3 전극(11, 13)과, 서로 인접하여 형성되고, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)를 개재하여 단락되는 제 1, 제 2 전극(11, 12)에 의해 전환 회로(2)를 구성한다(도 2).

또, 스위치 소자(1)는, 절연 기판(10)에 형성된 제 1 발열체(21)와, 제 1 발열체(21)의 일단과 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극(23)과, 제 1 발열체(21)의 타단과 전기적으로 접속된 제 1 발열체 전극(24)을 갖는다. 스위치 소자(1)는, 이들 제 1 발열체(21), 발열체 인출 전극(23) 및 제 1 발열체 전극(24)에 의해, 전환 회로(2)와 전기적으로 독립된 제 1 발열체(21)로의 발열 회로(3)를 구성한다(도 2).

[절연 기판]

절연 기판(10)은, 예를 들어 알루미나, 유리세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재를 사용하여 대략 사각형상으로 형성되어 있다. 절연 기판(10)은, 그 외에도 유리에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 되지만, 제 1 가용 도체(14)의 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다.

[제 1 발열체]

제 1 발열체(21)는, 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이고, 예를 들어 W, Mo, Ru 등 또는 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 이들 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하고, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(10) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다. 또, 제 1 발열체(21)는, 절연 기판(10) 상에 있어서 절연층(25)으로 피복되어 있다. 제 1 발열체(21)를 피복하는 절연층(25) 상에는 제 1∼제 3 전극(11∼13)이 형성되어 있다.

제 1 발열체(21)는, 일단이 발열체 인출 전극(23)과 접속되어 있다. 발열체 인출 전극(23)은 절연층(25)으로 피복됨과 함께, 절연 기판(10)의 측면에 면하는 전극 단자부(23a)에 접속되어 있다. 전극 단자부(23a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면에 형성된 외부 단자(도시 생략)와 접속되어 있다.

또, 제 1 발열체(21)는, 타단이 제 1 발열체 전극(24)과 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 발열체 전극(24)은, 절연 기판(10)의 제 1 발열체(21)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(24a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(24a)와 접속되어 있는 상층부(24b)를 갖는다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은, 상층부(24b)가 절연 기판(10)의 측면에 면하는 제 1 발열체 전극 단자부(24c)에 접속되어 있다. 제 1 발열체 전극 단자부(24c)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면에 형성된 외부 단자(도시 생략)와 접속되어 있다.

이것에 의해, 스위치 소자(1)는 전극 단자부(23a), 제 1 발열체(21) 및 제 1 발열체 전극 단자부(24c)에 걸치는 제 1 발열체(21)로의 발열 회로(3)를 구성한다. 그리고, 스위치 소자(1)는 전극 단자부(23a) 및 제 1 발열체 전극 단자부(24c)가 외부 회로와 접속됨으로써, 제 1 발열체(21)에 전압이 인가되어 발열 가능하게 되어 있다. 또, 스위치 소자(1)는 전극 단자부(23a)가 외부 회로에 설치된 FET 등의 전류 제어 소자와 접속됨으로써, 발열 회로(3)로의 통전이 제어되어 있다.

[제 1∼제 3 전극]

제 1 전극(11)은, 일방측에 있어서 제 2 전극(12)과 인접하여 형성됨과 함께, 절연되고 있다. 제 1 전극(11)의 타방측에는 제 3 전극(13)이 형성되어 있다. 제 1 전극(11)과 제 3 전극(13)은, 제 1 가용 도체(14)가 접속됨으로써 도통되어, 스위치 소자(1)의 전류 경로를 구성한다. 또, 제 1 전극(11)과 제 3 전극(13)은, 각각 절연 기판(10)의 측면에 면하는 제 1, 제 3 전극 단자부(11a, 13a)에 접속되어 있다. 제 1, 제 3 전극 단자부(11a, 13a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면에 형성된 외부 단자(도시 생략)와 접속되어 있다.

제 1 전극(11)과 제 3 전극(13)은, 각각 접속 땜납 등의 접합재(26)를 개재하여 제 1 가용 도체(14)가 접속되어 있다. 또한, 제 1, 제 3 전극(11, 13)과 제 1 가용 도체(14) 사이에는, 유리 등의 비교적 열전도성이 우수한 절연층으로 이루어지는 오버코트층(27)이 형성되어 있다. 오버코트층(27)은, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간의 절연을 도모함과 함께, 제 1 발열체(21)의 열을 효율적으로 제 1 가용 도체(14)에 전하기 위해서 형성된다.

스위치 소자(1)는, 제 1, 제 3 전극 단자부(11a, 13a)가 외부 회로에 접속됨으로써, 제 1 전극(11), 제 1 가용 도체(14), 및 제 3 전극(13)에 걸쳐, 작동 전에 있어서의 전류 경로를 구성한다. 그리고, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간에 걸치는 전류 경로는 스위치 소자(1)가 작동하여, 제 1 가용 도체(14)가 용융되면 차단된다.

제 1 전극(11)과 인접하는 제 2 전극(12)은, 절연 기판(10)의 측면에 면하는 제 2 전극 단자부(12a)에 접속되어 있다. 제 2 전극 단자부(12a)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면에 형성된 외부 단자(도시 생략)와 접속되어 있다.

스위치 소자(1)는, 제 2 전극 단자부(12a)가 외부 회로에 접속됨으로써 제 1 가용 도체(14)가 용융되고, 용융 도체(14a)를 개재하여 제 1, 제 2 전극(11, 12)이 단락되면, 제 1, 제 2 전극(11, 12)에 걸쳐, 작동 후에 있어서의 전류 경로를 구성한다. 즉, 스위치 소자(1)의 전환 회로(2)는, 작동 전에 있어서는 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간에 걸치는 전류 경로를 구성하고, 작동 후에 있어서는 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간에 걸치는 전류 경로가 차단됨과 함께, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간에 걸치는 전류 경로를 구축한다.

[제 1 가용 도체]

제 1 가용 도체(14)는, 후술하는 제 1 발열체(21)의 발열에 의해 신속하게 용단되는 저융점 금속으로 이루어지고, 예를 들어 땜납이나, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 제 1 가용 도체(14)는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속으로서는, 땜납이나, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 스위치 소자(1)를 리플로우 실장하는 경우에 리플로우 온도가 저융점 금속층의 용융 온도를 초과하여 저융점 금속이 용융되어도, 제 1 가용 도체(14)로서 용단되는 데에 이르지 않는다. 이러한 제 1 가용 도체(14)는, 저융점 금속에 고융점 금속을 도금 기술을 사용하여 성막함으로써 형성해도 되고, 다른 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 사용함으로써 형성해도 된다. 또한, 후술하는 바와 같이 제 1 가용 도체(14)는 여러 가지 형태로 형성할 수 있다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극(11)은 제 1 발열체(21)의 발열 중심(C)과 중첩되는 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 제 1 발열체(21)의 발열 중심(C)이란, 제 1 발열체(21)가 발열함으로써 발현하는 열분포 중, 발열 초기 단계에서 가장 고온이 되는 영역을 말한다. 제 1 발열체(21)로부터 발산되는 열은 절연 기판(10)으로부터의 방열량이 가장 많고, 절연 기판(10)을 내열 충격성이 우수하지만 열전도율도 높은 세라믹스 재료에 의해 형성한 경우 등에는 절연 기판(10)으로 열이 확산되어 버린다. 그 때문에, 제 1 발열체(21)는 통전이 개시된 발열 초기의 단계에서는, 절연 기판(10)과 접하는 외측 가장자리로부터 가장 먼 중심이 가장 뜨겁고, 절연 기판(10)과 접하는 외측 가장자리를 향함에 따라 방열되어 온도가 상승하기 어려워진다.

스위치 소자(1)는, 제 1 전극(11)을 제 1 발열체(21)의 발열 초기에 있어서 가장 고온이 되는 발열 중심(C)에 가까운 위치에 탑재함으로써, 제 1 가용 도체(14)로 신속하게 열을 전하여 용단시킴과 함께, 고온화된 제 1 전극(11) 상에 보다 많은 용융 도체(14a)를 응집시켜, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

[제 2 가용 도체]

또, 스위치 소자(1)는, 제 2 전극(12)에 지지된 제 2 가용 도체(15)를 형성해도 된다. 제 2 가용 도체(15)는, 상기 서술한 제 1 가용 도체(14)와 동일한 재료, 동일한 구성으로 형성할 수 있다. 제 2 가용 도체(15)는, 제 2 전극(12)에 접속 땜납이나 접착 페이스트 등의 접합재(26)를 개재하여 접속됨으로써, 제 1 전극(11)과 반대측으로 연장됨과 함께 제 2 전극(12)에 외팔로 지지된다.

제 2 가용 도체(15)를 형성함으로써, 제 1 가용 도체의 용융 도체(14a)와 함께 용융 도체의 총량을 증대시킬 수 있어, 보다 확실하게 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(1)는, 제 2 전극(12)의 제 1 전극(11)과 반대측에 지지 전극(28)을 형성함과 함께, 제 2 가용 도체(15)를 제 2 전극(12)과 지지 전극(28) 사이에 접속해도 된다. 제 2 전극(12)과 지지 전극(28)은, 각각 접속 땜납 등의 접합재(26)를 개재하여 제 2 가용 도체(15)가 접속되어 있다.

제 2 전극(12)과 지지 전극(28)은 물리적으로 이간되어 있으면 되고, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이 각각 단독 랜드로서 형성됨과 함께, 제 1 발열체(21)의 열을 효율적으로 전달하기 위하여 제 1 발열체(21)와 중첩되는 에리어를 커버하도록 형성되고, 제 2 전극(12) 및 지지 전극(28)의 각 제 2 가용 도체(15)의 접속 에리어 이외를, 유리 등의 비교적 열전도성이 우수한 절연층으로 이루어지는 오버코트층(27)으로 피복되어 있다.

또한, 지지 전극(28)은 전기적으로 기능하지 않기 때문에, 오버코트층(27)의 하층에서 제 2 전극(12)과 지지 전극(28)이 전기적으로 접속되어 있어도 되고, 제 1 발열체(21)와 중첩되는 에리어를 커버하는 하나의 전극 패턴의 대략 중앙부에 오버코트층(27)을 적층함으로써, 당해 오버코트층(27)을 개재하여 물리적으로 이간된 제 2 전극(12)과 지지 전극(28)을 형성해도 된다.

[기타]

또한, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 산화 방지, 및 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15) 상에는 플럭스(16)가 도포되어 있다.

또, 스위치 소자(1)는, 절연 기판(10)이 커버 부재(20)로 덮임으로써 그 내부가 보호되고 있다. 커버 부재(20)는 상기 절연 기판(10)과 마찬가지로, 예를 들어 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리에폭시 기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용하여 형성되어 있다.

[회로 구성]

이어서, 스위치 소자(1)의 회로 구성에 대해 설명한다. 도 2에 스위치 소자(1)의 회로도를 나타낸다. 도 2(A)는 제 2 가용 도체(15)를 형성하지 않은 스위치 소자(1)의 회로도이고, 도 2(B)는 제 2 가용 도체(15)를 형성한 스위치 소자(1)를 나타내는 회로도이다. 도 3에, 스위치 소자(1)가 적용된 스위치 회로(30)의 일례를 나타낸다. 스위치 소자(1)는, 정상 시에는 제 1 가용 도체(14)를 개재하여 제 1 전극(11)과 제 3 전극(13)이 연속됨과 함께, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)이 절연되어 있는 전환 회로(2)를 갖는다. 전환 회로(2)는, 제 1 발열체(21)가 발열하면, 제 1 가용 도체(14)가 용단됨으로써 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단되고, 또 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 용융됨으로써 당해 용융 도체(14a, 15a)를 개재하여 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되는 스위치(4)를 갖는다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 전환 회로(2)는 제 1, 제 3 전극(11, 13)을 개재하여 스위치 소자(1)가 실장되는 회로 기판의 전류 경로 상에 접속됨으로써, 전원 회로나 디지털 신호 회로 등의 각종 외부 회로(31A, 31B) 사이에 장착된다. 또, 전환 회로(2)는 제 2 전극(12)을 개재하여, 전환 후에 외부 회로(31C)와 접속된다.

