KR102476501B1

KR102476501B1 - 온도 단락 소자, 온도 전환 소자

Info

Publication number: KR102476501B1
Application number: KR1020150109950A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 요네다
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2022-12-12
Also published as: KR20160016718A; JP2016035882A; TWI683335B; HK1222039A1; CN105575727A; JP6411123B2; CN105575727B; TW201612938A

Abstract

[과제] 발열체를 구비하지 않고, 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 작동시킬 수 있는 온도 단락 소자를 제공한다.
[해결수단] 제1 전극(11)과, 제1 전극(11)과 인접해서 설치된 제2 전극(12)과, 용융함으로써 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 응집하여 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시키는 제1 가용 도체(13)를 구비하고, 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 가용 도체(13)가 용융해서 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락한다.

Description

온도 단락 소자, 온도 전환 소자{TEMPERATURE SHORT CIRCUIT ELEMENT, TEMPERATURE SWITCHING ELEMENT}

본 발명은 온도 분위기에 의해 가용 도체를 용융시켜, 개방 상태의 단자 사이를 물리적이면서 또한 전기적으로 단락시키는 온도 단락 소자, 및 개방 상태의 단자 사이를 물리적이면서 또한 전기적으로 단락시킴과 함께 접속 상태의 단자 사이를 물리적이면서 또한 전기적으로 차단하는 온도 전환 소자에 관한 것이다.

충전해서 반복해서 이용할 수 있는 이차 전지의 대부분은, 배터리 팩으로 가공되어서 사용자에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 사용자 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해서, 일반적으로 과충전 보호, 과방전 보호 등의 몇 가지의 보호 회로를 배터리 팩에 내장하여, 소정의 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다.

이러한 종류의 보호 소자에는, 배터리 팩에 내장된 FET 스위치를 사용해서 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(lightning surge) 등이 인가되어서 순간적인 대전류가 흘렀을 경우, 또는 배터리 셀의 수명에 따라 출력 전압이 이상하게 저하되거나, 반대로 과대한 이상 전압을 출력하거나, 배터리 셀의 각각의 전압 변동이 커지거나 한 경우에도, 배터리 팩이나 전자 기기는 발화 등의 사고로부터 보호되지 않으면 안된다. 따라서, 이러한 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해서, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자를 포함하는 보호 소자가 사용되고 있다.

리튬 이온 이차 전지 등에 적합한 보호 회로의 보호 소자로서는, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 전류 경로 상의 제1 전극, 발열체 인출 전극, 제2 전극 사이에 걸쳐서 가용 도체를 접속해서 전류 경로의 일부를 이루고, 이 전류 경로 상의 가용 도체를, 과전류에 의한 자기 발열, 또는 보호 소자 내부에 설치한 발열체를 통전, 발열시킴으로써 용단하는 것이 있다. 이러한 보호 소자에서는, 용융한 액체 상태의 가용 도체를 발열체에 연결되는 도체층 위에 모음으로써 제1, 제2 전극 사이를 분리해서 전류 경로를 차단한다.

일본 특허 공개 제2010-003665호 공보 일본 특허 공개 제2004-185960호 공보 일본 특허 공개 제2012-003878호 공보

그런데, 근년 배터리와 모터를 사용한 HEV(Hybrid Electric Vehicle)나 EV(Electric Vehicle)가 급속하게 보급되고 있다. HEV나 EV의 동력원으로서는, 에너지 밀도와 출력 특성으로부터 리튬 이온 이차 전지가 사용되게 되고 있다. 예를 들어 자동차 용도에서는 고전압, 대전류가 필요하다. 이 때문에, 고전압, 대전류에 견딜 수 있는 전용 셀이 개발되어 있지만, 제조 비용상의 문제로 인해 많은 경우, 복수의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 접속함으로써, 범용 셀을 사용해서 필요한 전압 전류를 확보하고 있다.

여기서, 고속 이동 중인 자동차 등에서는 급격한 구동력의 저하나 급정지는 도리어 위험한 경우가 있어, 비상시를 상정한 배터리 관리가 요구되고 있다. 예를 들어, 주행 중에 배터리 시스템의 이상이 일어났을 때도, 수리 공장 또는 안전한 장소까지 이동하기 위한 구동력, 또는 비상등이나 에어컨용의 구동력을 공급할 수 있는 것이, 위험 회피상 바람직하다.

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

따라서, 복수 셀로 구성된 배터리 팩 내의 이상한 배터리 셀만을 배제하고, 정상적인 배터리 셀을 유효하게 활용하기 위해서, 이상한 배터리 셀만을 바이패스하는 바이패스 경로를 형성할 수 있는 단락 소자가 제안되어 있다.

도 40에 단락 소자의 일 구성예를 나타내고, 도 41에 단락 소자를 적용한 배터리 회로의 회로도를 나타낸다. 이 단락 소자(100)는 도 40 및 도 41에 도시한 바와 같이, 충방전 경로 상에서 배터리 셀(101)과 병렬로 접속되고, 정상 시에는 개방되어 있는 제1, 제2 단락 전극(102, 103)과, 용융함으로써 제1, 제2 단락 전극(102, 103) 사이를 단락시키는 2개의 가용 도체(104a, 104b)와, 가용 도체(104a)와 직렬로 접속되고, 가용 도체(104a, 104b)를 용융시키는 발열체(105)를 갖는다.

단락 소자(100)는 세라믹 기판 등의 절연 기판(110) 위에 발열체(105) 및 발열체(105)의 일단부와 접속된 외부 접속 전극(111)이 형성되어 있다. 또한, 단락 소자(100)는 발열체(105) 위에 유리 등의 절연층(112)을 개재하여, 발열체(105)의 타단부와 접속된 발열체 전극(113), 제1, 제2 단락 전극(102, 103) 및 제1, 제2 단락 전극(102, 103)과 함께 가용 도체(104a, 104b)를 지지하는 제1, 제2 지지 전극(114, 115)이 형성되어 있다.

제1 지지 전극(114)은 절연층(112) 위에 노출되어 있는 발열체 전극(113)과 접속되고, 또한 제1 단락 전극(102)과 인접되어 있다. 제1 지지 전극(114)은 제1 단락 전극(102)과 함께 한쪽의 가용 도체(104a)의 양측을 지지하고 있다. 마찬가지로, 제2 지지 전극(115)은 제2 단락 전극(103)과 인접되어, 제2 단락 전극(103)과 함께 다른 쪽의 가용 도체(104b)의 양측을 지지하고 있다.

단락 소자(100)는 외부 접속 전극(111)으로부터 발열체(105), 발열체 전극(113), 가용 도체(104a)를 거쳐서 제1 단락 전극(102)에 이르는, 발열체(105)로의 급전 경로가 구성된다.

발열체(105)는 이 급전 경로를 통해서 전류가 흐름으로써 자기 발열하고, 이 열(줄 열)에 의해 가용 도체(104a, 104b)를 용융시킨다. 도 41에 도시한 바와 같이, 발열체(105)는 외부 접속 전극(111)을 개재해서 FET 등의 전류 제어 소자(106)와 접속되어 있다. 전류 제어 소자(106)는 배터리 셀(101)의 정상 시에는 발열체(105)로의 급전을 규제하고, 이상 시에 충방전 경로를 통해서 발열체(105)에 전류가 흐르도록 제어한다.

단락 소자(100)가 사용된 배터리 회로는 배터리 셀(101)에 이상 전압 등이 검출되면, 보호 소자(107)에 의해 당해 배터리 셀(101)을 충방전 경로 상으로부터 차단함과 함께, 전류 제어 소자(106)를 작동시켜, 발열체(105)에 전류를 흘린다. 이에 의해, 발열체(105)의 열에 의해 가용 도체(104a, 104b)가 용융한다. 가용 도체(104a, 104b)는 상대적으로 넓은 면적의 제1, 제2 단락 전극(102, 103)측으로 치우친 후 용융하여, 용융 도체가 2개의 단락 전극(102, 103) 사이에 걸쳐서 응집, 결합한다. 따라서, 단락 전극(102, 103)은 가용 도체(104a, 104b)의 용융 도체에 의해 단락되고, 이에 의해 배터리 셀(101)을 바이패스하는 전류 경로를 형성할 수 있다.

또한, 단락 소자(100)는 가용 도체(104a)가 제1 단락 전극(102)측으로 이동함과 함께 용융함으로써, 제1 지지 전극(114)과 제1 단락 전극(102) 사이가 개방되고, 이에 의해 발열체(105)로의 급전 경로가 차단되기 때문에, 발열체(105)의 발열이 정지된다.

이러한 단락 소자를 작동시키기 위해서는, 소자 내부에 가용 도체 및 가용 도체를 용융시키는 열원이 되는 발열체를 설치함과 함께, 단락 소자를 발열체로의 통전 경로 상에 접속시킬 필요가 있다. 또한 통전 경로 상에는, 발열체로의 통전을 제어하는 제어 소자를 설치하여, 배터리 셀의 이상 전압 시 등, 소정의 작동 조건을 만족했을 때 발열체에 통전시킬 필요가 있다.

여기서, 가용 도체를 소자 외부의 열원으로부터의 열에 의해 용융시킬 수 있으면, 발열체를 단락 소자 내에 설치할 필요가 없고, 소형화, 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있고, 또한 발열체로의 통전 제어를 행하는 전류 제어 소자도 불필요하게 되어, 적용할 수 있는 애플리케이션도 넓어진다. 또한, 발열체로의 통전을 제어하는 전류 제어 소자의 고장에 의해 발열체가 발열하지 않는다는 사태도 회피할 수 있다.

따라서, 본 발명은 발열체를 구비하지 않고, 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 작동시킬 수 있는 온도 단락 소자 및 온도 전환 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 온도 단락 소자는 제1 전극과, 상기 제1 전극과 인접해서 설치된 제2 전극과, 용융함으로써 상기 제1, 제2 전극 사이에 걸쳐 응집하여 상기 제1, 제2 전극을 단락시키는 제1 가용 도체를 구비하고, 상기 제1 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1 가용 도체가 용융하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 온도 전환 소자는 제1 전극과, 상기 제1 전극과 인접해서 설치된 제2 전극과, 용융함으로써 상기 제1, 제2 전극 사이에 걸쳐 응집하여 상기 제1, 제2 전극을 단락시키는 제1 가용 도체와, 제3 전극 및 제4의 전극과, 상기 제3, 제4 전극에 걸쳐서 접속되고, 용융함으로써 상기 제3, 제4 전극 사이를 차단하는 제3 가용 도체를 갖고, 상기 제1, 제3 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1, 제3 가용 도체가 용융하는 것이다.