또, 스위치 소자(1)는, 발열체 인출 전극(23), 제 1 발열체(21) 및 제 1 발열체 전극(24)이 직렬 접속된 발열 회로(3)를 갖는다. 발열 회로(3)는, 전환 회로(2)와 전기적으로 독립되고, 열적으로 접속 가능하게 되어 있다. 발열체 인출 전극(23)은, 외부 단자를 개재하여 외부 전원(17)과 접속되고, 제 1 발열체 전극(24)은 외부 단자를 개재하여 발열 회로(3)로의 급전을 제어하는 전류 제어 소자(18)에 접속되어 있다.

전류 제어 소자(18)는, 발열 회로(3)로의 급전을 제어하는 스위치 소자이고, 예를 들어 FET 에 의해 구성되고, 전환 회로(2)의 전기적으로 또한 물리적인 전환의 필요 여부를 검출하는 검출 회로(19)에 접속되어 있다. 검출 회로(19)는, 스위치 소자(1)의 전환 회로(2)가 장착된 각종 회로의 통전을 전환할 필요가 있는 사태를 검출하는 회로이고, 예를 들어 배터리 팩의 이상 전압의 발생에 의한 바이패스 전류 경로의 구축이나 예비 회로 혹은 경보 회로로의 통전, 네트워크 통신 기기에 있어서의 해킹이나 크래킹 등의 시에 서버를 우회하는 네트워크의 구축이나 경보 회로로의 통전 등, 전환 회로(2)의 스위칭에 의해 물리적, 불가역적으로 전류 경로의 전환을 행할 필요가 생긴 경우에 전류 제어 소자(18)를 동작시킨다.

이것에 의해, 발열 회로(3)에 외부 전원(17)의 전력이 공급되고, 제 1 발열체(21)가 발열함으로써 제 1 가용 도체(14)가 용단되고, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단된다(도 4(A)(B)). 또, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)는, 습윤성이 높은 제 1 전극(11) 상으로 끌어당겨짐과 함께, 인접하는 제 2 전극(12) 간에 걸쳐 응집한다. 따라서, 제 1 가용 도체(14)는 확실하게 전환 회로(2)의 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간에 걸치는 전류 경로를 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간으로 전환할 수 있다.

이때, 스위치 소자(1)는 제 2 전극(12)과 지지 전극(28) 간에 제 2 가용 도체(15)를 탑재함으로써, 제 1 발열체(21)의 발열에 의해 제 2 가용 도체(15)도 용융되고, 제 2 전극(12) 상에 응집하므로, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간에 응집하는 용융 도체의 총량을 증가시켜 확실하게 단락시킴과 함께, 단락 후에 있어서의 도통 저항의 상승을 방지할 수 있다.

스위치 소자(1)는, 검출 회로(19) 등에 의해 전환 회로(2)의 스위칭이 검출되면, 전류 제어 소자(18)에 의해 발열 회로(3)로의 통전이 정지되고, 제 1 발열체(21)의 발열이 정지된다. 혹은, 스위치 소자(1)는 타이머를 작동시켜, 발열 회로(3)로의 통전 개시부터 제 1 가용 도체(14)가 용융되는 충분한 소정 시간의 경과 후에 통전을 정지하도록 제어해도 된다.

이와 같은 스위치 소자(1) 및 스위치 회로(30)에 의하면, 외부 회로(31)에 장착되는 전환 회로(2)와, 전환 회로(2)를 동작시키는 발열 회로(3)가 전기적으로 독립되어 있기 때문에, 외부 회로(31)의 종류에 의하지 않고, 제 1 발열체(21)에 대해 제 1 가용 도체(14)를 용단시키는 데에 충분한 발열량을 얻는 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 스위치 소자(1) 및 스위치 회로(30)에 의하면, 전환 회로(2)가 장착되는 외부 회로(31)로서, 미약한 전류를 흘리는 디지털 신호 회로에 적용할 수도 있다.

예를 들어, 도 5(A)에 나타내는 바와 같이 스위치 소자(1) 및 스위치 회로(30)는 정보 시큐리티를 목적으로 해, 전환 회로(2)를 데이터 서버(33)와 인터넷 회선(34) 사이에 장착하고, 검출 회로(19)에 의해 해킹이나 크래킹을 검출했을 때에는, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이 전환 회로(2)를 차단함과 함께 경보 회로(35)에 통전함으로써, 물리적, 불가역적으로 신호 라인을 인터넷 회선(34)으로부터 분리하여, 정보의 유출을 방지함과 함께, 경보기를 작동시켜 당해 해킹 등을 알릴 수 있다.

그 외에도, 스위치 소자(1) 및 스위치 회로(30)는, 배터리 팩의 이상 전압의 발생에 의한 바이패스 전류 경로의 구축이나 예비 회로 혹은 경보 회로로의 통전 등에 적용할 수도 있다.

또, 스위치 소자(1) 및 스위치 회로(30)에 의하면, 전환 회로(2)와 전기적으로 독립되어 발열 회로(3)를 형성하고 있으므로, 제 1 발열체(21)의 저항을 높게 함과 함께 고전압을 인가함으로써 미약한 전류라도 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 용융시키는 전력을 얻을 수도 있다. 따라서, 제 1 발열체(21)로의 급전을 제어하는 전류 제어 소자(18)를, 전환 회로(2)의 정격에 관계없이 제 1 발열체(21)의 정격에 따라 선택할 수 있어, 회로 설계의 자유도를 높이고, 또 보다 염가로 제조할 수 있다.

[커버부 전극]

또한, 스위치 소자(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 커버 부재(20)의 천면부(天面部)(20a)에 커버부 전극(29)을 형성해도 된다. 커버부 전극(29)은, 제 1, 제 2 전극(11, 12)과 함께 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)를 유지하고, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간에 용융 도체를 응집시키는 것이다. 커버부 전극(29)은, 커버 부재(20)의 천면부(20a)의 제 1, 제 2 전극(11, 12)과 대치하는 위치에 형성된다. 또한, 커버부 전극(29)은 후술하는 스위치 소자(40, 50, 60, 70, 80, 90)에 있어서도 형성할 수 있다.

[제 3 가용 도체]

또, 본 발명에 관련된 스위치 소자는, 도 6에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)와 제 1 발열체 전극(24) 사이에 제 1 발열체 전극(24)과 인접하는 제 2 발열체 전극(41)을 형성하고, 제 1 발열체 전극(24) 및 제 2 발열체 전극(41)에 걸쳐 제 3 가용 도체(42)를 접속해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 스위치 소자(1) 및 스위치 회로(30)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다.

도 6에 나타내는 스위치 소자(40)는, 발열 회로(3) 상에 제 2 발열체 전극(41) 및 제 3 가용 도체(42)를 형성함으로써, 전환 회로(2)의 전류 경로가 제 1, 제 3 전극(11, 13)으로부터 제 1, 제 2 전극(11, 12)으로 스위치한 후, 제 3 가용 도체(42)가 용단되어, 발열 회로(3)를 자동적으로 차단하는 것이다.

스위치 소자(40)에 있어서, 제 1 발열체 전극(24)은 절연층(25) 상에 적층된 상층부(24b)만을 갖는다. 제 2 발열체 전극(41)은, 절연 기판(10)의 제 1 발열체(21)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(41a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(41a)와 접속되어 있는 상층부(41b)를 갖는다. 그리고, 제 2 발열체 전극(41)은, 상층부(41b)의 단부(端部)가 제 1 발열체 전극(24)의 상층부(24b)와 제 3 가용 도체(42)를 개재하여 접속되어 있다.

제 3 가용 도체(42)는, 상기 서술한 제 1 가용 도체(14)와 동일한 재료, 동일한 구성으로 형성할 수 있다. 또, 제 3 가용 도체(42)의 산화 방지, 및 제 3 가용 도체(42)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제 3 가용 도체(42) 상에는 플럭스(16)가 도포되어 있다.

이것에 의해, 도 2(C)에 나타내는 바와 같이 스위치 소자(40)는 제 1 발열체 전극(24), 제 3 가용 도체(42), 제 2 발열체 전극(41), 제 1 발열체(21), 및 발열체 인출 전극(23)에 걸치는 발열 회로(3)가 형성된다. 스위치 소자(40)는, 발열 회로(3)에 통전되면 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 용융시켜, 전류 경로를 전환한다. 그 후, 스위치 소자(40)는 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)의 열에 의해 제 3 가용 도체(42)가 용단되고, 발열 회로(3)가 차단되어, 제 1 발열체(21)의 발열이 정지된다.

[제 1 가용 도체의 선용융(先溶融)]

여기서, 스위치 소자(40)는 전환 회로(2)의 제 1 가용 도체(14)가, 발열 회로(3)의 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단되도록 형성되어 있다. 제 1 가용 도체(14)보다 먼저 제 3 가용 도체(42)가 용단되면, 제 1 발열체(21)로의 급전이 정지되어, 제 1 가용 도체(14)를 용단할 수 없게 되기 때문이다.

그래서, 스위치 소자(40)는, 제 1 발열체(21)가 발열하면, 제 1 가용 도체(14)가 먼저 용단되도록 형성되어 있다. 구체적으로, 스위치 소자(40)의 제 1 가용 도체(14)는, 제 3 가용 도체(42)보다 제 1 발열체(21)의 발열 중심(C)에 가까운 위치에 탑재되어 있다.

스위치 소자(40)는, 제 1 가용 도체(14)를 제 3 가용 도체(42)보다 제 1 발열체(21)의 발열 초기에 있어서 가장 고온이 되는 발열 중심(C)에 가까운 위치에 탑재함으로써, 제 3 가용 도체(42)보다 빠르게 열이 전해져, 용단되도록 한다. 제 3 가용 도체(42)는 제 1 가용 도체(14)보다 느리게 가열되기 때문에, 제 1 가용 도체(14)가 용단한 후에 용단된다.

또, 스위치 소자(40)는, 제 1, 제 3 가용 도체(14, 42)의 형상을 변경함으로써, 제 1 가용 도체(14)가 먼저 용단되도록 해도 된다. 예를 들어, 제 1, 제 3 가용 도체(14, 42)는 단면적이 작을수록 용단이 용이해지므로, 스위치 소자(40)는 제 1 가용 도체(14)의 단면적을 제 3 가용 도체(42)의 단면적보다 작게 함으로써, 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(40)는 제 1 가용 도체(14)를 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간의 전류 경로를 따라 폭이 좁고 또한 길게 형성하고, 제 3 가용 도체(42)를 제 1, 제 2 발열체 전극(23, 41) 간의 전류 경로를 따라 폭이 넓고 또한 짧게 형성해도 된다. 이것에 의해, 제 1 가용 도체(14)는 제 3 가용 도체(42)보다 상대적으로 용단되기 쉬운 형상이 되어, 제 1 발열체(21)의 발열에 의해 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단된다.

또, 스위치 소자(40)는, 제 1 가용 도체(14)의 재료로서 제 3 가용 도체(42)의 재료보다 융점이 낮은 것으로 형성해도 된다. 이것에 의해서도, 제 1 발열체(21)의 발열에 의해 제 1 가용 도체(14)를 제 3 가용 도체(42)보다 용단되기 쉽게 하여, 확실하게 제 1 가용 도체(14)를 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

그 외에도, 스위치 소자(40)는 제 1 가용 도체(14)와 제 3 가용 도체(42)의 층 구조를 변경함으로써 융점에 차를 형성하여, 상대적으로 제 1 가용 도체(14)를 제 3 가용 도체(42)보다 용단되기 쉽게 하여, 제 1 발열체(21)의 발열에 의해 제 1 가용 도체(14)를 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단시키도록 해도 된다.

이것에 의해, 스위치 소자(40)는 제 1 발열체(21)가 발열하면, 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 가용 도체(14)가 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단되기 때문에, 전환 회로(2)의 전류 경로가 전환될 때까지 확실하게 제 1 발열체(21)에 급전하여, 발열시킬 수 있다.

[보조 도체]

또한, 스위치 소자(40)는 도 9에 나타내는 바와 같이 제 2 가용 도체(15) 대신에, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)와 접촉하여, 제 1 전극(11)과의 단락을 보조하는 보조 도체(44)를 탑재하도록 해도 된다. 보조 도체(44)는, 제 2 전극(12) 상에 탑재함으로써 제 2 전극(12)이 부피가 커지므로, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)가 제 1 전극(11) 상에 응집했을 때에, 당해 용융 도체(14a)와의 접촉이 용이해지고, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간의 단락을 보조할 수 있다. 이와 같은 보조 도체(44)로서는, 땜납 볼이나 땜납 포스트 등의 금속체나, Ag 페이스트 등의 각종 금속 페이스트를 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 보조 도체(44)를 사용하는 경우, 지지 전극(28)은 형성할 필요는 없다. 또, 스위치 소자(1)에 있어서도, 마찬가지로 제 2 가용 도체(15) 대신에 보조 도체(44)를 사용해도 된다.

[제 2 형태]

본 발명이 적용된 스위치 소자는, 도 10에 나타내는 바와 같이 전환 회로(2)에 제 2 가용 도체(15)를 형성함과 함께, 발열 회로(3)에 제 2 발열체(22)를 형성해도 된다. 도 10에 나타내는 스위치 소자(50)는, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 순차 발열시킴으로써, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간의 차단과, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간의 단락을 순차 행할 수 있는 것이다. 또한, 이하의 설명에 있어서 상기 서술한 스위치 소자(1, 40) 및 스위치 회로(30)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다.

제 2 발열체(22)는, 제 1 발열체(21)와 마찬가지로 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이고, 예를 들어 W, Mo, Ru 등 또는 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하고, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(10) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다. 또, 제 2 발열체(22)는, 절연 기판(10) 상에 있어서 절연층(25)으로 피복되어 있다. 제 2 발열체(22)를 피복하는 절연층(25) 상에는, 제 2 전극(12) 및 지지 전극(28)이 형성되어 있다.

제 2 발열체(22)는, 일단을 제 1 발열체(21)와 함께 발열체 인출 전극(23)에 접속시키고, 타단을 제 3 발열체 전극(51)에 전기적으로 접속시키고 있다. 또, 제 2 발열체(22)는, 제 2 전극(12)과 지지 전극(28) 사이에 걸쳐서 탑재되어 있는 제 2 가용 도체(15)와 중첩되는 위치에 형성되고, 발열함으로써, 그 열은 절연층(25), 제 2 전극(12), 지지 전극(28) 및 오버코트층(27)을 개재하여 주로 제 2 가용 도체(15)로 전해져, 제 2 가용 도체(15)를 용융시킬 수 있다. 스위치 소자(50)는, 제 1 가용 도체(14)에 추가로 제 2 가용 도체(15)가 용융됨으로써, 각 용융 도체(14a, 15a)가 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간에 응집되어, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

제 3 발열체 전극(51)은, 절연 기판(10)의 제 2 발열체(22)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(51a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(51a)와 접속되어 있는 상층부(51b)를 갖는다. 또, 제 3 발열체 전극(51)은, 상층부(51b)가 절연 기판(10)의 측면에 면하는 제 3 발열체 전극 단자부(51c)에 접속되어 있다. 제 3 발열체 전극 단자부(51c)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면에 형성된 외부 단자(도시 생략)와 접속되어 있다.

또한, 스위치 소자(50)에 있어서, 제 1 발열체(21)는 제 1 가용 도체(14)와 중첩되는 위치에 형성되고, 발열함으로써, 그 열은 절연층(25), 제 1, 제 3 전극(11, 13) 및 오버코트층(27)을 개재하여 주로 제 1 가용 도체(14)로 전해지고, 제 1 가용 도체(14)를 용융시킬 수 있다. 스위치 소자(50)는, 제 1 가용 도체(14)가 용융됨으로써, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간을 차단할 수 있다.

도 11에 스위치 소자(50)의 회로도를 나타낸다. 도 12에, 스위치 소자(50)가 적용된 스위치 회로(55)의 일례를 나타낸다. 스위치 소자(50)는, 스위치 소자(1)와 마찬가지로 정상 시에는 제 1 가용 도체(14)를 개재하여 제 1 전극(11)과 제 3 전극(13)이 연속됨과 함께, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)이 절연되어 있는 전환 회로(2)를 갖는다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 전환 회로(2)는 제 1, 제 3 전극(11, 13)을 개재하여, 스위치 소자(50)가 실장되는 회로 기판의 전류 경로 상에 접속됨으로써, 전원 회로나 디지털 신호 회로 등의 각종 외부 회로(31A, 31B) 사이에 장착된다. 또, 전환 회로(2)는 제 2 전극(12)을 개재하여, 전환 후에 외부 회로(31C)와 접속된다.

또, 스위치 소자(50)는, 도 11(A)에 나타내는 바와 같이 발열체 인출 전극(23)으로부터 제 1 발열체(21)를 거쳐 제 1 발열체 전극(24)에 이르는 제 1 발열체(21)로의 급전 경로(3A)와, 발열체 인출 전극(23)으로부터 제 2 발열체(22)를 거쳐 제 3 발열체 전극(51)에 이르는 제 2 발열체(22)로의 급전 경로(3B)를 구비한 발열 회로(3)를 갖는다. 발열 회로(3)는, 전환 회로(2)와 전기적으로 독립되고, 열적으로 접속 가능하게 되어 있다. 발열체 인출 전극(23)은, 외부 단자를 개재하여 외부 전원(17)과 접속되고, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 각각 외부 단자를 개재하여 발열 회로(3)로의 급전을 제어하는 전류 제어 소자(18)에 접속되어 있다.

각 전류 제어 소자(18)는 검출 회로(19)와 접속되어 있다. 검출 회로(19)는, 스위치 소자(50)의 전환 회로(2)가 장착된 각종 회로의 통전을 전환할 필요가 있는 사태를 검출하는 회로이고, 2개의 전류 제어 소자(18)를 개재하여 발열 회로(3)의 제 1 발열체(21)로의 급전 경로(3A)와 제 2 발열체(22)로의 급전 경로(3B) 중 어느 것을 먼저 통전시키고, 어느 것을 후에 통전시킬지를 결정하여, 2개의 전류 제어 소자(18)를 순차 동작시킨다.

예를 들어, 외부 회로(31B, 31C)를 접속시킨 후, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단하는 경우, 스위치 회로(55)는 도 13(B)에 나타내는 바와 같이 검출 회로(19)에 의해 제 2 발열체(22)로의 급전 경로(3B)로 통전되어 제 2 발열체(22)를 발열시켜, 제 2 가용 도체(15)를 용융시킨다. 이어서, 스위치 회로(55)는 도 13(D)에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)로의 급전 경로(3A)로 통전되어 제 1 발열체(21)를 발열시켜, 제 1 가용 도체(14)를 용융시킨다.

이것에 의해, 스위치 소자(50)는 제 2 가용 도체(15)가 용융하여, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)와 함께 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되고(도 13(B)), 외부 회로(31B, 31C) 간이 접속된다. 이어서, 스위치 소자(50)는 제 1 가용 도체(14)의 용단에 의해 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단되고(도 13(D)), 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한다.

또, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한 후, 외부 회로(31B, 31C)를 접속하는 경우, 스위치 회로(55)는 도 13(C)에 나타내는 바와 같이 검출 회로(19)에 의해 제 1 발열체(21)로의 급전 경로(3A)로 통전되어 제 1 발열체(21)를 발열시켜, 제 1 가용 도체(14)를 용융시킨다. 이어서, 스위치 회로(55)는 도 13(D)에 나타내는 바와 같이 제 2 발열체(22)로의 급전 경로(3B)로 통전되어 제 2 발열체(22)를 발열시켜, 제 2 가용 도체(15)를 용융시킨다.

이것에 의해, 스위치 소자(50)는 제 1 가용 도체(14)의 용단에 의해 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단되고(도 13(C)), 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한다. 이어서, 스위치 소자(50)는 제 2 가용 도체(15)가 용융되고, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)와 함께 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되고(도 13(D)), 외부 회로(31B, 31C) 간이 접속된다.

또한, 스위치 소자(50)는 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단된 후, 급전 경로(3A)로의 통전이 정지됨으로써 제 1 발열체(21)의 발열이 정지되고, 또 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락된 후, 급전 경로(3B)로의 통전이 정지됨으로써 제 2 발열체(22)의 발열이 정지된다. 각 급전 경로(3A, 3B)로의 통전 정지는, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간의 차단이나 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간의 단락을 검출함으로써 행해도 되고, 혹은 타이머를 작동시켜 각 급전 경로(3A, 3B)로의 통전 개시부터 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단되고, 또 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되는 충분한 소정 시간 경과 후에 통전을 정지하도록 제어해도 된다.

이와 같은 스위치 소자(50) 및 스위치 회로(55)에 의하면, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단하기 전에 미리 외부 회로(31C)를 접속시킬 수 있으므로, 예를 들어 외부 회로(31A)의 백업 회로로서 외부 회로(31C)를 구비함으로써, 심리스로 백업 회로(31C)로의 전환을 행할 수 있다. 혹은, 외부 회로(31A)의 이상을 알리는 경보 회로로서 외부 회로(31C)를 구비함으로써, 이상 사태에 의한 외부 회로(31A, 31B) 간의 차단을 행하기 전에 경보 회로(31C)를 작동시켜, 각종 알람을 작동시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(50) 및 스위치 회로(55)에 의하면, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한 후, 외부 회로(31C)를 접속시킬 수 있으므로, 예를 들어 배터리 회로 등에 있어서, 과전압을 검출한 배터리 회로를 신속하게 충방전 경로로부터 차단한 후에, 당해 배터리를 우회하는 바이패스 전류 경로를 구축할 수 있다.

[제 4 가용 도체]

또, 본 발명에 관련된 스위치 소자는 도 14 및 도 11(B)에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)와 제 1 발열체 전극(24) 간에 제 1 발열체 전극(24)과 인접하는 제 2 발열체 전극(41)을 형성하고, 제 1 발열체 전극(24) 및 제 2 발열체 전극(41)에 걸쳐 제 3 가용 도체(42)를 접속하고, 제 2 발열체(22)와 제 3 발열체 전극(51) 간에 제 3 발열체 전극(51)과 인접하는 제 4 발열체 전극(61)을 형성하고, 제 3 발열체 전극(51) 및 제 4 발열체 전극(61)에 걸쳐 제 4 가용 도체(62)를 접속해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서 상기 서술한 스위치 소자(1, 40, 50) 및 스위치 회로(30, 55)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다.

도 14에 나타내는 스위치 소자(60)는, 급전 경로(3A, 3B) 상에 각각 제 2, 제 4 발열체 전극(41, 61) 및 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)를 형성함으로써, 전환 회로(2)의 전류 경로가 제 1, 제 3 전극(11, 13)으로부터 제 1, 제 2 전극(11, 12)으로 스위치한 후, 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)가 용단되어, 발열 회로(3)를 자동적으로 차단하는 것이다.

스위치 소자(60)에 있어서, 제 3 발열체 전극(51)은 절연층(25) 상에 적층된 상층부(51b)만을 갖는다. 제 4 발열체 전극(61)은, 절연 기판(10)의 제 2 발열체(22)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(61a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(61a)와 접속되어 있는 상층부(61b)를 갖는다. 그리고, 제 4 발열체 전극(61)은, 상층부(61b)의 단부가 제 3 발열체 전극(51)의 상층부(51b)와 제 4 가용 도체(62)를 개재하여 접속되어 있다.

제 4 가용 도체(62)는, 상기 서술한 제 1 가용 도체(14)와 동일한 재료, 동일한 구성으로 형성할 수 있다. 또, 제 4 가용 도체(62)의 산화 방지, 및 제 4 가용 도체(62)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제 4 가용 도체(62) 상에는 플럭스(16)가 도포되어 있다.