본 발명에 따르면, 가용 도체는 융점 이상의 온도 분위기에 의해 용융하여, 용융 도체가 제1 전극의 주위에 응집함으로써, 제1 전극에 인접해서 배치된 제2 전극과도 접촉하여 제1, 제2 전극 사이를 단락시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 가용 도체는 융점 이상의 온도 분위기에 의해 용융하여, 제3, 제4 전극 사이를 차단시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 2는 제1 가용 도체가 용융한 온도 단락 소자를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 3은 본 발명이 적용된 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 전열 부재를 구비하는 온도 단락 소자의 외관 사시도이다.
도 4는 온도 단락 소자의 회로 구성예를 도시하는 도면이다.
도 5는 온도 단락 소자의 스위치가 온의 상태를 나타내는 회로 구성예를 도시하는 도면이다.
도 6은 제2 가용 도체를 구비한 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 7은 제1 가용 도체 및 제2 가용 도체가 용융한 온도 단락 소자를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 8은 표면 실장형의 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 9는 제1 가용 도체가 용융한 표면 실장형의 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 10은 제1 지지 전극을 구비한 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 11은 제1 지지 전극을 구비한 온도 단락 소자의 제1 가용 도체가 용융한 상태를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 12는 제1, 제2 가용 도체를 구비한 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 13은 제1, 제2 가용 도체가 용융한 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 14는 제1, 제2 가용 도체, 및 제1, 제2 가용 도체를 지지하는 제2 지지 전극을 구비한 구성을 도시하는 단면도이며, (A)는 용단 전, (B)는 용단 후를 나타낸다.
도 15는 제2 절연층에 의해 제1 가용 도체를 지지하는 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 단면도이며, (A)는 제1 가용 도체의 용융 전, (B)는 제1 가용 도체의 용융 후를 나타낸다.
도 16은 제1, 제2 절연층에 의해 제1 가용 도체를 지지하는 온도 단락 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 17은 도 16에 도시하는 온도 단락 소자를, 커버 부재 및 제1 가용 도체를 제외하고 도시하는 평면도이다.
도 18은 도 16에 나타내는 온도 단락 소자에 있어서, 제1 가용 도체가 용융한 상태를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 19는 커버부 전극을 구비한 온도 단락 소자를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 20은 도 19에 나타내는 온도 단락 소자에 있어서, 제1 가용 도체가 용융한 상태를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 21은 본 발명이 적용된 온도 전환 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 22는 제1, 제3 가용 도체가 용융한 온도 전환 소자를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 23은 온도 전환 소자의 회로 구성예를 도시하는 도면이며, (A)는 제1, 제2 가용 도체의 용융 전, (B)는 제1, 제2 가용 도체의 용융 후를 나타낸다.
도 24는 외부 회로와 접속된 온도 전환 소자의 회로 구성예를 도시하는 도면이다.
도 25는 표면 실장형의 온도 전환 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 26은 제1, 제3 가용 도체가 용융한 표면 실장형의 온도 전환 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 27은 제1, 제2 절연층에 의해 제1 가용 도체를 지지하는 온도 전환 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 28은 제1 내지 제3 가용 도체를 구비한 온도 전환 소자의 구성을 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 29는 도 28에 도시하는 온도 전환 소자에 있어서, 제1, 제3 가용 도체가 용융한 상태를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도이다.
도 30은 제1, 제2 전극의 열전도 경로와, 제3 전극의 열전도 경로의 열전도율을 바꾼 온도 전환 소자를 도시하는 평면도이다.
도 31은 커버부 전극을 구비한 온도 전환 소자를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 32는 도 31에 도시하는 온도 단락 소자에 있어서, 제1, 제3 가용 도체가 용융한 상태를 도시하는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 A-A' 단면도, (C)는 B-B' 단면도이다.
도 33은 저융점 금속층이 고융점 금속층에 피복된 가용 도체의 구성예를 도시하는 도면이며, (A)는 긴 형상, (B)는 선 형상의 가용 도체를 도시하는 사시도이다.
도 34는 저융점 금속층과 고융점 금속층이 적층된 가용 도체의 구성예를 도시하는 도면이며, (A)는 2층 구조, (B)는 3층 구조의 가용 도체를 도시하는 사시도이다.
도 35는 적층 구조의 가용 도체의 제조 공정을 도시하는 사시도이다.
도 36은 저융점 금속층과 고융점 금속층이 반복해서 4층 이상의 다층 구조로 제조된 가용 도체를 도시하는 단면도이다.
도 37은 스트라이프 형상의 개구부가 형성된 가용 도체를 도시하는 도면이며, (A)는 길이 방향으로 개구부가 형성되어 있는 가용 도체를 도시하는 평면도이며, (B)는 폭 방향으로 개구부가 형성되어 있는 가용 도체를 도시하는 평면도이다.
도 38은 원형의 개구부가 형성된 가용 도체를 도시하는 평면도이다.
도 39는 내층의 고융점 금속층에, 저융점 금속이 충전되는 원형의 개구부가 형성된 가용 도체를 도시하는 평면도이다.
도 40은 참고예에 관한 단락 소자를 도시하는 평면도이다.
도 41은 참고예에 관한 단락 소자가 내장된 배터리 팩의 회로도이다.

이하, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자 및 온도 전환 소자에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능함은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작해서 판단해야 하는 것이다. 또한, 도면 상호 간에서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있음은 물론이다.

[온도 단락 소자(1)]

본 발명이 적용된 온도 단락 소자(1)는 도 1의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 제1 전극(11)과, 제1 전극(11)과 인접해서 설치된 제2 전극(12)과, 용융함으로써 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 응집하여 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시키는 제1 가용 도체(13)를 구비한다. 그리고, 온도 단락 소자(1)는 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 소자 내부에 발열체를 구비하지 않고, 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 가용 도체(13)가 용융하고, 용융 도체(13a)가 제1 전극(11)의 주위에 응집함으로써, 제1 전극(11)에 인접해서 배치된 제2 전극(12)과도 접촉하여, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 것이다.

[온도 분위기]

온도 단락 소자(1)는 외부의 열원으로부터 전해지는 열에 의해 제1 가용 도체(13)를 용융시킨다. 온도 분위기란, 온도 단락 소자(1)의 외부의 열원에 의해 만들어진 제1 가용 도체(13)가 용융하는 온도 환경을 말하며, 예를 들어 온도 단락 소자(1)의 근방에 설치된 디바이스의 이상 발열에 의한 확산 열이 온도 단락 소자(1)의 내부에 전해짐으로써 만들어진다. 또한, 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기는 온도 단락 소자(1)가 사용된 전자 제품의 발화나 주위의 화재에 의한 열이 온도 단락 소자(1)의 내부에 전해짐으로써 만들어진 것이어도 된다. 또한, 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기는 사고나 재해 시 등의 긴급 사태뿐만 아니라, 비가역적으로 스위치를 온으로 하기 위한 통상의 사용법으로서, 외부의 열원에 의한 열이 온도 단락 소자(1)의 내부에 전해짐으로써 만들어진 것이어도 된다.

[전열 부재]

또한, 제1 가용 도체(13)를 용융시키는 온도 분위기는 온도 단락 소자(1) 내부의 공기 또는 소자 내부의 구성 부품이 소자 외부의 열을 전달하는 전열 부재(14)로서 기능함으로써 만들어진다. 전열 부재(14)는 온도 단락 소자(1) 외부의 열원의 열을 전달하는 것이며, 예를 들어 후술하는 온도 단락 소자(1)의 외부 하우징이나 절연 기판, 제1, 제2 전극(11, 12), 그 밖의 구성 부재를 사용할 수 있고, 직접적, 간접적으로 제1 가용 도체(13)와 접속됨으로써 제1 가용 도체(13)를 가열한다. 전열 부재(14)는, 예를 들어 제1 전극(11)과 접속되는 전극 패턴, 선재, 또는 히트 파이프 등에 의해 형성할 수 있고, 열원(15)으로부터의 열을 제1 전극(11)을 통해서 간접적으로 제1 가용 도체(13)에 전달하여 용융시킨다.

또한 전열 부재(14)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 히트 파이프 등의 도전성의 부재를 사용하는 경우에는, 주위와의 절연을 도모하기 위해서, 적어도 표면이 절연 재료(16)로 피복되어 있는 것이 바람직하다.

[제1, 제2 전극]

제1, 제2 전극(11, 12)은, 예를 들어 알루미나 등의 절연 기판 위에 고융점 금속 페이스트의 인쇄·소성 등에 의해 동일 평면상에 형성된다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 고융점 금속을 포함하는 선재나 판재 등의 기구 부품을 사용하여, 소정의 위치에 지지하는 것 등에 의해 형성해도 된다.

제1, 제2 전극(11, 12)은 근접 배치됨과 함께 개방되어, 온도 단락 소자(1)가 작동함으로써, 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 후술하는 제1 가용 도체(13)의 용융 도체(13a)가 응집, 결합되고, 이 용융 도체(13a)를 통해서 단락되는 스위치(2)를 구성한다. 제1, 제2 전극(11, 12)은 각각 일단부에 외부 접속 단자(11a, 12a)가 설치되어 있다. 제1, 제2 전극(11, 12)은 이들 외부 접속 단자(11a, 12a)를 통해서 온도 단락 소자(1)가 동작함으로써 접속되는 전원 회로나 디지털 신호 회로 등의 외부 회로와 접속되어 있다. 온도 단락 소자(1)는 제1, 제2 전극(11, 12)이 용융 도체(13a)를 통해서 단락됨으로써, 당해 외부 회로의 전류 경로, 또는 기능 회로로의 급전 경로가 된다.

[제1 절연층]

제2 전극(12)은, 적어도 일부에 제1 절연층(17)이 설치되어 있다. 또한, 제2 전극(12)은 제1 전극(11)에 지지된 제1 가용 도체(13)가 중첩됨과 함께, 제1 절연층(17)에 의해 제1 가용 도체(13)를 지지하고 있다. 온도 단락 소자(1)는 제1 전극(11)에 접속된 제1 가용 도체(13)가 제1 절연층(17)에 지지됨으로써, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 개방되어 있다(도 1).

제1 절연층(17)은 절연성을 갖는 각종 재료를 사용할 수 있는데, 예를 들어 유리층을 포함한다. 그리고, 온도 단락 소자(1)는 제1 가용 도체(13)가 용융되면, 용융 도체(13a)가 제2 전극(12)의 제1 절연층(17)을 제외한 영역에 접촉하여, 제1, 제2 전극(11, 12)이 단락된다. 이때, 제1 절연층(17)은 제2 전극(12) 위에서의 용융 도체(13a)의 응집 위치를 제1 전극(12)측으로 제어할 수 있어, 보다 신속하면서 또한 확실하게 용융 도체(13a)를 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 응집시킬 수 있다.

[제1 가용 도체]

제1 가용 도체(13)는 온도 단락 소자(1)의 온도 분위기에 의해 신속하게 용융되는 모든 금속을 사용할 수 있으며, 예를 들어 Sn 또는 SnBi계 땜납이나 SnIn계 땜납, 그 밖에 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 저융점 금속을 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 제1 가용 도체(13)는 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속으로서는, 상술한 Sn, 또는 Sn을 주성분으로 하는 Pb프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 온도 단락 소자(1)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속의 용융 온도를 초과해서 저융점 금속이 용융되어도, 저융점 금속의 외부로의 유출을 억제하여, 제1 가용 도체(13)의 형상을 유지할 수 있다. 또한, 단락 시에도, 저융점 금속이 용융됨으로써, 고융점 금속을 용식(땜납 침식)함으로써, 고융점 금속의 융점 이하의 온도에서 빠르게 용융시킬 수 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)는, 후에 설명하는 바와 같이 다양한 구성에 의해 형성할 수 있다.

제1 가용 도체(13)는 대략 직사각형 판상으로 형성되고, 제1 전극(11) 위에 접속용 땜납 등의 접합재(18)를 개재해서 접속되어 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)는 제2 전극(12)측으로 돌출됨과 함께 제2 전극(12)과 중첩되어, 상술한 제1 절연층(17)에 의해 지지됨으로써 제2 전극(12)과 이격되어 있다. 이에 의해, 온도 단락 소자(1)는 작동 전에 제1, 제2 전극(11, 12)의 개방 상태가 유지되어 있다. 그리고, 제1 가용 도체(13)는 외부의 열원으로부터의 열에 의해 융점 이상의 온도 분위기가 됨으로써 용융하여, 용융 도체(13a)가 제1 전극(11)의 주위에 응집함과 함께, 제1 전극(11)에 인접해서 배치된 제2 전극(12)과도 접촉하여, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시킨다.

예를 들어, 제1 가용 도체(13)는 SnBi계의 땜납 합금을 사용함으로써, 약 140℃의 온도 분위기에서 용융을 개시한다. 또한, 제1 가용 도체(13)는 SnIn계의 땜납 합금을 사용함으로써, 약 120℃의 온도 분위기에서 용융을 개시한다.

또한, 제1 가용 도체(13)는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)(도 8 등 참조)가 도포되어 있다.

또한, 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)에 반드시 지지되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 제1 가용 도체(13)는 일단부가 상술한 제1 절연층(17)에 지지됨과 함께, 타단부를 도시하지 않은 지지 부재 또는 절연 기판 등에 설치한 고정 부재에 의해 지지해도 된다. 이때, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 전극(11, 12)과 중첩하는 위치에 지지되고, 용융 도체(13a)가 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 응집된다(도 15 참조).

[회로 구성·애플리케이션]

온도 단락 소자(1)는 도 4에 도시하는 회로 구성을 갖는다. 즉, 온도 단락 소자(1)는 동작 전의 상태에서, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 근접됨과 함께 이격됨으로써 절연되고, 제1 가용 도체(13)가 용융함으로써 단락되는 스위치(2)를 구성한다. 제1, 제2 전극(11, 12)은 온도 단락 소자(1)가 실장되는 회로 기판 등의 전류 경로 상에 직렬 접속됨으로써, 전원 회로나 신호 회로 등의 각종 외부 회로(28A, 28B) 사이에 편입된다.

외부 회로 (28A, 28B)는 온도 단락 소자(1)의 작동 전에는, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 개방됨으로써 차단되고, 제1, 제2 전극(11, 12)의 단락에 의해 물리적, 비가역적으로 단락되는 회로이며, 예를 들어 온도 단락 소자(1)가 편입된 전자 기기의 디바이스가 이상 발열을 일으킨 경우나, 화재 등의 긴급 사태에 있어서, 냉각 장치나 스프링클러 등의 기동, 백업 회로의 기동, 경보기 등의 이상 경보 시스템의 작동, 바이패스 전류 경로의 구축 등을 행하는 각종 기능 회로를 예시할 수 있다. 또는, 외부 회로(28A, 28B)는 네트워크 통신 기기에서의 해킹이나 크래킹에 대하여 데이터 서버를 우회하는 바이패스 신호 경로의 구축, 또는 통상의 디바이스나 소프트웨어의 액티베이션을 행하는 것이어도 된다.

온도 단락 소자(1)는 디바이스의 고장에 수반하는 이상 발열이나 화재 등, 외부의 열원(15)으로부터의 열이 전해져서, 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기가 되면, 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 제1 가용 도체(13)가 가열, 용융하여, 절연되어 있던 제1, 제2 전극(11, 12)이 용융 도체(13a)를 통해서 단락된다. 이에 의해, 도 5에 도시한 바와 같이, 온도 단락 소자(1)는 스위치(2)가 온이 되어, 외부 회로(28A, 28B)가 접속된다.

[제2 가용 도체]

또한 온도 단락 소자(1)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 전극(12)에 제2 가용 도체(21)를 접속시킴과 함께, 전열 부재(14)와 제1, 제2 전극(11, 12)을 연속시켜, 제2 전극(2)을 통해서 제2 가용 도체(21)를 용융시켜도 된다.

제2 전극(12)에도 제2 가용 도체(21)를 설치함으로써, 도 7에 도시한 바와 같이, 온도 단락 소자(1)는 제1 가용 도체(13) 및 제2 가용 도체(21)의 각 용융 도체(13a, 21a)에 의해, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 응집하는 용융 도체의 양을 증대시켜, 확실하게 단락시킬 수 있다. 제2 가용 도체(21)는 제1 가용 도체(13)와 동일한 재료를 사용해서 형성함으로써, 제1 가용 도체(13)가 용융하는 온도 분위기에서, 마찬가지로 용융시킬 수 있다. 또한, 제2 가용 도체(21)도 후에 설명하는 바와 같이, 다양한 구성에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제2 가용 도체(21)는 제1 가용 도체(13)와 마찬가지로 접합 땜납 등의 접합재(18)에 의해 제2 전극(12)에 접합되어 있다.

또한, 제2 가용 도체(21)는 제2 전극(12)으로부터 제1 전극(11)측으로 돌출되어 설치되고, 제1 전극(11)과 이격되면서 중첩되는 위치까지 돌출된 것이 바람직하다. 또한, 제2 가용 도체(21)는 제1 가용 도체(13)와도 중첩되도록 지지함으로써, 제2 가용 도체(21)의 용융 도체(21a)와 제1 가용 도체(13)의 용융 도체(13a)가 응집되기 쉬워, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이의 단락에 기여할 수 있다.

제2 가용 도체(21)가 접합된 제2 전극(12)은 제1 전극(11)과 마찬가지로, 전열 부재(14)를 통해서 외부의 열원(15)의 열이 전달된다. 이에 의해, 제2 전극(12)은 제2 가용 도체(21)를 빠르게 용융시킬 수 있다.

[표면 실장 타입]

또한, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자는 외부 회로 기판에 표면 실장 가능하게 형성할 수 있다. 표면 실장용으로 형성된 온도 단락 소자(1)는 도 8의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 제1, 제2 전극(11, 12)이 적층되어 있다. 제1 가용 도체(13)는 접속 땜납 등의 접합재(18)에 의해 제1 전극(11) 위에 지지됨과 함께, 제2 전극(12)과 중첩되어, 제2 전극(12) 위에 형성된 제1 절연층(17)에 지지되어 있다. 이에 의해, 온도 단락 소자(1)는 제1, 제2 전극(11, 12)이 개방되어 있다. 또한, 도 8의 (A)는 표면 실장형의 온도 단락 소자(1)의 평면도이며, 도 8의 (B)는 동 도면 (A)의 A-A' 단면도이다.

절연 기판(10)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 대략 사각형상으로 형성되어 있다. 절연 기판(10)은, 그 밖에도 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 되지만, 제1 가용 도체(13)의 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다.

또한, 절연 기판(10)은 세라믹 기판 등의 열전도성이 우수한 절연 재료나, 표면이 절연 재료에 의해 코팅된 금속 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 절연 기판(10)은 제1 가용 도체(13)에 외부의 열원(15)의 열을 전달하는 전열 부재(14)로서 기능한다. 외부의 열원(15)의 열은 절연 기판(10)을 통해서 제1 전극(11), 접합재(18)를 통해서 직접 제1 가용 도체(13)에 전해짐과 함께, 온도 단락 소자(1) 내에서의 확산 열로서 간접적으로 제1 가용 도체(13)에 전해진다. 이에 의해, 온도 단락 소자(1)는 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기가 만들어져, 제1 가용 도체(13)를 용융시킬 수 있다.

제1, 제2 전극(11, 12)은 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성된 도체 패턴이다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성된 외부 접속 단자(도시하지 않음)와 접속되어 있다. 온도 단락 소자(1)는 이들 외부 접속 단자를 통해서 전원 회로 등의 각종 외부 회로에 편입된다.

제1, 제2 전극(11, 12) 위에는, 유리 등의 절연 재료에 의해 제1 절연층(17)이 설치됨과 함께, 판상으로 형성된 제1 가용 도체(13)가 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐서 탑재되어 있다. 제1, 제2 전극(11, 12)은 제1 절연층(17)으로 제1 가용 도체(13)를 지지함으로써, 제1 가용 도체(13)와 이격되어 있다. 또한, 제1 전극(11)은 접합 땜납 등의 접합재(18)가 설치되고, 접합재(18)를 통해서 제1 가용 도체(13)가 접속되어 있다.

또한 제1 절연층(17)은, 인접해서 설치된 제1, 제2 전극(11, 12)의 대향하는 일부를 제외하고 형성되어, 접합재(18)나 용융 도체(13a)의 유출을 방지함과 함께, 용융 도체(13a)의 응집 위치를 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 고정시킨다. 이에 의해, 제1 절연층(17)은 용융 도체(13a)가 외부 접속 단자측으로 유출되어, 외부 회로와의 접속 상태에 영향을 주는 사태를 방지함과 함께, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락 가능하게 할 수 있다.

제1, 제2 전극(11, 12)은 Ag 등의 고융점 금속 페이스트를 스크린 인쇄 기술을 사용해서 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 패턴 형성하고, 소성하는 것 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 Ag 등의 열전도성이 우수한 재료를 사용해서 형성함으로써, 외부의 열원(15)의 열을 제1 가용 도체(13)에 전달하는 전열 부재(14)로서 기능시킬 수 있다.

또한, 제1 가용 도체(13)는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)가 도포되어 있다. 또한, 온도 단락 소자(1)는 절연 기판(10)의 표면(10a) 위가 커버 부재(25)에 의해 덮여 있다.

온도 단락 소자(1)는 외부의 열원이 발열하면, 도 9의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)이나 제1, 제2 전극(11, 12) 등의 전열 부재를 통해서 제1 가용 도체(13)가 가열 용융되고, 용융 도체(13a)가 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 응집하여 단락시킨다. 이때, 온도 단락 소자(1)는 제1 가용 도체(13)를 제2 전극(12)과 중첩되도록 지지함으로써, 용융 도체(13a)의 표면 장력 또는 중력에 의해 용융 도체(13a)가 제2 전극(12)에 접촉하여, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시킬 수 있다.

또한 온도 단락 소자(1)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 가용 도체(13)를 제1 전극(11)의 제2 전극(12)과 반대측, 및 제2 전극(12)의 제1 전극(11)과 반대측으로 연장시켜도 된다. 이에 의해, 온도 단락 소자(1)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 응집하는 용융 도체(13a)의 양을 증대시켜, 확실하게 단락시킬 수 있다.

또한, 상술한 온도 단락 소자(1)에 있어서, 판상으로 형성된 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 데 충분한 용융 도체의 양을 확보할 수 있다.

[온도 단락 소자(30)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자에는 제1 전극(11)에 지지된 제1 가용 도체(13)의 단부를 지지하는 지지 전극을 설치해도 된다. 또한, 이하의 설명에서, 상술한 온도 단락 소자(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

도 10에 도시하는 온도 단락 소자(30)는 상술한 온도 단락 소자(1)와 마찬가지로, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 제1, 제2 전극(11, 12)이 형성되고, 제1 전극(11) 위에 접합재(18)를 통해서 제1 가용 도체(13)가 지지되어 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 전극(11, 12) 위에 설치된 제1 절연층(17)에 지지됨으로써, 제1, 제2 전극(11, 12)과 이격되어, 이에 의해 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 개방되어 있다.

또한, 온도 단락 소자(30)는 제1 가용 도체(13)의 양단이 제1, 제2 전극(11, 12)으로부터 외측으로 돌출되어, 양단부가 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 설치된 제1 지지 전극(31)에 지지되어 있다. 제1 지지 전극(31)은 제1, 제2 전극(11, 12)과 마찬가지로, Ag 등의 고융점 금속 페이스트를 스크린 인쇄 기술을 사용해서 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 패턴 형성하고, 소성하는 것 등에 의해 형성할 수 있으며, 바람직하게는 제1, 제2 전극(11, 12)과 동일 공정으로 형성한다.

또한, 제1 지지 전극(31)은 접합 땜납 등의 접합재(18)가 설치되어, 이에 의해 제1 가용 도체(13)의 양단부가 고착되어 있다. 온도 단락 소자(30)는 제1 가용 도체(13)가 제1, 제2 전극(11, 12)으로부터 외측으로 돌출된 크기를 구비함으로써, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 충분한 용융 도체(13a)를 얻을 수 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)의 양단부를 제1 지지 전극(31)에 고착함으로써, 리플로우 실장시 등의 온도 환경 하에서도, 제1 가용 도체(13)를 안정되게 지지할 수 있다. 또한, 제1 가용 도체(13) 위에는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)가 도포되어 있다.

온도 단락 소자(30)는 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 가용 도체(13)가 용융함으로써, 도 11에 도시한 바와 같이, 용융 도체(13a)가 제1, 제2 전극(11, 12) 위에 응집한다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a)가 응집하여, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락된다.