이것에 의해, 스위치 소자(60)는 제 1 발열체 전극(24), 제 3 가용 도체(42), 제 2 발열체 전극(41), 제 1 발열체(21), 및 발열체 인출 전극(23)에 걸치는 급전 경로(3A)와, 제 3 발열체 전극(51), 제 4 가용 도체(62), 제 4 발열체 전극(61), 제 2 발열체(22), 및 발열체 인출 전극(23)에 이르는 급전 경로(3B)가 형성된다. 스위치 소자(60)는, 급전 경로(3A)에 통전되면, 제 1 발열체(21)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 1 가용 도체(14)를 용융시켜, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간을 차단한다. 또, 스위치 소자(60)는 급전 경로(3B)에 통전되면, 제 2 발열체(22)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 2 가용 도체(15)를 용융시켜, 용융 도체를 제 1, 제 2 전극(11, 13) 간에 응집, 단락시킨다. 이것에 의해, 스위치 소자(60)는 전환 회로(2)의 전류 경로를 전환한다. 스위치 소자(60)는 제 1, 제 3 전극(11, 13)의 차단 후, 제 1 발열체(21)의 열에 의해 제 3 가용 도체(42)가 용단되고, 급전 경로(3A)가 차단되어, 제 1 발열체(21)의 발열이 정지된다. 또, 스위치 소자(60)는 제 1, 제 2 전극(11, 12)의 단락 후, 제 2 발열체(22)의 열에 의해 제 4 가용 도체(62)가 용단되고, 급전 경로(3B)가 차단되어, 제 2 발열체(22)의 발열이 정지된다.

[제 1, 제 2 가용 도체의 선용융]

여기서, 스위치 소자(60)에 있어서도, 전환 회로(2)의 제 1 가용 도체(14)가 급전 경로(3A)의 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단되도록 형성되고, 제 2 가용 도체(15)가 급전 경로(3B)의 제 4 가용 도체(62)보다 먼저 용단되도록 형성되어 있다. 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)보다 먼저 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)가 용단되면, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)로의 급전이 정지되어, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 용단할 수 없게 되기 때문이다.

그래서, 스위치 소자(60)는 상기 서술한 스위치 소자(40)와 마찬가지로, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)는 각각 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열 중심(C)에 가까운 위치에 탑재되어 있다.

또, 스위치 소자(60)는 제 1∼제 4 가용 도체(14, 15, 42, 62)의 형상을 변경함으로써, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 먼저 용단되도록 해도 된다. 예를 들어, 제 1∼제 4 가용 도체(14, 15, 42, 62)는 단면적이 작을수록 용단이 용이해지므로, 스위치 소자(60)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 단면적을 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)의 단면적보다 작게 함으로써, 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(60)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간, 및 제 2 전극(12), 지지 전극(28) 간을 따라 폭이 좁고 또한 길게 형성하고, 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)를 제 1, 제 2 발열체 전극(23, 41) 간, 및 제 3, 제 4 발열체 전극(51, 61) 간의 각 전류 경로를 따라 폭이 넓고 또한 짧게 형성해도 된다. 이것에 의해, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)는 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 상대적으로 용단되기 쉬운 형상이 되어, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 먼저 용단된다.

또, 스위치 소자(60)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 재료로서 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)의 재료보다 융점이 낮은 것으로 형성해도 된다. 이것에 의해서도, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 용단되기 쉽게 하여, 확실하게 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

그 외에도, 스위치 소자(60)는 확실하게 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)와 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)의 층 구조를 변경함으로써 융점에 차를 형성하여, 상대적으로 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 용단되기 쉽게 하여, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 먼저 용단시키도록 해도 된다.

이것에 의해, 스위치 소자(60)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)가 발열하면, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)보다 먼저 용단되기 때문에, 전환 회로(2)의 전류 경로가 전환될 때까지 확실하게 제 1, 제 2 발열체(21, 22)에 급전하여, 발열시킬 수 있다.

[제 3 형태]

본 발명이 적용된 스위치 소자는, 도 15에 나타내는 바와 같이 전환 회로(2)에 제 2 가용 도체(15)를 형성함과 함께, 발열 회로(3)에 형성한 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를, 제 1 발열체 전극(24)과 발열체 인출 전극(23) 사이에서 병렬로 접속해도 된다. 도 15에 나타내는 스위치 소자(70)는, 제 1 발열체 전극(24)과, 발열체 인출 전극(23) 간에 걸쳐서 통전함으로써, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 저항값에 따라 제 1 가용 도체(14) 및 제 2 가용 도체(15)를 순차 용융시켜, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간의 단락과 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간의 차단을 순차 행하는 것이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 스위치 소자(1, 40, 50, 60) 및 스위치 회로(30, 55)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다.

스위치 소자(70)에 있어서, 제 2 발열체(22)는, 일단을 제 1 발열체(21)와 함께 발열체 인출 전극(23)에 접속시키고, 타단을 제 1 발열체(21)와 함께 제 1 발열체 전극(24)과 전기적으로 접속시키고 있다. 또, 제 2 발열체(22)는, 제 2 전극(12)과 지지 전극(28) 사이에 걸쳐서 탑재되어 있는 제 2 가용 도체(15)와 중첩되는 위치에 형성되고, 발열함으로써, 그 열은 절연층(25), 제 2 전극(12), 지지 전극(28) 및 오버코트층(27)을 개재하여 주로 제 2 가용 도체(15)에 전해져, 제 2 가용 도체(15)를 용융시킬 수 있다. 스위치 소자(70)는, 제 1 가용 도체(14)에 추가로 제 2 가용 도체(15)가 용융됨으로써, 각 용융 도체(14a, 15a)가 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간에 응집되어, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간을 단락시킬 수 있다.

또한, 스위치 소자(70)에 있어서 제 1 발열체(21)는 제 1 가용 도체(14)와 중첩되는 위치에 형성되고, 발열함으로써, 그 열은 절연층(25), 제 1, 제 3 전극(11, 13) 및 오버코트층(27)을 개재하여 주로 제 1 가용 도체(14)에 전해져, 제 1 가용 도체(14)를 용융시킬 수 있다. 스위치 소자(70)는 제 1 가용 도체(14)가 용융됨으로써, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간을 차단할 수 있다.

또, 스위치 소자(70)에 있어서 제 1 발열체 전극(24)은 절연 기판(10)의 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 1쌍의 하층부(24a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(24a)와 접속되어 있는 상층부(24b)를 갖는다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은, 상층부(24b)가 절연 기판(10)의 측면에 면하는 제 1 발열체 전극 단자부(24c)에 접속되어 있다. 제 1 발열체 전극 단자부(24c)는, 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면에 형성된 외부 단자(도시 생략)와 접속되어 있다.

도 16(A)에 스위치 소자(70)의 회로도를 나타낸다. 도 17에, 스위치 소자(70)가 적용된 스위치 회로(75)의 일례를 나타낸다. 스위치 소자(70)는, 스위치 소자(1)와 마찬가지로, 정상 시에는 제 1 가용 도체(14)를 개재하여 제 1 전극(11)과 제 3 전극(13)이 연속함과 함께, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)이 절연되어 있는 전환 회로(2)를 갖는다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 전환 회로(2)는 제 1, 제 3 전극(11, 13)을 개재하여 스위치 소자(70)가 실장되는 회로 기판의 전류 경로 상에 접속됨으로써, 전원 회로나 디지털 신호 회로 등의 각종 외부 회로(31A, 31B) 사이에 장착된다. 또, 전환 회로(2)는 제 2 전극(12)을 개재하여 전환 후에 외부 회로(31C)와 접속된다.

또, 스위치 소자(70)는 도 16(A)에 나타내는 바와 같이 발열체 인출 전극(23)으로부터 제 1 발열체(21)를 거쳐 제 1 발열체 전극(24)에 이르는 제 1 발열체(21)로의 급전 경로(3A)와, 발열체 인출 전극(23)으로부터 제 2 발열체(22)를 거쳐 제 1 발열체 전극(24)에 이르는 제 2 발열체(22)로의 급전 경로(3B)를 구비한 발열 회로(3)를 갖는다. 발열 회로(3)는, 전환 회로(2)와 전기적으로 독립되고, 열적으로 접속 가능하게 되어 있다. 발열체 인출 전극(23)은 외부 단자를 개재하여 외부 전원(17)과 접속되고, 제 1 발열체 전극(24)은 각각 외부 단자를 개재하여 발열 회로(3)로의 급전을 제어하는 전류 제어 소자(18)에 접속되어 있다.

전류 제어 소자(18)는 검출 회로(19)와 접속되어 있다. 검출 회로(19)는 스위치 소자(70)의 전환 회로(2)가 장착된 각종 회로의 통전을 전환할 필요가 있는 사태를 검출하는 회로이다.

스위치 소자(70)는, 검출 회로(19)의 지지를 받아 전류 제어 소자(18)가 발열 회로(3)에 통전시키면, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)가 각 저항값에 따라 순차 발열하여, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 순차 용융시켜 간다.

예를 들어, 외부 회로(31B, 31C)를 접속한 후, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단하는 경우, 스위치 소자(70)는 제 2 발열체(22)의 저항값을 상대적으로 제 1 발열체(21)보다 낮게 함으로써, 도 18(B)에 나타내는 바와 같이 발열 회로(3)로 통전되면 먼저 급전 경로(3B)에 상대적으로 많은 전류를 흘려 제 2 발열체(22)를 발열시켜, 제 2 가용 도체(15)를 용융시킨다. 그 후, 도 18(D)에 나타내는 바와 같이 스위치 소자(70)는 급전 경로(3A)로의 통전에 의해 발열된 제 1 발열체(21)의 열에 의해 제 1 가용 도체(14)를 용융시킨다.

이것에 의해, 스위치 소자(70)는 제 2 가용 도체(15)가 용융되고, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)와 함께 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되고, 외부 회로(31B, 31C) 간이 접속된다. 이어서, 스위치 소자(70)는 제 1 가용 도체(14)의 용단에 의해 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단되고, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한다.

또, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한 후, 외부 회로(31B, 31C)를 접속하는 경우, 스위치 소자(70)는 제 1 발열체(21)의 저항값을 상대적으로 제 2 발열체(22)보다 낮게 함으로써, 도 18(C)에 나타내는 바와 같이 발열 회로(3)로 통전되면 먼저 급전 경로(3A)에 상대적으로 많은 전류를 흘려 제 1 발열체(21)를 발열시켜, 제 1 가용 도체(14)를 용융시킨다. 그 후, 도 18(D)에 나타내는 바와 같이 스위치 소자(70)는 급전 경로(3B)로의 통전에 의해 발열된 제 2 발열체(22)의 열에 의해 제 2 가용 도체(15)를 용융시킨다.

이것에 의해, 스위치 소자(70)는 제 1 가용 도체(14)의 용단에 의해 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단되고, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한다. 이어서, 스위치 소자(70)는 제 2 가용 도체(15)가 용융되고, 제 1 가용 도체(14)의 용융 도체(14a)와 함께 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되고, 외부 회로(31B, 31C) 간이 접속된다.

이와 같이, 스위치 소자(70)에 의하면 발열 회로(3)의 급전 경로(3A, 3B)의 통전 순서가 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 저항값에 의해 정해지므로, IC 제어가 불필요해진다.

또한, 스위치 소자(70)는 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단됨과 함께, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락된 후, 발열 회로(3)로의 통전이 정지됨으로써 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열이 정지된다. 발열 회로(3)로의 통전 정지는, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간의 차단 및 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간의 단락을 검출함으로써 행해도 되고, 혹은 타이머를 작동시켜 발열 회로(3)로의 통전 개시부터 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간이 차단됨과 함께, 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간이 단락되는 충분한 소정 시간의 경과 후에 통전을 정지하도록 제어해도 된다.

이와 같은 스위치 소자(70) 및 스위치 회로(75)에 의하면, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단하기 전에 미리 외부 회로(31C)를 접속시킬 수 있으므로, 예를 들어 외부 회로(31A)의 백업 회로로서 외부 회로(31C)를 구비함으로써, 심리스로 백업 회로(31C)로의 전환을 행할 수 있다. 혹은, 외부 회로(31A)의 이상을 알리는 경보 회로로서 외부 회로(31C)를 구비함으로써, 이상 사태에 의한 외부 회로(31A, 31B) 간의 차단을 행하기 전에 경보 회로(35)를 작동시켜, 각종 알람을 작동시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(70) 및 스위치 회로(75)에 의하면, 외부 회로(31A, 31B) 간을 차단한 후에 외부 회로(31C)를 접속시킬 수 있으므로, 예를 들어 배터리 회로 등에 있어서 과전압을 검출한 배터리 회로를 신속하게 충방전 경로로부터 차단한 후에, 당해 배터리를 우회하는 바이패스 전류 경로를 구축할 수 있다.