또한, 이때, 제1, 제2 전극(11, 12)에 제1 절연층(17)을 형성함으로써, 접합재(18)나 용융 도체(13a)의 유출을 방지함과 함께, 용융 도체(13a)의 응집 위치를 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 고정시켜, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시킬 수 있다.

또한, 판상으로 형성된 제1 가용 도체(13)는 각각 제1, 제2 전극(11, 12)과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 데 충분한 용융 도체의 양을 확보할 수 있다.

[온도 단락 소자(40)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자는 제1 전극(11)에 제1 가용 도체(13)를 지지시킴과 함께, 제2 전극(12)에 제2 가용 도체(21)를 지지시켜도 된다. 또한, 이하의 설명에서, 상술한 온도 단락 소자(1, 30)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

도 12에 도시하는 온도 단락 소자(40)는 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 제1, 제2 전극(11, 12)이 형성되고, 제1 전극(11) 위에 제1 가용 도체(13)가 지지되고, 제2 전극(12) 위에 제2 가용 도체(21)가 지지되어 있다. 온도 단락 소자(40)는 제1, 제2 전극(11, 12)이 각각 독립하여 가용 도체를 지지함으로써, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 용융 전에 있어서 개방되어 있다.

제1, 제2 전극(11, 12) 위에는 각각 제1 절연층(17)이 형성됨과 함께, 접합재(18)가 설치되고, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)가 이격되면서 지지되어 있다. 제2 가용 도체(21)는 제1 가용 도체(13)와 동일한 재료, 동일한 구성을 가져서, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)는 거의 동일한 온도 분위기에서 용융된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(13, 21) 위에는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)가 도포되어 있다.

[고정 부재]

또한, 온도 단락 소자(40)는 제1 전극(11)에 지지된 제1 가용 도체(13)의 일단부를 고정 부재(42)에 의해 절연 기판(10)에 고착하고, 마찬가지로 제2 전극(12)에 지지된 제2 가용 도체(21)의 일단부를 고정 부재(42)에 의해 절연 기판(10)에 고착해도 된다. 제1, 제2 가용 도체(13, 21)는 각각 제1, 제2 전극(11, 12)에 설치된 접합재(18)와, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 설치된 고정 부재(42)에 고착됨으로써, 온도 단락 소자(40)가 리플로우 실장될 때 등에 가열된 경우에도, 서로 근접하는 방향으로 이동하지 않는다. 따라서, 온도 단락 소자(40)는 리플로우 실장시 등, 본래의 작동 전에 제1, 제2 가용 도체(13, 21)가 근접하는 방향으로 이동하여, 접촉되어버리는 초기 단락을 방지할 수 있다.

제1, 제2 가용 도체(13, 21)를 고착하는 고정 부재(42)는 접합 땜납 등의 접합재(18)와 동일한 재료를 사용할 수 있다.

온도 단락 소자(40)는 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1, 제2 가용 도체(13, 21)가 용융함으로써, 도 13에 도시한 바와 같이, 용융 도체(13a)가 제1 전극(11) 위에 응집함과 함께 용융 도체(21a)가 제2 전극(12) 위에 응집한다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a, 21a)가 응집하여 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락된다.

또한 이때, 제1, 제2 전극(11, 12)에 제1 절연층(17)을 형성함으로써, 접합재(18)나 용융 도체(13a, 21a)의 유출을 방지함과 함께, 용융 도체(13a, 21a)의 응집 위치를 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 고정시켜, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시킬 수 있다.

또한, 판상으로 형성된 제1, 제2 가용 도체(13, 21)는 각각 제1, 제2 전극(11, 12)과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 데 충분한 용융 도체의 양을 확보할 수 있다.

또한 온도 단락 소자(40)에는, 도 14에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 단부를 지지하는 제2 지지 전극(43)을 설치해도 된다. 제2 지지 전극(43)은 제1, 제2 전극(11, 12)과 마찬가지로, Ag 등의 고융점 금속 페이스트를 스크린 인쇄 기술을 사용해서 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 패턴 형성하고, 소성하는 것 등에 의해 형성할 수 있으며, 바람직하게는 제1, 제2 전극(11, 12)과 동일 공정으로 형성한다.

또한, 제2 지지 전극(43)은 접합 땜납 등의 접합재(18)가 설치되고, 이에 의해 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 단부가 고착되어 있다. 온도 단락 소자(40)는 제1, 제2 가용 도체(13, 21)가 제1, 제2 전극(11, 12)으로부터 외측으로 돌출된 크기를 구비함으로써, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 충분한 용융 도체(13a, 21a)를 얻을 수 있다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 양단부를 제2 지지 전극(43)에 고착함으로써, 리플로우 실장시 등의 온도 환경 하에서도, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)를 안정되게 지지할 수 있다.

[온도 단락 소자(50)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자는 제1 가용 도체(13)가 제1 전극(11)에 지지되어 있지 않아도 된다. 또한, 이하의 설명에서, 상술한 온도 단락 소자(1, 30, 40)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

도 15의 (A)에 도시하는 온도 단락 소자(50)는 절연 기판(10)과, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성된 제1, 제2 전극(11, 12)과, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 형성되고 제1, 제2 전극(11, 12)보다 두꺼운 제2 절연층(51)과, 제1, 제2 전극(11, 12) 위를 걸치도록 제2 절연층(51)에 지지된 제1 가용 도체(13)와, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위를 덮는 커버 부재(25)를 갖는다.

제2 절연층(51)은, 예를 들어 유리층을 포함하고, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 있어서, 커버 부재(25)의 측벽(25a), 제1, 제2 전극(11, 12) 및 제1, 제2 전극(11, 12)을 이격해서 전기적으로 개방하는 간극부를 제외한 영역에 형성되어 있다. 이에 의해 제2 절연층(51)은 제1, 제2 전극(11, 12)의 표면 및 서로 대향하는 측연부가 노출되는 개구부(52)가 형성되어 있다. 또한, 제2 절연층(51)은 제1, 제2 전극(11, 12)의 두께보다 두껍게 형성됨과 함께, 상면에 제1 가용 도체(13)가 탑재된다.

제1 가용 도체(13)는 제2 절연층(51)의 개구부(52)로부터 면하는 제1, 제2 전극(11, 12)의 상방을 걸치도록 제2 절연층(51) 위에 탑재된다. 제1 가용 도체(13)는 제2 절연층(51)에 의해, 개구부(52)와 중첩되는 중앙부를 제외한 양측이 광범위하게 지지되어 있다.

또한, 커버 부재(25)는 엔지니어링 플라스틱 등의 절연 재료를 사용해서 형성되고, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 탑재되는 측벽(25a)과, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위를 덮는 천장면(25b)을 갖는다. 커버 부재(25)는 측벽(25a)에 의해 제2 절연층(51) 및 제1 가용 도체(13)의 주위를 덮는다.

이러한 온도 단락 소자(50)는 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 가용 도체(13)가 용융되면, 도 15의 (B)에 도시한 바와 같이, 용융 도체(13a)의 이동 위치가 제2 절연층(51)에 형성된 개구부(52)로부터 면하는 제1, 제2 전극(11, 12) 위로 제어된다. 즉, 온도 단락 소자(50)는 제1 가용 도체(13)의 용융 도체(13a)에 대한 습윤성을 구비하고 있지 않은 제2 절연층(51) 및 커버 부재(25)에 의해 제1 가용 도체(13)의 주위가 폐색되어 있으므로, 용융 도체(13a)는 유일하게 습윤성을 구비하는 제1, 제2 전극(11, 12) 위에 응집된다.

이에 의해, 온도 단락 소자(50)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a)가 응집되어, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락된다.

[온도 단락 소자(60)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자는 표면 실장용으로 형성함과 함께, 제1, 제2 전극(11, 12)에 의한 제1 가용 도체(13)의 지지 면적을 넓혀서, 제1 가용 도체(13)의 변형을 방지함과 함께 초기 단락을 방지하도록 해도 된다. 또한, 이하의 설명에서 상술한 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

이 온도 단락 소자(60)는 도 16, 도 17에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)과, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성된 제1, 제2 전극(11, 12)과, 제1, 제2 전극(11, 12) 위에 제1, 제2 전극(11, 12)의 대향하는 각 선단부(11b, 12b)를 노출시켜서 적층된 제1 절연층(17)과, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 형성되고 제1, 제2 전극(11, 12)보다 두꺼운 제2 절연층(51)과, 제1, 제2 절연층(17, 51) 위에 탑재된 제1 가용 도체(13)를 구비한다. 또한, 도 16의 (A)는 온도 단락 소자(60)의 커버 부재(25)를 제외하고 도시하는 평면도이며, 동 도면 (B)는 동 도면 (A)에 도시하는 A-A' 단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)에 도시하는 B-B' 단면도이다. 또한, 도 17은 온도 단락 소자(60)의 커버 부재(25) 및 제1 가용 도체(13)를 제외하고 도시하는 평면도이다.

온도 단락 소자(60)에서의 제1, 제2 전극(11, 12)은 직사각형상으로 형성된 절연 기판(10)의 길이 방향에 걸쳐서 광범위하게 형성됨과 함께, 절연 기판(10)의 폭 방향의 양 측연부로부터 중앙부에 걸쳐서 형성되고, 소정의 간격을 두고 대향되어 있다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 대략 중앙부에 제1 절연층(17)이 적층되고, 서로 대향하는 선단부(11b, 12b)가 노출되어 있다.

온도 단락 소자(60)는 제1, 제2 전극(11, 12)의 단락 길이가 길게 형성됨으로써, 단락의 확실성을 높임과 함께, 제1, 제2 전극(11, 12)의 단락 후의 단락 저항을 낮추어서 높은 정격 전류에 대응할 수 있다.

제2 절연층(51)은 제1, 제2 전극(11, 12)의 서로 대향하는 측연부의 양단에서의 제1, 제2 전극(11, 12)의 간극부에 형성된다. 또한 제2 절연층(51)은 제1, 제2 전극(11, 12)의 두께보다 두껍게 형성되고, 제1, 제2 전극(11, 12) 위에 형성된 제1 절연층(17)과 연속된다. 이에 의해, 제1, 제2 절연층(17, 51)은 제1, 제2 전극(11, 12)의 서로 대향하는 각 선단부(11b, 12b)를 노출시키는 대략 직사각형상의 개구부(61)가 형성된다.

제1 가용 도체(13)는 접합용 땜납 등의 접합재(18)를 통해서 제1 전극(11)에 고착되어 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 전극(11, 12)에 설치된 제1 절연층(17) 및 제2 절연층(51) 위에 개구부(61)를 덮도록 지지되어 있다. 즉, 온도 단락 소자(60)는 절연 기판(10) 위에 광범위하게 제1, 제2 전극(11, 12)이 적층됨과 함께, 이들 제1, 제2 전극(11, 12)의 각 선단부(11b, 12b)를 제외하고 제1, 제2 절연층(17, 51)에 의해 둘러싸여 있다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 절연층(17, 51)에 의해 전체 둘레에 걸쳐 지지되어, 길이 방향 및 폭 방향의 휨이 방지되어 있다.

따라서, 온도 단락 소자(60)에 의하면, 리플로우 실장시 등에 있어서 제1 가용 도체(13)가 만곡되는 것을 확실하게 방지하여, 제1 가용 도체(13)의 변형에 의해 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락되는 초기 단락을 방지할 수 있다.

또한, 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11) 대신에, 또는 제1 전극(11)에 더해, 접합재(18)를 통해서 제1 절연층(17) 및/또는 제2 절연층(51)에 고착시켜도 된다. 제1 가용 도체(13)를 복수 개소에서 고착함으로써, 리플로우 실장시 등의 온도 환경 하에서도, 위치 어긋남 등을 방지하고, 안정되게 유지할 수 있다.