[제 5 가용 도체]

또, 본 발명에 관련된 스위치 소자는 도 19 및 도 16(B)에 나타내는 바와 같이 제 1 및 제 2 발열체(21, 22)와 제 1 발열체 전극(24) 간에, 제 1 및 제 2 발열체(21, 22)와 전기적으로 접속함과 함께 제 1 발열체 전극(24)과 인접하는 제 5 발열체 전극(81)을 형성하고, 제 1 발열체 전극(24) 및 제 5 발열체 전극(81)에 걸쳐 제 5 가용 도체(82)를 접속해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서 상기 서술한 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70) 및 스위치 회로(30, 55, 75)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다.

도 19에 나타내는 스위치 소자(80)는, 발열 회로(3) 상에 제 5 발열체 전극(81) 및 제 5 가용 도체(82)를 형성함으로써, 전환 회로(2)의 전류 경로가 제 1, 제 3 전극(11, 13)으로부터 제 1, 제 2 전극(11, 12)으로 스위치한 후, 제 5 가용 도체(82)가 용단되어, 발열 회로(3)를 자동적으로 차단하는 것이다.

스위치 소자(80)에 있어서, 제 1 발열체 전극(24)은 절연층(25) 상에 적층된 상층부(24b)만을 갖는다. 제 5 발열체 전극(81)은, 절연 기판(10)의 제 2 발열체(22)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(81a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(81a)와 접속되어 있는 상층부(81b)를 갖는다. 그리고, 제 5 발열체 전극(81)은, 상층부(81b)의 단부가 제 1 발열체 전극(24)의 상층부(24b)와 제 5 가용 도체(82)를 개재하여 접속되어 있다.

제 5 가용 도체(82)는, 상기 서술한 제 1 가용 도체(14)와 동일한 재료, 동일한 구성으로 형성할 수 있다. 또, 제 5 가용 도체(82)의 산화 방지, 및 제 5 가용 도체(82)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제 5 가용 도체(82) 상에는 플럭스(16)가 도포되어 있다.

제 1 발열체(21)는, 일단을 발열체 인출 전극(23)과 접속시키고, 타단을 제 5 발열체 전극(81)의 하층부(81a)와 접속시키고 있다. 마찬가지로, 제 2 발열체(22)는 일단을 발열체 인출 전극(23)과 접속시키고, 타단을 제 5 발열체 전극(81)의 하층부(81a)와 접속시키고 있다.

이것에 의해, 스위치 소자(80)는 제 1 발열체 전극(24), 제 5 가용 도체(82), 제 5 발열체 전극(81)을 거쳐, 제 1 발열체(21), 및 발열체 인출 전극(23)에 걸치는 급전 경로(3A)와, 제 1 발열체 전극(24), 제 5 가용 도체(82), 제 5 발열체 전극(81)을 거쳐, 제 2 발열체(22), 및 발열체 인출 전극(23)에 이르는 급전 경로(3B)가 형성된다. 스위치 소자(80)는 급전 경로(3A)에 통전되면, 제 1 발열체(21)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 1 가용 도체(14)를 용융시켜, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간을 차단한다. 또, 스위치 소자(90)는 급전 경로(3B)에 통전되면, 제 2 발열체(22)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 2 가용 도체(15)를 용융시켜, 용융 도체가 제 1, 제 2 전극(11, 13) 간에 응집, 단락시킨다. 이것에 의해, 스위치 소자(80)는 전환 회로(2)의 전류 경로를 전환한다. 스위치 소자(80)는 제 1, 제 3 전극(11, 13)의 차단 및 제 1, 제 2 전극(11, 12)의 단락 후에, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 열에 의해 제 5 가용 도체(82)가 용단되고, 발열 회로(3)가 차단되어, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열이 정지된다.

여기서, 스위치 소자(80)에 있어서도 전환 회로(2)의 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 발열 회로(3)의 제 5 가용 도체(82)보다 먼저 용단되도록 형성되어 있다. 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)보다 먼저 제 5 가용 도체(82)가 용단되면, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)로의 급전이 정지되어, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 용단할 수 없게 되기 때문이다.

그래서, 스위치 소자(80)는 상기 서술한 스위치 소자(40)와 마찬가지로, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)는 각각 제 5 가용 도체(82)보다 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열 중심(C)에 가까운 위치에 탑재되어 있다.

또, 스위치 소자(80)는 제 1, 제 2, 제 5 가용 도체(14, 15, 82)의 형상을 변경함으로써, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 먼저 용단되도록 해도 된다. 예를 들어, 제 1, 제 2, 제 5 가용 도체(14, 15, 82)는 단면적이 작을수록 용단이 용이해지므로 스위치 소자(80)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 단면적을 제 5 가용 도체(82)의 단면적보다 작게 함으로써, 제 5 가용 도체(82)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(80)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간, 및 제 2 전극(12), 지지 전극(28) 간을 따라 폭이 좁고 또한 길게 형성하고, 제 5 가용 도체(82)를 제 1, 제 5 발열체 전극(24, 81) 간의 전류 경로를 따라 폭이 넓고 또한 짧게 형성해도 된다. 이것에 의해, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)는 제 5 가용 도체(82)보다 상대적으로 용단되기 쉬운 형상이 되고, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 5 가용 도체(82)보다 먼저 용단된다.

또, 스위치 소자(80)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 재료로서, 제 5 가용 도체(82)의 재료보다 융점이 낮은 것으로 형성해도 된다. 이것에 의해서도, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 5 가용 도체(82)보다 용단되기 쉽게 하여, 확실하게 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 5 가용 도체(82)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

그 외에도, 스위치 소자(80)는 확실하게 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)와 제 5 가용 도체(82)의 층 구조를 변경함으로써 융점에 차를 형성하여, 상대적으로 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 5 가용 도체(82)보다 용단되기 쉽게 하여, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 5 가용 도체(82)보다 먼저 용단시키도록 해도 된다.

이것에 의해, 스위치 소자(80)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)가 발열하면, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 제 5 가용 도체(82)보다 먼저 용단되기 때문에, 전환 회로(2)의 전류 경로가 전환될 때까지 확실하게 제 1, 제 2 발열체(21, 22)에 급전하여, 발열시킬 수 있다.

[제 6 가용 도체]

또, 본 발명에 관련된 스위치 소자는, 도 20 및 도 16(C)에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)와 제 1 발열체 전극(24) 사이에 제 1 발열체 전극(24)과 인접하는 제 2 발열체 전극(41)을 형성하고, 제 1 발열체 전극(24) 및 제 2 발열체 전극(41)에 걸쳐 제 3 가용 도체(42)를 접속시키고, 제 2 발열체(22)와 제 1 발열체 전극(24) 사이에 제 1 발열체 전극(24)과 인접하는 제 6 발열체 전극(91)을 형성하고, 제 1 발열체 전극(24) 및 제 6 발열체 전극(91)에 걸쳐 제 6 가용 도체(92)를 접속시켜도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서 상기 서술한 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80) 및 스위치 회로(30, 55, 75)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다.

도 20에 나타내는 스위치 소자(90)는 급전 경로(3A, 3B) 상에 각각 제 2, 제 6 발열체 전극(41, 91) 및 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)를 형성함으로써, 전환 회로(2)의 전류 경로가 제 1, 제 3 전극(11, 13)으로부터 제 1, 제 2 전극(11, 12)으로 스위치한 후, 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)가 용단되어, 발열 회로(3)를 자동적으로 차단하는 것이다.

스위치 소자(90)에 있어서, 제 1 발열체 전극(24)은 절연층(25) 상에 적층된 상층부(24b)만을 갖는다. 제 6 발열체 전극(91)은, 절연 기판(10)의 제 2 발열체(22)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(91a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(91a)와 접속되어 있는 상층부(91b)를 갖는다. 그리고, 제 6 발열체 전극(91)은 상층부(91b)의 단부가 제 1 발열체 전극(24)의 상층부(24b)와 제 6 가용 도체(92)를 개재하여 접속되어 있다.

제 6 가용 도체(92)는 상기 서술한 제 1 가용 도체(14)와 동일한 재료, 동일한 구성으로 형성할 수 있다. 또, 제 6 가용 도체(92)의 산화 방지, 및 제 6 가용 도체(92)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제 6 가용 도체(92) 상에는 플럭스(16)가 도포되어 있다.

이것에 의해, 스위치 소자(90)는 제 1 발열체 전극(24), 제 3 가용 도체(42), 제 2 발열체 전극(41), 제 1 발열체(21), 및 발열체 인출 전극(23)에 걸치는 급전 경로(3A)와, 제 1 발열체 전극(24), 제 6 가용 도체(92), 제 6 발열체 전극(91), 제 2 발열체(22), 및 발열체 인출 전극(23)에 이르는 급전 경로(3B)가 형성된다. 스위치 소자(90)는 급전 경로(3A)에 통전되면, 제 1 발열체(21)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 1 가용 도체(14)를 용융시켜, 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간을 차단한다. 또, 스위치 소자(90)는 급전 경로(3B)에 통전되면, 제 2 발열체(22)가 발열하고, 전환 회로(2)의 제 2 가용 도체(15)를 용융시켜, 용융 도체가 제 1, 제 2 전극(11, 13) 간에 응집, 단락시킨다. 이것에 의해, 스위치 소자(90)는 전환 회로(2)의 전류 경로를 전환한다. 스위치 소자(90)는 제 1, 제 3 전극(11, 13)의 차단 후, 제 1 발열체(21)의 열에 의해 제 3 가용 도체(42)가 용단되고, 급전 경로(3A)가 차단되어, 제 1 발열체(21)의 발열이 정지된다. 또, 스위치 소자(90)는 제 1, 제 2 전극(11, 12)의 단락 후, 제 2 발열체(22)의 열에 의해 제 6 가용 도체(92)가 용단되고, 급전 경로(3B)가 차단되어, 제 2 발열체(22)의 발열이 정지된다.

또한, 제 2 발열체 전극(41)은, 절연 기판(10)의 제 1 발열체(21)와 동일면 상에 형성됨과 함께 절연층(25)으로 피복되어 있는 하층부(41a)와, 절연층(25) 상에 적층됨과 함께 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 하층부(41a)와 접속되어 있는 상층부(41b)를 갖는다. 그리고, 제 2 발열체 전극(41)은, 상층부(41b)의 단부가 제 1 발열체 전극(24)의 상층부(24b)와 제 3 가용 도체(42)를 개재하여 접속되어 있다.

여기서, 스위치 소자(90)에 있어서도 전환 회로(2)의 제 1 가용 도체(14)가 급전 경로(3A)의 제 3 가용 도체(42)보다 먼저 용단되도록 형성되고, 제 2 가용 도체(15)가 급전 경로(3B)의 제 6 가용 도체(92)보다 먼저 용단되도록 형성되어 있다. 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)보다 먼저 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)가 용단되면, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)로의 급전이 정지되어, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 용단할 수 없게 되기 때문이다.

그래서, 스위치 소자(90)는 상기 서술한 스위치 소자(40)와 마찬가지로, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)는 각각 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열 중심(C)에 가까운 위치에 탑재되어 있다.

또, 스위치 소자(90)는 제 1∼제 3, 제 6 가용 도체(14, 15, 42, 92)의 형상을 변경함으로써, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 먼저 용단되도록 해도 된다. 예를 들어, 제 1∼제 3, 제 6 가용 도체(14, 15, 42, 92)는 단면적이 작을수록 용단이 용이해지므로, 스위치 소자(90)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 단면적을 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)의 단면적보다 작게 함으로써, 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

또, 스위치 소자(90)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 1, 제 3 전극(11, 13) 간, 및 제 2 전극(12), 지지 전극(28) 간을 따라 폭이 좁고 또한 길게 형성하고, 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)를 제 1, 제 2 발열체 전극(24, 41) 간, 및 제 1, 제 6 발열체 전극(24, 91) 간의 각 전류 경로를 따라 폭이 넓고 또한 짧게 형성해도 된다. 이것에 의해, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)는 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 상대적으로 용단되기 쉬운 형상이 되고, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 먼저 용단된다.

또, 스위치 소자(90)는 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)의 재료로서 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)의 재료보다 융점이 낮은 것으로 형성해도 된다. 이것에 의해서도, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 용단되기 쉽게 하여, 확실하게 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 먼저 용단시킬 수 있다.

그 외에도, 스위치 소자(90)는 확실하게 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)와 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)의 층 구조를 변경함으로서 융점에 차를 형성하여, 상대적으로 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 용단되기 쉽게 하여, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 발열에 의해 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)를 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 먼저 용단시키도록 해도 된다.

이것에 의해, 스위치 소자(90)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)가 발열하면, 제 1, 제 2 가용 도체(14, 15)가 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)보다 먼저 용단되기 때문에, 전환 회로(2)의 전류 경로가 전환될 때까지 확실하게 제 1, 제 2 발열체(21, 22)에 급전하여, 발열시킬 수 있다.

[가용 도체의 구성]

상기 서술한 바와 같이, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속으로서는, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 도 21(A)에 나타내는 바와 같이 내층으로서 고융점 금속층(94)이 형성되고, 외층으로서 저융점 금속층(95)이 형성된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 고융점 금속층(94)의 전체면이 저융점 금속층(95)에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다. 고융점 금속층(94)이나 저융점 금속층(95)에 의한 피복 구조는, 도금 등의 공지된 성막 기술을 사용하여 형성할 수 있다.

또, 도 21(B)에 나타내는 바와 같이 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 내층으로서 저융점 금속층(95)이 형성되고, 외층으로서 고융점 금속층(94)이 형성된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우도, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 저융점 금속층(95)의 전체면이 고융점 금속층(94)에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 도 22에 나타내는 바와 같이 고융점 금속층(94)과 저융점 금속층(95)이 적층된 적층 구조로 해도 된다.

이 경우, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 도 22(A)에 나타내는 바와 같이 제 1∼제 3 전극(11∼13)이나 제 1∼제 6 발열체 전극(24, 41, 51, 61, 81, 91), 지지 전극(28) 등에 접속되는 하층과, 하층 상에 적층되는 상층으로 이루어지는 2층 구조로서 형성되고, 하층이 되는 고융점 금속층(94)의 상면에 상층이 되는 저융점 금속층(95)을 적층해도 되고, 반대로 하층이 되는 저융점 금속층(95)의 상면에 상층이 되는 고융점 금속층(94)을 적층해도 된다. 혹은, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 도 22(B)에 나타내는 바와 같이 내층과 내층의 상하면에 적층되는 외층으로 이루어지는 3층 구조로서 형성해도 되고, 내층이 되는 고융점 금속층(94)의 상하면에 외층이 되는 저융점 금속층(95)을 적층해도 되며, 반대로 내층이 되는 저융점 금속층(95)의 상하면에 외층이 되는 고융점 금속층(94)을 적층해도 된다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 도 23에 나타내는 바와 같이 고융점 금속층(94)과 저융점 금속층(95)이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조로 해도 된다. 이 경우, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 최외층을 구성하는 금속층에 의해 전체면 또는 서로 대향하는 1쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조로 해도 된다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 내층을 구성하는 저융점 금속층(95)의 표면에 고융점 금속층(94)을 스트라이프상으로 부분적으로 적층시켜도 된다. 도 24는, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)의 평면도이다.

도 24(A)에 나타내는 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 저융점 금속층(95)의 표면에 폭 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층(94)이 길이 방향으로 복수 형성됨으로써, 길이 방향을 따라 선상의 개구부(96)가 형성되고, 이 개구부(96)로부터 저융점 금속층(95)이 노출되어 있다. 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 저융점 금속층(95)이 개구부(96)로부터 노출됨으로써 용융한 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속층(94)의 침식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다. 개구부(96)는, 예를 들어 저융점 금속층(95)에 고융점 금속층(94)을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 도 24(B)에 나타내는 바와 같이 저융점 금속층(95)의 표면에, 길이 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층(94)을 폭 방향으로 복수 형성함으로써, 폭 방향을 따라 선상의 개구부(96)를 형성해도 된다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 도 25에 나타내는 바와 같이 저융점 금속층(95)의 표면에 고융점 금속층(94)을 형성함과 함께, 고융점 금속층(94)의 전체면에 걸쳐 원형의 개구부(97)가 형성되고, 이 개구부(97)로부터 저융점 금속층(95)을 노출시켜도 된다. 개구부(97)는, 예를 들어 저융점 금속층(95)에 고융점 금속층(94)을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.

제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는, 저융점 금속층(95)이 개구부(97)로부터 노출됨으로써, 용융한 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속의 침식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 도 26에 나타내는 바와 같이 내층이 되는 고융점 금속층(94)에 다수의 개구부(98)를 형성하고, 이 고융점 금속층(94)에 도금 기술 등을 사용하여 저융점 금속층(95)을 성막하여, 개구부(98) 내에 충전해도 된다. 이것에 의해, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 용융하는 저융점 금속이 고융점 금속에 접하는 면적이 증대하므로, 보다 단시간에 저융점 금속이 고융점 금속을 용식할 수 있도록 된다.

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 저융점 금속층(95)의 체적을 고융점 금속층(94)의 체적보다 많이 형성하는 것이 바람직하다. 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 발열체(14)의 발열에 의해 가열되어, 저융점 금속이 용융함으로써 고융점 금속을 용식하고, 이것에 의해 신속하게 용융, 용단할 수 있다. 따라서, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)는 저융점 금속층(95)의 체적을 고융점 금속층(94)의 체적보다 많이 형성함으로써 이 용식 작용을 촉진하여, 신속하게 제 1, 제 2 전극(11, 12) 간을 단락할 수 있다.

[코팅 처리]

또, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)가 접속되는 제 1∼제 3 전극(11∼13)이나 제 1∼6 발열체 전극(24, 41, 51, 61, 81, 91), 지지 전극(28)은 Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 표면 상에는 Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막이, 도금 처리 등의 공지된 수법에 의해 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 각 전극은 산화가 방지되어, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)를 확실히 유지시킬 수 있다. 또, 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)를 리플로우 실장하는 경우에, 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)를 접속하는 접속용 땜납 등의 접합재(26) 혹은 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)의 외층을 형성하는 저융점 금속이 용융함으로써 각 전극이 용식(땜납 침식)되는 것을 방지할 수 있다.

[발열체의 위치]

[절연 기판의 이면]

또, 표면 실장형의 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성하는 외에, 도 27(A), 도 28(A)에 나타내는 바와 같이 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성해도 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)는 절연 기판(10)의 이면(10b)에 있어서 절연층(25)으로 피복되어 있다. 또, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)로의 급전 경로(3)를 구성하는 발열체 인출 전극(23)도 마찬가지로 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성된다.

스위치 소자(1, 70)에 있어서는, 제 1 발열체 전극(24)은 하층부(24a)가 마찬가지로 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성됨과 함께 제 1 발열체 전극 단자부(24c)와 접속되고, 상층부(24b)는 형성할 필요가 없다. 스위치 소자(40)에 있어서는, 제 1 발열체 전극(24)은 제 1 발열체(21)와 접속되는 하층부(24a)가 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성되고, 제 3 가용 도체(42)가 탑재되는 상층부(24b)가 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성되고, 하층부(24a)와 상층부(24b)가 도전 스루홀을 통하여 연속된다. 스위치 소자(50)에 있어서는, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 하층부(24a, 51a)가 마찬가지로 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성됨과 함께 제 1, 제 3 발열체 전극 단자부(24c, 51c)와 접속되고, 상층부(24b, 51b)는 형성할 필요가 없다.

스위치 소자(60)에 있어서는, 제 2, 제 4 발열체 전극(41, 61)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(41a, 61a)가 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성되고, 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)가 탑재되는 상층부(41b, 61b)가 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성되며, 하층부(41a, 61a)와 상층부(41b, 61b)가 도전 스루홀을 통하여 연속된다. 또, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 상층부(24b, 51b)만이 형성된다.

스위치 소자(80)에 있어서는, 제 5 발열체 전극(81)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(81a)가 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성되고, 제 5 가용 도체(82)가 탑재되는 상층부(81b)가 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성되며, 하층부(81a)와 상층부(81b)가 도전 스루홀을 통하여 연속된다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은 상층부(24b)만이 형성된다. 스위치 소자(90)에 있어서는, 제 2, 제 6 발열체 전극(41, 91)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(41a, 91a)가 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성되고, 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)가 탑재되는 상층부(41b, 91b)가 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성되며, 하층부(41a, 91a)와 상층부(41b, 91b)가 도전 스루홀을 통하여 연속된다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은 상층부(24b)만이 형성된다.

[절연층의 내부]

또, 도 27(B), 도 28(B)에 나타내는 바와 같이, 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 절연층(25)의 내부에 형성해도 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)로의 발열 회로(3)를 구성하는 발열체 인출 전극(23)은, 절연층(25)의 내부에 형성되고 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속됨과 함께, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 걸쳐 형성되고, 전극 단자부(23a)와 접속된다.

스위치 소자(1, 70)에 있어서는, 제 1 발열체 전극(24)은 하층부(24a)가 마찬가지로 절연층(25)의 내부에 형성됨과 함께, 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 상층부(24b)와 접속되어 있다. 스위치 소자(40)에 있어서는, 제 2 발열체 전극(41)은 제 1 발열체(21)와 접속되는 하층부(41a)가 절연층(25)의 내부에 형성되고, 제 3 가용 도체(42)가 탑재되는 상층부(41b)가 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성되며, 하층부(41a)와 상층부(41b)가 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 접속되어 있다. 스위치 소자(50)에 있어서는, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 하층부(24a, 51a)가 마찬가지로 절연층(25)의 내부에 형성됨과 함께, 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 상층부(24b, 51b)와 접속되어 있다.

스위치 소자(60)에 있어서는, 제 2, 제 4 발열체 전극(41, 61)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(41a, 61a)가 절연층(25)의 내부에 형성되고, 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)가 탑재되는 상층부(41b, 61b)가 절연층(25)에 적층되며, 하층부(41a, 61a)와 상층부(41b, 61b)가 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 상층부(24b, 51b)만이 형성된다.

스위치 소자(80)에 있어서는, 제 5 발열체 전극(81)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(81b)가 절연층(25)의 내부에 형성되고, 제 5 가용 도체(82)가 탑재되는 상층부(81b)가 절연층(25)에 적층되며, 하층부(81b)와 상층부(81a)가 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은 상층부(24b)만이 형성된다. 스위치 소자(90)에 있어서는, 제 2, 제 6 발열체 전극(41, 91)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(41a, 91a)가 절연층(25)의 내부에 형성되고, 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)가 탑재되는 상층부(41b, 91b)가 절연층(25)에 적층되며, 하층부(41a, 91a)와 상층부(41b, 91b)가 절연층(25)에 형성된 개구부를 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은 상층부(24b)만이 형성된다.

[절연 기판의 내부]

또, 도 27(C), 도 28(C)에 나타내는 바와 같이 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 절연 기판(10)의 내부에 형성해도 된다. 이 경우, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 피복하는 절연층(25)은 형성할 필요가 없다. 또, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 일단이 접속된 발열체 인출 전극(23)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속하는 일단부가 절연 기판(10)의 내부까지 형성되고, 도전 스루홀을 통하여 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성된 외부 단자와 접속된다.

스위치 소자(1, 70)에 있어서는, 제 1 발열체 전극(24)은 하층부(24a)가 마찬가지로 절연 기판(10)의 내부에 형성됨과 함께, 도전 스루홀을 통하여 상층부(24b)와 연속되어 있다. 스위치 소자(40)에 있어서는, 제 2 발열체 전극(41)은 제 1 발열체(21)와 접속되는 하층부(41a)가 절연 기판(10)의 내부에 형성되고, 제 3 가용 도체(42)가 탑재되는 상층부(41b)가 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성되며, 하층부(41a)와 상층부(41b)가 도전 스루홀을 통하여 연속되어 있다. 스위치 소자(50)에 있어서는, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 하층부(24a, 51a)가 마찬가지로 절연 기판(10)의 내부에 형성됨과 함께, 도전 스루홀을 통하여 상층부(24b, 51b)와 연속되어 있다.