이러한 온도 단락 소자(60)는 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 가용 도체(13)가 용융되면, 도 18에 도시한 바와 같이, 용융 도체(13a)의 이동 위치가 제1, 제2 절연층(17, 51)에 형성된 개구부(61)로부터 면하는 제1, 제2 전극(11, 12)의 각 선단부(11b, 12b) 위로 제어된다. 즉, 온도 단락 소자(60)는 제1 가용 도체(13)의 용융 도체(13a)에 대한 습윤성을 구비하고 있지 않은 제1, 제2 절연층(17, 51)에 지지되어 있으므로, 용융 도체(13a)는 유일하게 습윤성을 구비하는 제1, 제2 전극(11, 12) 위에 응집된다.

이에 의해, 온도 단락 소자(60)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a)가 응집되어, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락된다.

[온도 단락 소자(70)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 단락 소자는 표면 실장용으로 형성함과 함께, 제2 전극(12)을 커버 부재에 설치한 커버부 전극과 접속해도 된다. 또한, 이하의 설명에서 상술한 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

이 온도 단락 소자(70)는 도 19에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)의 표면 위를 덮는 커버 부재(25)를 구비하고, 제2 전극(12)이 커버 부재(25)의 천장면(25b)에 제1 전극(11)과 대향해서 형성된 커버부 전극(71)과 접속되어 있는 것이다. 또한, 도 19의 (A)는 제1 가용 도체(13)의 용융 전에 있어서의 온도 단락 소자(70)의 커버 부재(25)를 제외하고 도시하는 평면도이며, 동 도면 (B)는 동 도면 (A)에 도시하는 A-A' 단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)에 도시하는 B-B' 단면도이다. 또한, 도 20은, 제1 가용 도체(13)의 용융 후에 있어서의 온도 단락 소자(70)의 커버 부재(25)를 제외하고 도시하는 평면도이며, 동 도면 (B)는 동 도면 (A)에 도시하는 A-A' 단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)에 도시하는 B-B' 단면도이다.

커버 부재(25)는 절연 기판(10)의 표면(10a)의 외연부에 접속되는 측벽(25a)과, 천장면(25b)을 갖고, 각종 엔지니어링 플라스틱이나 절연 기판(10)과 마찬가지의 재료를 사용해서 형성할 수 있다. 커버 부재(25)는 커버 부재(25)의 한 측연부(25a)로부터 천장면(25b)에 걸쳐서, 커버부 전극(71)이 형성되어 있다.

커버부 전극(71)은 커버 부재(25)가 절연 기판(10)에 탑재됨으로써, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성된 제2 전극(12)과 접속된다. 제1, 제2 전극(11, 12)은 서로 이격됨으로써 개방되어 있다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성된 외부 접속 단자(11a, 12a)와 접속되어 있다. 온도 단락 소자(70)는 이 외부 접속 단자(11a, 12a)를 통해서 전원 회로 등의 각종 외부 회로에 편입된다.

또한, 커버부 전극(71)은 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 형성된 제1 전극(11)과 대향됨과 함께, 제1 전극(11)과의 사이에 제1 가용 도체(13)가 배치되어 있다. 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11) 위에 접합재(18)를 통해서 고착되어 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)는 상술한 제1 지지 전극(31)이나 고정 부재(42), 제2 절연층(51)을 절연 기판(10)에 설치하여, 이들에 의해서 지지하도록 해도 된다.

이러한 온도 단락 소자(70)는 제1 가용 도체(13)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 가용 도체(13)가 용융하면, 도 20에 도시한 바와 같이, 용융 도체(13a)가 제1 전극(11) 위에 응집함과 함께, 천장면(25b)에 제1 전극(11)과 대향 배치된 커버부 전극(71) 위에도 응집한다. 이에 의해, 온도 단락 소자(70)는 용융 도체(13a) 및 커버부 전극(71)을 통해서 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시킬 수 있다.

[온도 전환 소자]

계속해서, 본 발명이 적용된 온도 전환 소자에 대해서 설명한다. 또한, 온도 전환 소자의 설명에 있어서 상술한 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

[온도 전환 소자(80)]

본 발명이 적용된 온도 전환 소자(80)는 도 21의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 제1 전극(11)과, 제1 전극(11)과 인접해서 설치된 제2 전극(12)과, 용융함으로써 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 응집하여 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시키는 제1 가용 도체(13)와, 제3 전극(83) 및 제4 전극(84)과, 제3, 제4 전극(83, 84)에 걸쳐서 접속되어 용융함으로써 제3, 제4 전극(83, 84) 사이를 차단하는 제3 가용 도체(81)를 구비한다.

그리고, 온도 전환 소자(80)는 도 22의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 소자 내부에 발열체를 구비하지 않고, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1, 제3 가용 도체(13, 81)가 용융한다. 이에 의해 온도 전환 소자(80)는 용융 도체(13a)가 제1 전극(11)의 주위에 응집함으로써, 제1 전극(11)에 인접해서 배치된 제2 전극(12)과도 접촉하여, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시킴과 함께, 제3 가용 도체(81)가 용단되어, 제3, 제4 전극(83, 84) 사이를 차단하는 것이다.

[온도 분위기]

온도 전환 소자(80)는 상술한 온도 단락 소자(1)와 마찬가지로, 외부의 열원(15)으로부터 전해지는 열에 의해 제1, 제3 가용 도체(13, 81)를 용융시킨다. 온도 분위기란, 상술한 바와 같이 온도 전환 소자(80)의 외부 열원(15)에 의해 만들어진 제1, 제3 가용 도체(13, 81)가 용융하는 온도 환경을 말하며, 예를 들어 온도 전환 소자(80)의 근방에 설치된 디바이스의 이상 발열에 의한 확산 열이 온도 전환 소자(80)의 내부에 전해짐으로써 만들어진다. 또한, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기는 온도 전환 소자(80)가 사용된 전자 제품의 발화나 주위의 화재에 의한 열이 온도 전환 소자(80)의 내부에 전해짐으로써 만들어진 것이어도 된다. 또한, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기는 사고나 재해 시 등의 긴급 사태뿐만 아니라, 비가역적으로 스위치를 전환하기 위한 통상의 사용법으로서, 외부의 열원에 의한 열이 온도 전환 소자(80)의 내부에 전해짐으로써 만들어진 것이어도 된다.

[전열 부재]

또한, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)를 용융시키는 온도 분위기는 온도 전환 소자(80) 내부의 공기 또는 소자 내부의 구성 부품이 소자 외부의 열을 전달하는 전열 부재(82)로서 기능함으로써 만들어진다. 전열 부재(82)는 온도 전환 소자(80) 외부의 열원의 열을 전달하는 것으로, 예를 들어 후술하는 온도 전환 소자(80)의 외부 하우징이나 절연 기판, 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84), 그 밖의 구성 부재를 사용할 수 있으며, 직접적, 간접적으로 제1, 제3 가용 도체(13, 81)와 접속됨으로써 제1, 제3 가용 도체(13, 81)를 가열한다. 전열 부재(82)는, 예를 들어 제1 전극(11)이나 제3, 제4 전극(83, 84)과 접속되는 전극 패턴, 선재, 또는 히트 파이프 등에 의해 형성할 수 있고, 열원(15)으로부터의 열을 제1 전극(11)을 통해서 간접적으로 제1 가용 도체(13)에 전달하는 제1 전열 부재(82A)와, 열원(15)으로부터의 열을 직접 제3 가용 도체(81)에 전달하는 제2 전열 부재(82B)를 갖는다.

또한, 전열 부재(82)는 도 3에 도시하는 전열 부재(14)와 마찬가지로, 히트 파이프 등의 도전성의 부재를 사용하는 경우에는, 주위와의 절연을 도모하기 위해서, 적어도 표면이 절연 재료로 피복되어 있는 것이 바람직하다.

[제1 내지 제4 전극]

제1, 제2 전극(11, 12)은 상술한 온도 단락 소자(1)와 마찬가지이다. 제3, 제4 전극(83, 84)도 제1, 제2 전극(11, 12)과 마찬가지로, 예를 들어 알루미나 등의 절연 기판 위에 고융점 금속 페이스트의 인쇄·소성 등에 의해, 동일 평면상에 형성된다. 또한, 제3, 제4 전극(83, 84)은 고융점 금속을 포함하는 선재나 판재 등의 기구 부품을 사용하여, 소정의 위치에 지지하는 것 등에 의해 형성해도 된다.

제3, 제4 전극(83, 84)은 소정 간격을 두고 설치됨으로써 개방되고, 제3 가용 도체(81)를 통해서 항상 전기적으로 접속되어 있다. 제3, 제4 전극(83, 84)과 제3 가용 도체(81)의 접속은 상기 접속 땜납 등의 접합재(18)를 사용할 수 있다. 그리고, 제3, 제4 전극(83, 84)은 온도 전환 소자(80)가 작동함으로써, 도 22의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 제3 가용 도체(81)가 용단됨으로써 도통이 차단된다. 제3, 제4 전극(83, 84)은 각각 일단부에 외부 접속 단자(83a, 84a)가 설치되어 있다. 제3, 제4 전극(83, 84)은 이들 외부 접속 단자(83a, 84a)를 통해서 온도 전환 소자(80)가 동작함으로써 차단되는 전원 회로나 디지털 신호 회로 등의 외부 회로와 접속되어 있다. 온도 전환 소자(80)는 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 차단됨으로써, 당해 외부 회로의 전류 경로, 또는 기능 회로를 차단할 수 있다.

[제3 가용 도체]

제3 가용 도체(81)는 제1 가용 도체(13)와 마찬가지로, 온도 전환 소자(80)의 온도 분위기에 의해 빠르게 용융되는 모든 금속을 사용할 수 있으며, 예를 들어 Sn 또는 SnBi계 땜납이나 SnIn계 땜납, 그 밖에 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 저융점 금속을 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 제3 가용 도체(81)는 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속 및 고융점 금속은 상기 제1 가용 도체(13)에 사용하는 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.

또한, 제3 가용 도체(81)는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)가 도포되어 있다.

[회로 구성·애플리케이션]

온도 전환 소자(80)는 도 23의 (A), (B)에 도시하는 회로 구성을 갖는다. 즉, 온도 전환 소자(80)는 동작 전의 상태에 있어서, 제1 전극(11)과 제2 전극(12)이 근접됨과 함께 이격됨으로써 절연되고, 제1 가용 도체(13)가 용융함으로써 단락되는 스위치(2)를 구성한다. 또한, 온도 전환 소자(80)는 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 제3 가용 도체(81)를 통해서 접속되고, 제3 가용 도체(81)가 용융함으로써 차단된다.

도 24에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 전극(11, 12)은, 온도 전환 소자(80)가 실장되는 회로 기판의 전류 경로 상에 직렬 접속됨으로써, 전원 회로나 신호 회로 등의 각종 외부 회로(28A, 28B) 사이에 편입된다. 마찬가지로, 제3, 제4 전극(83, 84)도 온도 전환 소자(80)가 실장되는 회로 기판의 전류 경로 상에 직렬 접속됨으로써, 전원 회로나 신호 회로 등의 각종 외부 회로(85A, 85B) 사이에 편입된다.

외부 회로(28A, 28B)는 온도 전환 소자(80)의 작동 전에 있어서는, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 개방됨으로써 차단되고, 제1, 제2 전극(11, 12)의 단락에 의해 물리적, 비가역적으로 단락되는 회로이며, 예를 들어 온도 전환 소자(80)가 내장된 전자 기기의 디바이스가 이상 발열을 일으킨 경우나, 화재 등의 긴급 사태에 있어서, 냉각 장치나 스프링클러 등의 기동, 백업 회로의 기동, 경보기 등의 이상 경보 시스템의 작동, 바이패스 전류 경로의 구축 등을 행하는 각종 기능 회로를 예시할 수 있다. 또는, 외부 회로(28A, 28B)는 네트워크 통신기기에서의 해킹이나 크래킹에 대하여 데이터 서버를 우회하는 바이패스 신호 경로의 구축, 또는 통상의 디바이스나 소프트웨어의 액티베이션을 행하는 것이어도 된다.

또한, 외부 회로(85A, 85B)는 온도 전환 소자(80)의 작동 전에 있어서는, 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 제3 가용 도체(81)를 통해서 접속됨으로써 접속되고, 제3, 제4 전극(83, 84) 사이의 차단에 의해 물리적, 비가역적으로 차단되는 회로이며, 예를 들어 배터리 팩이나 전자 기기의 전원 회로, 신호 회로, 네트워크 통신기기에서의 인터넷 회선 등, 모든 전기 회로에 적용할 수 있다.

온도 전환 소자(80)는 디바이스의 고장에 수반하는 이상 발열이나 화재 등, 외부의 열원(15)으로부터의 열이 전해져서, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기가 되면, 도 22의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)가 가열, 용융된다. 이에 의해, 온도 전환 소자(80)는 용융 도체(13a)가 제1 전극(11)의 주위에 응집함과 함께, 인접 배치된 제2 전극(11)과도 접촉하여, 절연되어 있던 제1, 제2 전극(11, 12)이 용융 도체(13a)를 통해서 단락되어 외부 회로(28A, 28B)가 접속된다. 또한, 온도 전환 소자(80)는 제3 가용 도체(81)가 용단됨으로써 제3, 제4 전극(83, 84) 사이의 도통이 차단되고, 외부 회로(85A, 85B)가 차단된다.

또한, 온도 전환 소자(80)에 있어서도 온도 단락 소자(1)와 마찬가지로, 제2 전극(12)에 제2 가용 도체(21)를 접속시킴과 함께, 전열 부재(82A)와 제1, 제2 전극(11, 12)을 연속시켜, 제2 전극(2)을 통해서 제2 가용 도체(21)를 용융시켜도 된다.

[용융 순서]

또한, 온도 전환 소자(80)는 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서를 규정함으로써, 외부 회로(28A, 28B) 사이의 단락과, 외부 회로(85A, 85B) 사이의 차단의 순서를 규정할 수도 있다.

즉, 온도 전환 소자(80)는 제1 가용 도체(13)가 제3 가용 도체(81)보다 먼저 용융함으로써, 외부 회로(28A, 28B)를 단락시킨 후에, 외부 회로(85A, 85B) 사이를 차단시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 비상 전원 회로나 백업 회로를 포함하는 외부 회로(28A, 28B) 사이가 기동된 후에, 통상의 전원 회로나 기능 회로를 포함하는 외부 회로(85A, 85B) 사이를 차단할 수 있다.

또한, 온도 전환 소자(80)는 제3 가용 도체(81)가 제1 가용 도체(13)보다 먼저 용융함으로써, 외부 회로(85A, 85B) 사이를 차단시킨 후에, 외부 회로(28A, 28B)를 단락시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 전원 회로를 포함하는 외부 회로(85A, 85B) 사이를 차단시킨 후에, 경보 시스템 회로를 포함하는 외부 회로(28A, 28B)를 기동시킬 수 있다.

이러한 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서는 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)에 융점 차를 둠으로써 규정할 수 있다. 예를 들어, 제1 가용 도체(13)를 SnIn계 땜납으로 형성하고, 제3 가용 도체(81)를 SnBi계 땜납으로 형성하면, 인듐 주석 합금의 융점은 120℃이고, 주석 비스무트 합금의 융점은 138℃이므로, 제1 가용 도체(13)가 제3 가용 도체(81)보다 융점이 낮아, 먼저 용융시킬 수 있다.

또한, 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서는 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 단면적을 바꿈으로써도 규정할 수 있다. 가용 도체는 단면적이 클수록 용융하기 어려워지기 때문에, 먼저 용융시키는 용융 도체의 단면적을 작게 하고, 뒤에서부터 용융시키는 용융 도체의 단면적을 크게 하면 된다.

또한, 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서는 전열 부재(82)의 경로 길이나 굵기를 바꿈으로써 열전도성에 차를 둠으로써 규정할 수도 있다.

[표면 실장 타입]

또한, 본 발명이 적용된 온도 전환 소자는 외부 회로 기판에 표면 실장 가능하게 형성할 수 있다. 표면 실장용으로 형성된 온도 전환 소자(80)는 도 25의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)이 적층되어 있다. 제1 가용 도체(13)는 접속 땜납 등의 접합재(18)에 의해 제1 전극(11) 위에 지지됨과 함께, 제2 전극(12)과 중첩되어, 제2 전극(12) 위에 형성된 제1 절연층(17)에 지지되어 있다. 이에 의해, 온도 전환 소자(80)는 제1, 제2 전극(11, 12)이 개방되어 있다. 제3 가용 도체(81)는 접합재(18)에 의해 제3, 제4 전극(83, 84) 위에 걸쳐서 접속되어 있다. 또한, 도 25의 (A)는 표면 실장형의 온도 전환 소자(80)의 평면도이며, 도 25의 (B)는 동 도면 (A)의 A-A' 단면도이다.

절연 기판(10)은 상술한 온도 단락 소자(1)의 절연 기판(10)과 마찬가지의 부재를 사용할 수 있고, 세라믹 기판 등의 열전도성이 우수한 절연 재료나, 표면이 절연 재료에 의해 코팅된 금속 기판을 사용함으로써, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)에 외부의 열원(15)의 열을 전달하는 전열 부재(82)로서 기능한다. 외부의 열원(15)의 열은 절연 기판(10)을 통해서 제1, 제3, 제4 전극(11, 83, 84) 및 접합재(18)를 통해서 직접 제1, 제3 가용 도체(13, 81)로 전해짐과 함께, 온도 전환 소자(80) 내에서의 확산 열로서 간접적으로 제1, 제3 가용 도체(13, 81)에 전해진다. 이에 의해, 온도 전환 소자(80)는 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기가 만들어져, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)를 용융시킬 수 있다.

제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)은 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성된 도체 패턴이다. 또한, 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)은 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성된 외부 접속 단자(도시하지 않음)와 접속되어 있다. 온도 전환 소자(80)는 이들 외부 접속 단자를 통해서 전원 회로나 백업 회로 등의 각종 외부 회로에 편입된다.

제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)은 Ag 등의 고융점 금속 페이스트를 스크린 인쇄 기술을 사용해서 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 패턴 형성하고, 소성하는 것 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)은 Ag 등의 열전도성이 우수한 재료를 사용해서 형성함으로써, 외부의 열원(15)의 열을 제1 가용 도체(13)에 전달하는 전열 부재(82)로서 기능시킬 수 있다.

또한, 제3, 제4 전극(83, 84) 위에도, 제3 가용 도체(81)와의 접속부 근방에, 유리 등의 절연 재료에 의해 제1 절연층(17)이 설치되어 있다.

제1 절연층(17)은 제3, 제4 전극(83, 84)과 각 외부 접속 단자와의 사이에 형성되어, 접합재(18)나 용융 도체(81a)의 유출을 방지한다. 이에 의해, 제1 절연층(17)은 용융 도체(81a)가 각 외부 접속 단자측으로 유출되어, 외부 회로와의 접속 상태에 영향을 주는 사태를 방지한다.

또한, 제1, 제3 가용 도체(13, 81)는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)가 도포되어 있다. 또한, 온도 전환 소자(80)는 절연 기판(10)의 표면(10a) 위가 커버 부재(25)에 의해 덮여 있다.

온도 전환 소자(80)는 외부의 열원이 발열하면, 도 26의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)이나 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84) 등의 전열 부재를 통해서 제1, 제3 가용 도체(13, 81)가 가열 용융된다. 그리고, 온도 전환 소자(80)는 용융 도체(13a)가 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 응집함으로써 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락되고, 또한 제3 가용 도체(81)가 용단됨으로써 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 차단된다.

또한, 온도 전환 소자(80)는 도 25에 도시한 바와 같이, 제1 가용 도체(13)를 제1 전극(11)의 제2 전극(12)과 반대측, 및 제2 전극(12)의 제1 전극(11)과 반대측으로 연장시켜도 된다. 이에 의해, 온도 전환 소자(80)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 응집되는 용융 도체(13a)의 양을 증대시켜, 확실하게 단락시킬 수 있다.

또한, 온도 전환 소자(80)에 있어서, 판상으로 형성된 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락시키는 데 충분한 용융 도체의 양을 확보할 수 있다.

또한, 온도 전환 소자(80)는 상기 온도 단락 소자(30)와 마찬가지로, 제1 전극(11)에 지지된 제1 가용 도체(13)의 단부를 지지하는 제1 지지 전극(31)을 설치해도 된다.

[온도 전환 소자(87)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 전환 소자는 표면 실장용으로 형성함과 함께, 제1, 제2 전극(11, 12)에 의한 제1 가용 도체(13)의 지지 면적을 넓혀서, 제1 가용 도체(13)의 변형을 방지함과 함께 초기 단락을 방지하도록 해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상술한 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

이 온도 전환 소자(87)는 도 27에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)과, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 형성된 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)과, 제1, 제2 전극(11, 12) 위에, 제1, 제2 전극(11, 12)의 대향하는 각 선단부(11b, 12b)를 노출시켜서 적층된 제1 절연층(17)과, 절연 기판(10)의 표면(10a) 위에 형성되고 제1, 제2 전극(11, 12)보다 두꺼운 제2 절연층(51)과, 제1, 제2 절연층(17, 51) 위에 탑재된 제1 가용 도체(13)와, 제3, 제4 전극(83, 84) 사이에 접속된 제3 가용 도체(81)를 구비한다. 또한, 도 27의 (A)는 온도 전환 소자(87)의 커버 부재(25)를 제외하고 도시하는 평면도이며, 동 도면 (B)는 동 도면 (A)에 도시하는 A-A' 단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)에 도시하는 B-B' 단면도이다.

온도 전환 소자(87)에서의 제1, 제2 전극(11, 12)은 온도 단락 소자(60)와 마찬가지로, 직사각형상으로 형성된 절연 기판(10)의 길이 방향에 걸쳐서 광범위하게 형성됨과 함께, 절연 기판(10)의 폭 방향의 양 측연부로부터 중앙부에 걸쳐서 형성되고, 소정의 간격을 두고 대향되어, 대략 중앙부에 적층된 제1 절연층(17)으로부터, 서로 대향하는 선단부(11b, 12b)가 노출되어 있다.

또한, 온도 전환 소자(87)에서의 제1, 제2 절연층(17, 51)은 온도 단락 소자(60)와 마찬가지로 형성되고, 제1, 제2 전극(11, 12)의 서로 대향하는 각 선단부(11b, 12b)를 노출시키는 대략 직사각형상의 개구부(61)가 형성된다.

제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 절연층(17, 51) 위에 개구부(61)를 덮도록 탑재됨과 함께, 접합용 땜납 등의 접합재(18)를 통해서 제1 전극(11)에 고착되어 있다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1, 제2 절연층(17, 51)에 의해 전체 둘레에 걸쳐 지지되어, 길이 방향 및 폭 방향의 휨이 방지되어 있다.

따라서, 온도 전환 소자(87)에 의하면, 리플로우 실장시 등에 있어서 제1 가용 도체(13)가 만곡되는 것을 확실하게 방지하여, 제1 가용 도체(13)의 변형에 의해 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락되는 초기 단락을 방지할 수 있다.