스위치 소자(60)에 있어서는, 제 2, 제 4 발열체 전극(41, 61)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(41a, 61a)가 절연 기판(10)의 내부에 형성되고, 제 3, 제 4 가용 도체(42, 62)가 탑재되는 상층부(41b, 61b)와 도전 스루홀을 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1, 제 3 발열체 전극(24, 51)은 상층부(24b, 51b)만이 형성된다.

스위치 소자(80)에 있어서는, 제 5 발열체 전극(81)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(81a)가 절연 기판(10)의 내부에 형성되고, 제 5 가용 도체(82)가 탑재되는 상층부(81b)와 도전 스루홀을 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은 상층부(24b)만이 형성된다. 스위치 소자(90)에 있어서는, 제 2, 제 6 발열체 전극(41, 91)은 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되는 하층부(41a, 91a)가 절연 기판(10)의 내부에 형성되고, 제 3, 제 6 가용 도체(42, 92)가 탑재되는 상층부(41b, 91b)와 도전 스루홀을 통하여 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체 전극(24)은 상층부(24b)만이 형성된다.

스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)가 절연 기판(10)의 이면(10b)이나 절연 기판(10)의 내부에 형성됨으로써, 절연 기판(10)의 표면(10a)이 평탄화되고, 이것에 의해 제 1∼제 3 전극(11∼13)이나 지지 전극(28)을 표면(10a) 상에 간이하게 인쇄 등에 의해 형성할 수 있다. 따라서, 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 제 1∼제 3 전극(11∼13)이나 지지 전극(28)의 제조 공정을 간략화할 수 있음과 함께, 저배화를 도모할 수 있다.

또, 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 절연 기판(10)의 이면(10b)이나 절연 기판(10)의 내부에 형성한 경우에도, 절연 기판(10)의 재료로서 파인 세라믹 등의 열전도성이 우수한 재료를 사용함으로써, 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 절연 기판(10)의 표면(10a) 상에 적층한 경우와 마찬가지로 제 1∼제 6 가용 도체(14, 15, 42, 62, 82, 92)를 가열, 용단할 수 있다.

[동일면 상]

또, 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 절연 기판(10)의 동일면 상에, 제 1∼제 3 전극(11∼13)과, 제 1 발열체(21) 및 제 1 발열체를 피복하는 절연층(25), 또는 제 1, 제 2 발열체(21, 22) 및 제 1, 제 2 발열체(21, 22)를 피복하는 절연층(25)을 형성해도 된다. 이 경우, 제 1 발열체(21) 또는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 일단과 접속되어 있는 발열체 인출 전극(23)은, 일단부가 제 1 발열체(21) 또는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)와 접속되고, 타단부가 절연 기판(10) 측부 가장자리에 형성된 전극 단자부(23a)와 접속되어 있다.

스위치 소자(1)는, 예를 들어 도 29에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)의 타단과 제 1 발열체 전극(24)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 1 발열체 전극(24)이 절연 기판(10) 측부 가장자리에 형성된 제 1 발열체 전극 단자부(24c)와 접속되어 있다. 스위치 소자(40)는 제 1 발열체(21)의 타단과 제 2 발열체 전극(41)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 2 발열체 전극(41)과 제 1 발열체 전극(24)이 제 3 가용 도체(42)에 의해 접속되어 있다.

스위치 소자(50)는, 예를 들어 도 30에 나타내는 바와 같이 제 1 발열체(21)의 타단과 제 1 발열체 전극(24)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 1 발열체 전극(24)이 절연 기판(10) 측부 가장자리에 형성된 제 1 발열체 전극 단자부(24c)와 접속되어 있다. 또, 스위치 소자(50)는 제 2 발열체(22)의 타단과 제 3 발열체 전극(51)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 3 발열체 전극(51)이 절연 기판(10) 측부 가장자리에 형성된 제 3 발열체 전극 단자부(51c)와 접속되어 있다.

스위치 소자(60)는 제 1 발열체(21)의 타단과 제 2 발열체 전극(41)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 2 발열체 전극(41)과 제 1 발열체 전극(24)이 제 3 가용 도체(42)에 의해 접속되고, 마찬가지로 제 2 발열체(22)의 타단과 제 4 발열체 전극(61)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 4 발열체 전극(61)과 제 3 발열체 전극(51)이 제 4 가용 도체(62)에 의해 접속되어 있다.

스위치 소자(70)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 타단과 제 1 발열체 전극(24)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 1 발열체 전극(24)이 절연 기판(10) 측부 가장자리에 형성된 제 1 발열체 전극 단자부(24c)와 접속되어 있다.

스위치 소자(80)는 제 1, 제 2 발열체(21, 22)의 타단과 제 5 발열체 전극(81)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 5 발열체 전극(81)과 제 1 발열체 전극(24)이 제 5 가용 도체(82)에 의해 접속되어 있다.

스위치 소자(90)는 제 1 발열체(21)의 타단과 제 2 발열체 전극(41)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 2 발열체 전극(41)과 제 1 발열체 전극(24)이 제 3 가용 도체(42)에 의해 접속되고, 마찬가지로 제 2 발열체(22)의 타단과 제 6 발열체 전극(91)이 접속됨과 함께, 절연층(25)으로부터 바깥쪽으로 노출된 제 6 발열체 전극(91)과 제 1 발열체 전극(24)이 제 6 가용 도체(92)에 의해 접속되어 있다.

[보호 저항]

또, 스위치 소자(1, 40, 50, 60, 70, 80, 90)는 도 31에 나타내는 바와 같이 전환 회로(2)의 제 2 전극(12)에 보호 저항(99)을 접속해도 된다. 보호 저항(99)은 스위치(4)의 전환 전에 있어서의 외부 회로와 동일한 내부 저항값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 예를 들어 제 1, 제 2 전극(11, 12)을 단락함으로써 이상 전압을 검출한 배터리 팩이나 LED 등의 부하를 바이패스하는 전류 경로를 구축한 경우에, 바이패스 전류 경로에 있어서도 전환 전과 동일한 부하를 부여하여, 저항값의 변동을 방지할 수 있다.

또, 보호 저항(99)은 과전압 상태로 차단된 배터리의 전력을 소비시키는 소비 저항으로서 사용해도 된다. 즉, 스위치(4)를 전환함으로써, 제 1 전극(11)에 접속되어 있던 배터리 셀에 이상 전압을 검출한 경우, 당해 배터리 셀을 제 3 전극(13)에 접속되어 있는 충방전 회로로부터 차단함과 함께, 배터리 셀의 전류 경로를 제 2 전극(12)에 접속되어 있는 방전 회로로 전환한다. 이것에 의해, 배터리 셀은, 보호 저항(99)이 형성된 방전 회로와 접속되어, 안전한 전압으로 강하할 때까지 방전시킬 수 있다.

1, 40, 50, 60, 70, 80, 90 : 스위치 소자
2 : 전환 회로
3 : 발열 회로
4 : 스위치
10 : 절연 기판
11 : 제 1 전극
12 : 제 2 전극
13 : 제 3 전극
14 : 제 1 가용 도체
15 : 제 2 가용 도체
16 : 플럭스
17 : 외부 전원
18 : 전류 제어 소자
19 : 검출 회로
21 : 제 1 발열체
22 : 제 2 발열체
23 : 발열체 인출 전극
24 : 제 1 발열체 전극
24a : 하층부
24b : 상층부
25 : 절연층
26 : 접합재
27 : 오버코트층
28 : 지지 전극
30 : 스위치 회로
31 : 외부 회로
33 : 데이터 서버
34 : 인터넷 회선
35 : 경보 회로
41 : 제 2 발열체 전극
41a : 하층부
41b : 상층부
42 : 제 3 가용 도체
51 : 제 3 발열체 전극
51a : 하층부
51b : 상층부
55 : 스위치 회로
61 : 제 4 발열체 전극
61a : 하층부
61b : 상층부
62 : 제 4 가용 도체
75 : 스위치 회로
81 : 제 5 발열체 전극
81a : 하층부
81b : 상층부
82 : 제 5 가용 도체
91 : 제 6 발열체 전극
91a : 하층부
91b : 상층부
92 : 제 6 가용 도체
94 : 고융점 금속층
95 : 저융점 금속층
99 : 보호 저항

Claims (65)

1. 서로 인접하는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 이웃하는 제 3 전극과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 1 가용 도체를 갖는 전환 회로와,
   제 1 발열체와, 상기 제 1 발열체의 일단과 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 상기 제 1 발열체의 타단과 전기적으로 접속된 제 1 발열체 전극을 갖고, 상기 전환 회로와 전기적으로 독립된 발열 회로를 구비하고,
   상기 제 1 발열체가 발열함으로써, 상기 제 1 가용 도체가 용단되어 상기 제 1, 제 3 전극 간을 차단함과 함께, 그 용융 도체를 개재하여 상기 제 1, 제 2 전극 간을 단락시키는 스위치 소자로서,
   상기 제 2 전극 상에는, 상기 제 1 가용 도체의 용융 도체와 접촉하고, 상기 제 1 전극과의 단락을 보조하는 보조 도체가 탑재되어 있는 스위치 소자.
2. 삭제
3. 서로 인접하는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 이웃하는 제 3 전극과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 1 가용 도체를 갖는 전환 회로와,
   제 1 발열체와, 상기 제 1 발열체의 일단과 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 상기 제 1 발열체의 타단과 전기적으로 접속된 제 1 발열체 전극을 갖고, 상기 전환 회로와 전기적으로 독립된 발열 회로를 구비하고,
   상기 제 2 전극에 지지되고, 상기 제 1 전극과 반대측으로 연장된 제 2 가용 도체를 갖고,
   상기 제 1 발열체가 발열함으로써, 상기 제 1 가용 도체가 용단되어 상기 제 1, 제 3 전극 간을 차단함과 함께, 그 용융 도체를 개재하여 상기 제 1, 제 2 전극 간을 단락시키는 스위치 소자.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 전극의 상기 제 1 전극과 반대측에 형성된 지지 전극을 갖고,
   상기 제 2 가용 도체는, 상기 제 2 전극 및 상기 지지 전극에 걸쳐 접속되어 있는 스위치 소자.
5. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 전극은, 상기 제 1 발열체의 발열 중심과 중첩되는 위치에 배치되어 있는 스위치 소자.
6. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 발열체와 상기 제 1 발열체 전극 간에 형성되고, 상기 제 1 발열체와 전기적으로 접속함과 함께, 상기 제 1 발열체 전극과 인접하는 제 2 발열체 전극과,
   상기 제 1 발열체 전극 및 상기 제 2 발열체 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 3 가용 도체를 갖고,
   상기 제 1 발열체가 발열함으로써, 상기 제 3 가용 도체가 용단되어, 상기 제 1 발열체로의 통전 경로가 차단되는 스위치 소자.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 가용 도체는, 상기 제 1 가용 도체보다 상기 제 1 발열체의 발열 중심으로부터 이간된 위치에 배치되고, 상기 제 1 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 가용 도체는, 상기 제 1 가용 도체보다 단면적이 크게 형성되고, 상기 제 1 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 가용 도체는, 상기 제 1 가용 도체보다 융점이 높고, 상기 제 1 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
10. 제 3 항에 있어서, 상기 발열 회로는, 일단을 상기 발열체 인출 전극과 전기적으로 접속시킨 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체의 타단과 전기적으로 접속된 제 3 발열체 전극을 갖고,
    순차, 상기 제 1 발열체 전극 또는 상기 제 3 발열체 전극과 상기 발열체 인출 전극 간에 걸쳐 통전함으로써, 상기 제 1 발열체 및 상기 제 2 발열체를 순차 발열시켜, 상기 제 1, 제 2 전극 간의 단락과 상기 제 1, 제 3 전극 간의 차단을 순차 행하는 스위치 소자.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 발열체가 발열함으로써 상기 제 1 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단되고,
    상기 제 2 발열체가 발열함으로써 상기 제 2 가용 도체가 용융되고, 그 용융 도체를 개재하여 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락하는 스위치 소자.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 발열체와 상기 제 1 발열체 전극 간에 형성되고, 상기 제 1 발열체와 전기적으로 접속함과 함께, 상기 제 1 발열체 전극과 인접하는 제 2 발열체 전극과,
    상기 제 1 발열체 전극 및 상기 제 2 발열체 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 3 가용 도체와,
    상기 제 2 발열체와 상기 제 3 발열체 전극 간에 형성되고, 상기 제 2 발열체와 전기적으로 접속함과 함께 상기 제 3 발열체 전극과 인접하는 제 4 발열체 전극과,
    상기 제 3 발열체 전극 및 상기 제 4 발열체 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 4 가용 도체를 갖고,
    상기 제 1 발열체가 발열함으로써, 상기 제 3 가용 도체가 용단되고, 상기 제 1 발열체로의 통전 경로가 차단되고,
    상기 제 2 발열체가 발열함으로써, 상기 제 4 가용 도체가 용단되고, 상기 제 2 발열체로의 통전 경로가 차단되는 스위치 소자.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단된 후, 상기 제 3 가용 도체의 용단에 의해 상기 제 1, 제 2 발열체 전극 간을 차단하여, 상기 제 1 발열체의 발열을 정지하고,
    상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락한 후, 상기 제 4 가용 도체의 용단에 의해 상기 제 3, 제 4 발열체 전극 간을 차단하여, 상기 제 2 발열체의 발열을 정지하는 스위치 소자.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 3, 제 4 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 상기 제 1, 제 2 발열체의 발열 중심으로부터 이간된 위치에 배치되고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 3, 제 4 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 단면적이 크게 형성되고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 3, 제 4 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 융점이 높고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
17. 제 3 항에 있어서, 상기 발열 회로는, 일단을 상기 발열체 인출 전극과 전기적으로 접속시키고, 타단을 상기 제 1 발열체 전극과 전기적으로 접속시키고, 상기 제 1 발열체와 병렬로 접속된 제 2 발열체를 갖고,
    상기 제 1 발열체 전극과, 상기 발열체 인출 전극 간에 걸쳐 통전함으로써, 상기 제 1, 제 2 발열체의 저항값에 따라 상기 제 1 가용 도체 및 상기 제 2 가용 도체를 순차 용융시켜, 상기 제 1, 제 2 전극 간의 단락과 상기 제 1, 제 3 전극 간의 차단을 순차 행하는 스위치 소자.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 발열체가 발열함으로써 상기 제 1 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단되고,
    상기 제 2 발열체가 발열함으로써 상기 제 2 가용 도체가 용융되어, 그 용융 도체를 개재하여 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락하는 스위치 소자.
19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 발열체와 상기 제 1 발열체 전극 간에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 발열체와 전기적으로 접속함과 함께 상기 제 1 발열체 전극과 인접하는 제 5 발열체 전극과,
    상기 제 1 발열체 전극 및 상기 제 5 발열체 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 5 가용 도체를 갖고,
    상기 제 1 및 제 2 발열체가 발열함으로써, 상기 제 5 가용 도체가 용단되어, 상기 제 1 및 제 2 발열체로의 통전 경로가 차단되는 스위치 소자.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 5 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 상기 제 1, 제 2 발열체의 발열 중심으로부터 이간된 위치에 배치되고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 제 5 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 단면적이 크게 형성되고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
22. 제 19 항에 있어서, 상기 제 5 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 융점이 높고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
23. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 발열체와 상기 제 1 발열체 전극 간에 형성되고, 상기 제 1 발열체와 전기적으로 접속함과 함께 상기 제 1 발열체 전극과 인접하는 제 2 발열체 전극과,
    상기 제 1 발열체 전극 및 상기 제 2 발열체 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 3 가용 도체와,
    상기 제 2 발열체와 상기 제 1 발열체 전극 간에 형성되고, 상기 제 2 발열체와 전기적으로 접속함과 함께 상기 제 1 발열체 전극과 인접하는 제 6 발열체 전극과,
    상기 제 1 발열체 전극 및 상기 제 6 발열체 전극에 걸쳐 접속되어 있는 제 6 가용 도체를 갖고,
    상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단된 후, 상기 제 3 가용 도체의 용단에 의해 상기 제 1, 제 2 발열체 전극 간을 차단하여, 상기 제 1 발열체의 발열을 정지하고,
    상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락한 후, 상기 제 6 가용 도체의 용단에 의해 상기 제 2, 제 6 발열체 전극 간을 차단하여, 상기 제 2 발열체의 발열을 정지하는 스위치 소자.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 제 3, 제 6 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 상기 제 1, 제 2 발열체의 발열 중심으로부터 이간된 위치에 배치되고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
25. 제 23 항에 있어서, 상기 제 3, 제 6 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 단면적이 크게 형성되고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
26. 제 23 항에 있어서, 상기 제 3, 제 6 가용 도체는, 상기 제 1, 제 2 가용 도체보다 융점이 높고, 상기 제 1, 제 2 가용 도체가 용융되어, 상기 제 1, 제 3 전극 간이 차단됨과 함께 상기 제 1, 제 2 전극 간이 단락된 후에, 용단되는 스위치 소자.
27. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제 1∼제 3 전극, 상기 발열체 인출 전극, 상기 제 1 발열체 전극 및 상기 제 1 발열체는, 절연 기판 상에 형성되어 있는 스위치 소자.
28. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제 1, 제 2 전극의 표면에는, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 중 어느 것이 피복되어 있는 스위치 소자.
29. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 상기 제 1∼제 3 전극이 형성되는 표면에 상기 제 1 발열체를 피복하는 절연층이 형성되고,
    상기 절연층 상에 상기 제 1∼제 3 전극이 적층되고,
    상기 제 1 발열체는, 상기 절연층 내 또는 상기 절연 기판과 상기 절연층 간에 형성되어 있는 스위치 소자.
30. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 상기 제 1∼제 3 전극이 형성되는 표면과 반대측인 이면에, 상기 제 1 발열체, 및 상기 제 1 발열체를 피복하는 절연층이 형성되어 있는 스위치 소자.
31. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 내부에 상기 제 1 발열체가 형성되어 있는 스위치 소자.
32. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 동일면 상에, 상기 제 1∼제 3 전극, 상기 제 1 발열체 및 상기 제 1 발열체를 피복하는 절연층이 형성되어 있는 스위치 소자.
33. 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 상기 제 1∼제 3 전극이 형성되는 표면에 상기 제 1, 제 2 발열체를 피복하는 절연층이 형성되고,
    상기 절연층 상에 상기 제 1∼제 3 전극이 적층되고,
    상기 제 1, 제 2 발열체는, 상기 절연층 내 또는 상기 절연 기판과 상기 절연층 간에 형성되어 있는 스위치 소자.
34. 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 상기 제 1∼제 3 전극이 형성되는 표면과 반대측인 이면에, 상기 제 1, 제 2 발열체, 및 상기 제 1, 제 2 발열체를 피복하는 절연층이 형성되어 있는 스위치 소자.
35. 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 내부에 상기 제 1, 제 2 발열체가 형성되어 있는 스위치 소자.
36. 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판의 동일면 상에, 상기 제 1∼제 3 전극, 상기 제 1, 제 2 발열체 및 상기 제 1, 제 2 발열체를 피복하는 절연층이 형성되어 있는 스위치 소자.
37. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 전극의 면적은 상기 제 3 전극의 면적보다 넓은 스위치 소자.
38. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 커버 부재를 구비하고,
    상기 커버 부재의 천면부에는, 상기 제 1, 제 2 전극(11, 12)과 대향하여 형성되어 있는 커버부 전극이 형성되어 있는 스위치 소자.
39. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 전극은, 보호 저항과 접속되어 있는 스위치 소자.
40. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 땜납인 스위치 소자.
41. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고, 상기 저융점 금속이 용융하면 상기 고융점 금속을 용식하는 스위치 소자.
42. 제 41 항에 있어서, 상기 저융점 금속은, 땜납이고, 상기 고융점 금속은, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 합금인 스위치 소자.
43. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이고, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인 스위치 소자.
44. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 외층이 상기 저융점 금속이고, 내층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인 스위치 소자.
45. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인 스위치 소자.
46. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조인 스위치 소자.
47. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속의 표면을 상기 고융점 금속으로 스트라이프상으로 부분적으로 적층하는 적층 구조인 스위치 소자.
48. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 개구부를 갖는 상기 고융점 금속의 상기 개구부에 상기 저융점 금속이 삽입되어 있는 스위치 소자.
49. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가용 도체는, 상기 저융점 금속의 체적이 상기 고융점 금속의 체적보다 많은 스위치 소자.
50. 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 17 항, 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 땜납인 스위치 소자.
51. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고, 상기 저융점 금속이 용융하면 상기 고융점 금속을 용식하는 스위치 소자.
52. 제 51 항에 있어서, 상기 저융점 금속은, 땜납이고, 상기 고융점 금속은, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 합금인 스위치 소자.
53. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이고, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인 스위치 소자.
54. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 외층이 상기 저융점 금속이고, 내층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인 스위치 소자.
55. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인 스위치 소자.
56. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조인 스위치 소자.
57. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속의 표면을 상기 고융점 금속으로 스트라이프상으로 부분적으로 적층하는 적층 구조인 스위치 소자.
58. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 개구부를 갖는 상기 고융점 금속의 상기 개구부에 상기 저융점 금속이 삽입되어 있는 스위치 소자.
59. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 가용 도체는, 상기 저융점 금속의 체적이 상기 고융점 금속의 체적보다 많은 스위치 소자.
60. 스위치를 개재하여 제 1 단자 및 제 2 단자가 접속되고, 제 1 퓨즈에 의해 상기 제 1 단자 및 제 3 단자가 접속된 전환 회로와,
    제 1 발열체와, 상기 제 1 발열체의 일단과 접속된 제 4 단자와, 상기 제 1 발열체의 타단과 접속된 제 5 단자를 갖고, 상기 전환 회로와 전기적으로 독립되어 형성되어 있는 발열 회로를 구비하고,
    상기 제 4, 제 5 단자 간에 전압을 인가함으로써, 상기 제 1 발열체를 발열시켜, 상기 제 1 퓨즈를 용단시킴과 함께 상기 스위치를 단락시키는 스위치 회로로서,
    상기 제 1 발열체와 상기 제 4 단자 간에 제 2 퓨즈가 직렬로 접속되고,
    상기 제 1 퓨즈의 용단 및 상기 스위치의 단락 후에, 상기 제 2 퓨즈를 용단시켜, 상기 제 1 발열체의 발열을 정지하는 스위치 회로.
61. 삭제
62. 제 60 항에 있어서, 일단을 상기 제 5 단자와 접속시키고, 타단을 제 6 단자와 접속시킨 제 2 발열체를 갖고,
    상기 제 4, 제 5 단자 간에 전압을 인가함으로써, 상기 제 1 발열체를 발열시켜, 상기 제 1 퓨즈를 용단시켜 상기 제 1, 제 3 단자 간을 차단하고,
    상기 제 5, 제 6 단자 간에 전압을 인가함으로써, 상기 제 2 발열체를 발열시켜, 상기 제 1, 제 2 단자 간을 단락하는 스위치 회로.
63. 제 62 항에 있어서, 상기 제 2 발열체와 상기 제 6 단자 간에 제 3 퓨즈가 직렬로 접속되고,
    상기 제 1 퓨즈의 용단 및 상기 스위치의 단락 후에, 상기 제 3 퓨즈를 용단시켜, 상기 제 2 발열체의 발열을 정지하는 스위치 회로.
64. 제 60 항에 있어서, 일단을 상기 제 5 단자와 접속시키고, 타단을 상기 제 4 단자와 접속시키고, 상기 제 1 발열체와 병렬로 접속된 제 2 발열체를 갖고,
    상기 제 4, 제 5 단자 간에 전압을 인가함으로써, 상기 제 1, 제 2 발열체의 저항값의 차에 따라, 순차 상기 제 1, 제 3 단자 간의 차단 및 상기 제 1, 제 2 단자 간의 단락을 행하는 스위치 회로.
65. 제 64 항에 있어서, 상기 제 2 발열체와 상기 제 4 단자 간에 제 4 퓨즈가 직렬로 접속되고,
    상기 제 1 퓨즈의 용단 및 상기 스위치의 단락 후에, 상기 제 4 퓨즈를 용단시켜, 상기 제 2 발열체의 발열을 정지하는 스위치 회로.

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