이러한 온도 전환 소자(87)는 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1, 제3 가용 도체(13, 81)가 용융되면, 용융 도체(13a)가 개구부(61)로부터 면하는 제1, 제2 전극(11, 12)의 각 선단부(11b, 12b) 사이에 걸쳐 응집된다. 이에 의해, 온도 전환 소자(87)는 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a)가 응집하여, 확실하게 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락된다. 또한, 온도 전환 소자(87)는 제3 가용 도체(81)가 용단됨으로써 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 차단된다.

[온도 전환 소자(90)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 전환 소자는 제1 전극(11)에 제1 가용 도체(13)를 지지함과 함께, 제2 전극(12)에 제2 가용 도체(21)를 지지시켜도 된다. 또한, 이하의 설명에서, 상술한 온도 단락 소자(1, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

도 28에 도시하는 온도 전환 소자(90)는 상술한 온도 단락 소자(40)와 마찬가지로, 절연 기판(10) 위에 제1, 제2 전극(11, 12)이 형성되고, 제1 전극(11) 위에 제1 가용 도체(13)가 지지되고, 제2 전극(12) 위에 제2 가용 도체(21)가 지지되어 있다. 온도 전환 소자(90)는 제1, 제2 전극(11, 12)이 각각 독립하여 가용 도체를 지지함으로써, 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 용융 전에 있어서 개방되어 있다. 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)는 동일한 재료, 동일한 구성을 가져서, 거의 동일한 온도 분위기에서 용융된다. 또한, 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)에는 산화 방지, 습윤성의 향상 등을 위해, 플럭스(24)가 도포되어 있다.

또한, 온도 전환 소자(90)는 상술한 온도 단락 소자(40)와 마찬가지로, 제1 전극(11)에 지지된 제1 가용 도체(13)의 일단부를 고정 부재(42)에 의해 절연 기판(10)에 고착시키고, 마찬가지로 제2 전극(12)에 지지된 제2 가용 도체(21)의 일단부를 고정 부재(42)에 의해 절연 기판(10)에 고착시켜도 된다. 또한, 온도 전환 소자(90)는 상술한 온도 단락 소자(40)와 마찬가지로, 절연 기판(10)에 제2 지지 전극(43)을 설치하고, 접합재(18)를 통해서 제1, 제2 가용 도체(13, 21)의 단부를 지지해도 된다.

온도 전환 소자(90)는 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)가 용융한다. 이에 의해, 도 29에 도시한 바와 같이, 온도 전환 소자(90)는 용융 도체(13a)가 제1 전극(11) 위에 응집함과 함께 용융 도체(21a)가 제2 전극(12) 위에 응집한다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a, 21a)가 응집하여, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이가 단락된다. 또한, 제3 가용 도체(81)가 용단되어, 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 차단된다.

[열전도 경로]

또한, 상술한 바와 같이 온도 전환 소자(90)는 온도 전환 소자(80)와 마찬가지로, 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서를 규정함으로써, 외부 회로(28A, 28B) 사이의 단락과, 외부 회로(85A, 85B) 사이의 차단의 순서를 규정할 수도 있다. 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서는 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 융점 차를 두거나, 또는 단면적을 바꿈으로써 규정할 수 있다.

또한, 온도 전환 소자(90)는 전열 부재(82)로서 기능하는 제1 전극(11)의 제1 가용 도체(13)까지의 열전도 경로와, 전열 부재(82)로서 기능하는 제3 전극(83)의 제3 가용 도체(81)까지의 열전도 경로와의 열전도율을 바꿈으로써, 제1 가용 도체(13)와 제3 가용 도체(81)의 용융 순서를 규정할 수도 있다.

즉, 도 30에 도시한 바와 같이, 온도 전환 소자(90)는 제1, 제2 전극(11, 12)이 제1 가용 도체(13)에 외부의 열원으로부터의 열을 전달하는 전열 부재로서 기능하고, 제3 전극(83)이 제3 가용 도체(81)에 외부의 열원으로부터의 열을 전달하는 전열 부재로서 기능한다. 이때, 예를 들어 온도 전환 소자(90)는 제1, 제2 전극(11, 12)의 외부의 열원으로부터의 전열 경로(P1, P2)가 가늘고 또한 길게 형성되고, 제3 전극(83)의 외부의 열원으로부터의 전열 경로(P3)가 굵고 또한 짧게 형성되어 있다.

이에 의해, 제1 가용 도체(13)에 열을 전달하는 전열 경로(P1, P2)의 열전도율이 상대적으로 제3 가용 도체(81)에 열을 전달하는 전열 경로(P3)보다 낮아진다. 이에 의해, 온도 전환 소자(90)는 외부의 열원(15)으로부터의 열에 의해 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기가 되면, 제3 가용 도체(81)에 제1 가용 도체(13)보다 먼저 열이 전해진다. 따라서, 온도 전환 소자(90)는 제3 가용 도체(81)를 먼저 용융시켜서 외부 회로(85A, 85B) 사이를 차단한 후에, 제1 가용 도체(13)를 용융시켜서 외부 회로(28A, 28B) 사이를 단락시킬 수 있다.

그 밖에도, 온도 전환 소자(90)는 제1, 제2 전극(11, 12)과 제3 전극(83)을 열전도율이 상이한 재료로 형성함으로써, 외부의 열원으로부터의 전열 경로(P1, P2)와, 전열 경로(P3)의 열전도율을 바꾸어도 된다.

[온도 전환 소자(97)]

또한, 본 발명이 적용된 온도 전환 소자는 표면 실장용으로 형성함과 함께, 제2 전극(12)을 커버 부재에 설치한 커버부 전극과 접속해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상술한 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다.

이 온도 전환 소자(97)는 도 31에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10)의 표면(10a)에 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)이 적층되고, 제3 가용 도체(81)가 접합재(18)에 의해 제3, 제4 전극(83, 84) 위에 걸쳐서 접속되어 있다. 또한, 온도 전환 소자(97)는 절연 기판(10)의 표면 위를 덮는 커버 부재(25)를 구비하고, 제2 전극(12)이 커버 부재(25)의 천장면(25b)에 제1 전극(11)과 대향해서 형성된 커버부 전극(71)과 접속되어 있는 것이다. 또한, 도 31의 (A)는 제1 가용 도체(13)의 용융 전에 있어서의 온도 전환 소자(97)의 커버 부재(25)를 제외하고 도시하는 평면도이며, 동 도면 (B)는 동 도면 (A)에 도시하는 A-A' 단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)에 도시하는 B-B' 단면도이다. 또한, 도 32는 제1 가용 도체(13)의 용융 후에 있어서의 온도 전환 소자(97)의 커버 부재(25)를 제외하고 도시하는 평면도이며, 동 도면 (B)는 동 도면 (A)에 도시하는 A-A' 단면도, 동 도면 (C)는 동 도면 (A)에 도시하는 B-B' 단면도이다.

커버 부재(25)는 커버 부재(25)의 한 측연부(25a)로부터 천장면(25b)에 걸쳐서 커버부 전극(71)이 형성되고, 절연 기판(10)에 탑재됨으로써, 커버부 전극(71)이 제2 전극(12)에 접속된다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 서로 이격됨으로써 개방되어 있다. 또한, 제1, 제2 전극(11, 12)은 절연 기판(10)의 이면(10b)에 형성된 외부 접속 단자(11a, 12a)와 접속되어 있다. 온도 전환 소자(97)는 이 외부 접속 단자(11a, 12a)를 통해서 전원 회로 등의 각종 외부 회로에 편입된다.

또한, 커버부 전극(71)은 절연 기판(10) 위에 형성된 제1 전극(11)과 대향됨과 함께, 제1 전극(11)과의 사이에 제1 가용 도체(13)가 배치되어 있다. 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11) 위에 접합재(18)를 통해서 고착되어 있다. 또한, 제1 가용 도체(13)는 상술한 고정 부재(42)나 제1 지지 전극 (31), 제2 절연층(51)을 절연 기판(10)에 설치하여, 이들에 의해 지지하도록 해도 된다.

이러한 온도 전환 소자(97)는 제1, 제3 가용 도체(13, 81)의 융점 이상의 온도 분위기에서 제1, 제3 가용 도체(13, 81)가 용융되면, 도 32에 도시한 바와 같이, 용융 도체(13a)가 제1 전극(11) 위에 응집함과 함께, 천장면(25b)에 제1 전극(11)과 대향 배치된 커버부 전극(71) 위에도 응집한다. 이에 의해, 온도 전환 소자(97)는 용융 도체(13a) 및 커버부 전극(71)을 통해서 제1, 제2 전극(11, 12)을 단락시킬 수 있다. 또한, 온도 전환 소자(97)는 제3 가용 도체(81)가 용단되어, 제3, 제4 전극(83, 84) 사이가 차단된다.

[기타 구성]

또한, 상술한 각 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90, 97)에 있어서, 판상으로 형성된 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)과의 접속 면적의 2배 이상의 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 또는 커버부 전극(71)과의 사이를 단락시키는 데 충분한 용융 도체(13a)의 양을 확보함과 함께, 단부가 고정 부재(42)나 제1 지지 전극(31)에 지지되어 있는 경우에도, 빠르게 용단할 수 있다.

또한, 상술한 각 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90, 97)에 있어서, 제1 가용 도체(13)를 선재에 의해 형성해도 되고, 이 경우, 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)과의 접속 길이의 2배 이상의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 가용 도체(13)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 또는 커버부 전극(71)과의 사이를 단락시키는 데 충분한 용융 도체(13a)의 양을 확보함과 함께, 단부가 고정 부재(42)나 제1 지지 전극(31)에 지지되어 있는 경우에도, 빠르게 용단할 수 있다.

또한, 상술한 각 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90, 97)에 있어서, 제1, 제2 전극(11, 12)의 간격은 제1, 제2 전극 간격의 연장선상에서의 제1 전극(11)의 폭 이하로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 온도 단락 소자(1)는 제1, 제2 전극(11, 12)의 간격(W₁)은 제1, 제2 전극 간격의 연장선상에서의 제1 전극(11)의 폭(W₂) 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(11, 12)이 보다 근접한 위치에 배치되게 되어, 제1 가용 도체(13)의 용융 도체(13a)가 제1 전극(11)의 주위에 응집될 때, 보다 확실하게 제2 전극(12)에도 접촉하여, 제1, 제2 전극(11, 12) 사이에 걸쳐 용융 도체(13a)를 응집시킬 수 있다.

또한, 상술한 각 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90, 97)의 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84), 제1, 제2 지지 전극(31, 43) 및 커버부 전극(71)은 Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성할 수 있고, 표면 위에는, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막이 도금 처리 등의 공지된 방법에 의해 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 각 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90, 97)는 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84), 제1 지지 전극(31) 및 커버부 전극(71)의 산화를 방지하고, 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)를 확실하게 유지시킬 수 있다. 또한, 온도 단락 소자(1, 30, 40, 50, 60, 70) 및 온도 전환 소자(80, 90, 97)를 리플로우 실장하는 경우에, 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)를 접속하는 접속용 땜납 등의 접합재(18) 또는 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)의 외층을 형성하는 저융점 금속이 용융함으로써 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84), 제1, 제2 지지 전극(31, 43) 및 커버부 전극(71)이 용식(땜납 침식)되는 것을 방지할 수 있다.

[가용 도체의 구성]

상술한 바와 같이, 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 또한, 이하의 설명에서는 특별히 구별할 필요가 있는 경우를 제외하고, 제1 내지 제3 가용 도체(13, 21, 81)를 통합해서 「가용 도체(13, 21, 81)」라고 한다. 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, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 33의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 내층으로서 저융점 금속층(92)이 설치되고, 외층으로서 고융점 금속층(91)이 설치된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우, 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속층(92)의 전체면이 고융점 금속층(91)에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조이어도 된다.

저융점 금속층(92)의 고융점 금속층(91)에 의한 피복 구조는 도금 등의 공지된 성막 기술을 사용해서 형성할 수 있다. 그 중에서도, 선상 또는 장척상의 저융점 금속 재료에 연속해서 고융점 금속 도금을 실시할 수 있는 전해 도금법이 작업 효율상, 제조 비용상 유리해진다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 외층으로서 저융점 금속층(92)이 설치되고, 내층으로서 고융점 금속층(91)이 설치된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우도, 가용 도체(13, 21, 81)는 고융점 금속층(91)의 전체면이 저융점 금속층(92)에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조이어도 된다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 34에 도시한 바와 같이, 고융점 금속층(91)과 저융점 금속층(92)이 적층된 적층 구조로 해도 된다.

이 경우, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 34의 (A)에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 전극(11, 12, 83, 84)이나 제1, 제2 지지 전극(31, 43) 등에 접속되는 하층과, 하층의 위에 적층되는 상층으로 이루어지는 2층 구조로서 형성되고, 하층이 되는 고융점 금속층(91)의 상면에 상층이 되는 저융점 금속층(92)을 적층해도 되고, 반대로 하층이 되는 저융점 금속층(92)의 상면에 상층이 되는 고융점 금속층(91)을 적층해도 된다. 또는, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 34의 (B)에 도시한 바와 같이, 내층과 내층의 상하면에 적층되는 외층으로 이루어지는 3층 구조로서 형성해도 되고, 내층이 되는 고융점 금속층(91)의 상하면에 외층이 되는 저융점 금속층(92)을 적층해도 되고, 반대로 내층이 되는 저융점 금속층(92)의 상하면에 외층이 되는 고융점 금속층(91)을 적층해도 된다.

고융점 금속층(91)과 저융점 금속층(92)의 적층 구조체는 시트 형상의 저융점 금속 재료와, 시트 형상의 고융점 금속 재료를 적층함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 내층이 되는 저융점 금속층(92)의 상하면에 외층이 되는 고융점 금속층(91)을 적층한 적층 구조는 도 35에 도시한 바와 같이, 시트 형상의 저융점 금속층(92)을 구성하는 땜납 박(92a)의 상하면에, 시트 형상의 고융점 금속층(91)을 구성하는 Ag박(91a)을 적층하고, 소정의 온도, 압력으로 열 프레스 또는 열간 압연을 행함으로써 형성할 수 있다. 고융점 금속층(91)과 저융점 금속층(92)의 적층 구조체를 포함하는 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속 재료와 고융점 금속 재료의 계면이 소정의 온도, 압력 하에서 프레스 또는 압연됨으로써 합금화되어, 일체화되어 있다. 또한, 이 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속층(92)의 전체면에 걸쳐 대략 균일한 두께로 고융점 금속층(91)이 적층되어 있다.

그 밖에, 고융점 금속층(91)과 저융점 금속층(92)의 적층 구조체는 시트 형상의 저융점 금속층(92)을 구성하는 땜납 박(92a)의 상하면에, 고융점 금속층(91)을 구성하는 금속 재료를 증착이나 스퍼터 등의 공지된 박막 형성 공정에 의해 적층함으로써 형성해도 된다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 36에 도시한 바와 같이, 고융점 금속층(91)과 저융점 금속층(92)이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조로 해도 된다. 이 경우, 가용 도체(13, 21, 81)는 최외층을 구성하는 금속층에 의해, 전체면 또는 서로 대향하는 한 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조로 해도 된다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 내층을 구성하는 저융점 금속층(92)의 표면에 고융점 금속층(91)을 스트라이프 형상으로 부분적으로 적층시켜도 된다. 도 37은 가용 도체(13, 21, 81)의 평면도이다.

도 37의 (A)에 도시하는 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속층(92)의 표면에, 폭 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층(91)이 길이 방향으로 복수 형성됨으로써, 길이 방향을 따라서 선상의 개구부(93)가 형성되고, 이 개구부(93)로부터 저융점 금속층(92)이 노출되어 있다. 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속층(92)이 개구부(93)로부터 노출됨으로써, 용융한 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속층(91)의 침식 작용을 보다 촉진시켜서 용단성을 향상시킬 수 있다. 개구부(93)는, 예를 들어 저융점 금속층(92)에 고융점 금속층(91)을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 37의 (B)에 도시한 바와 같이, 저융점 금속층(92)의 표면에, 길이 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층(91)을 폭 방향으로 복수 형성함으로써, 폭 방향을 따라서 선상의 개구부(93)를 형성해도 된다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 38에 도시한 바와 같이, 저융점 금속층(92)의 표면에 고융점 금속층(91)을 형성함과 함께, 고융점 금속층(91)의 전체면에 걸쳐서 원형의 개구부(94)가 형성되고, 이 개구부(94)로부터 저융점 금속층(92)을 노출시켜도 된다. 개구부(94)는, 예를 들어 저융점 금속층(92)에 고융점 금속층(91)을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.

가용 도체(13, 21, 81)는, 저융점 금속층(92)이 개구부(94)로부터 노출됨으로써, 용융한 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속의 침식 작용을 보다 촉진시켜서 용단성을 향상시킬 수 있다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 도 39에 도시한 바와 같이, 내층이 되는 고융점 금속층(91)에 다수의 개구부(95)를 형성하고, 이 고융점 금속층(91)에, 도금 기술 등을 사용해서 저융점 금속층(92)을 성막하여, 개구부(95) 내에 충전해도 된다. 이에 의해, 가용 도체(13, 21, 81)는 용융하는 저융점 금속이 고융점 금속에 접하는 면적이 증대되므로, 보다 단시간에 저융점 금속이 고융점 금속을 용식할 수 있게 된다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속층(92)의 부피를 고융점 금속층(91)의 부피보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. 가용 도체(13, 21, 81)는 융점 이상의 온도 분위기에 의해 가열되어, 저융점 금속이 용융함으로써 고융점 금속을 용식하고, 이에 의해 빠르게 용융, 용단할 수 있다. 따라서, 가용 도체(13, 21, 81)는 저융점 금속층(92)의 부피를 고융점 금속층(91)의 부피보다 크게 형성함으로써, 이 용식 작용을 촉진하여, 빠르게 제1, 제2 전극(11, 12) 사이를 단락할 수 있다.

또한, 가용 도체(13, 21, 81)는 산화에 의한 용단 특성의 열화를 방지하기 위해서, 표면에 CuO막이나 Au막 등의 산화 방지막을 설치해도 된다.

1 : 온도 단락 소자 10 : 절연 기판
11 : 제1 전극 11a : 외부 접속 단자
12 : 제2 전극 12a : 외부 접속 단자
13 : 제1 가용 도체 13a : 용융 도체
14 : 전열 부재 15 : 열원
17 : 제1 절연층 18 : 접합재
21 : 제2 가용 도체 24 : 플럭스
25 : 커버 부재 25a : 측벽
25b : 천장면 28 : 외부 회로
30 : 온도 단락 소자 31 : 제1 지지 전극
40 : 온도 단락 소자 42 : 고정 부재
43 : 제2 지지 전극 50 : 온도 단락 소자
51 : 제2 절연층 52 : 개구부
60 : 온도 단락 소자 61 : 개구부
70 : 온도 단락 소자 71 : 커버부 전극
80 : 온도 전환 소자 81 : 제3 가용 도체
82 : 전열 부재 83 : 제3 전극
83a : 외부 접속 단자 84 : 제4 전극
84a : 외부 접속 단자 85 : 외부 회로
87 : 온도 전환 소자 90 : 온도 전환 소자
91 : 고융점 금속층 92 : 저융점 금속층
93 : 개구부 94 : 개구부
95 : 개구부 97 : 온도 전환 소자

Claims

제1 전극과,
상기 제1 전극과 인접해서 설치된 제2 전극과,
용융함으로써 상기 제1, 제2 전극 사이에 걸쳐 응집하여 상기 제1, 제2 전극을 단락시키는 제1 가용 도체를 구비하고,
상기 제1 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1 가용 도체가 용융하고,
상기 제2 전극의 적어도 일부에 제1 절연층이 설치되고,
상기 제1 가용 도체가 상기 제2 전극과 중첩됨과 함께 상기 제1 절연층에 지지됨으로써, 상기 제1, 제2 전극이 개방되어 있는, 온도 단락 소자.
제1 전극과,
상기 제1 전극과 인접해서 설치된 제2 전극과,
용융함으로써 상기 제1, 제2 전극 사이에 걸쳐 응집하여 상기 제1, 제2 전극을 단락시키는 제1 가용 도체를 구비하고,
상기 제1 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1 가용 도체가 용융하고,
절연 기판을 갖고,
상기 제1, 제2 전극은 상기 절연 기판 위에 형성된 도체 패턴이고,
상기 절연 기판 위에, 상기 제1, 제2 전극의 두께보다 큰 제2 절연층이 설치되고,
상기 제1 가용 도체가 상기 제1, 제2 전극과 중첩됨과 함께 상기 제2 절연층에 지지됨으로써, 상기 제1, 제2 전극이 개방되어 있는, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 열원으로부터의 열을 전달하는 전열 부재를 구비하고,
상기 전열 부재가 상기 제1 전극 또는 상기 제1 가용 도체와 연속되어 있는, 온도 단락 소자.
제3항에 있어서, 상기 전열 부재는 적어도 표면이 절연 재료인, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 제1 전극에 지지되어 있는, 온도 단락 소자.
제1항에 있어서, 절연 기판을 갖고,
상기 제1, 제2 전극은 상기 절연 기판 위에 형성된 도체 패턴인, 온도 단락 소자.
제6항에 있어서, 상기 제1 절연층이 상기 제1, 제2 전극 위에 적층됨과 함께, 상기 절연 기판 위에, 상기 제1, 제2 전극의 두께보다 큰 제2 절연층이 설치됨으로써, 상기 제1, 제2 전극의 대향하는 각 선단부를 노출시키는 개구가 형성되고,
상기 제1 가용 도체가 상기 개구를 덮도록 상기 제1, 제2 절연층에 탑재되어 있는, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가용 도체를 지지하는 제1 지지 전극이 설치되어 있는, 온도 단락 소자.
제6항에 있어서, 상기 제1 가용 도체를 지지하는 제1 지지 전극이 설치되어 있는, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 상기 제1 가용 도체를 덮는 커버 부재를 갖는, 온도 단락 소자.
제10항에 있어서, 상기 커버 부재의 천장면은 내부에 상기 제1 전극 및 상기 제1 가용 도체와 중첩됨과 함께 상기 제2 전극과 연속하는 커버부 전극이 설치되고,
상기 제1 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1 가용 도체가 용융하여, 상기 커버부 전극을 통해서 상기 제1, 제2 전극이 단락되는, 온도 단락 소자.
제2항에 있어서, 상기 절연 기판, 상기 제1 전극 또는 외부 하우징이 상기 제1 가용 도체에 열원으로부터의 열을 전달하는 전열 부재가 되는, 온도 단락 소자.
제2항에 있어서, 상기 절연 기판이 세라믹 기판 또는 표면이 절연 코팅된 금속 기판인, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 전극에 접속된 제2 가용 도체를 구비하는, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 제1 전극과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는, 온도 단락 소자.
제2항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 제1 전극과의 접속부 이외의 부위가 고정 부재에 의해, 적어도 상기 절연 기판과 고착되어 있는, 온도 단락 소자.
제14항에 있어서, 상기 제2 가용 도체는 상기 제2 전극과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는, 온도 단락 소자.
제14항에 있어서, 상기 제1, 제2 가용 도체를 지지하는 제2 지지 전극이 설치되어 있는, 온도 단락 소자.
제14항에 있어서, 절연 기판을 갖고, 상기 제2 가용 도체는 상기 제2 전극과의 접속부 이외의 부위가 고정 부재에 의해, 적어도 상기 절연 기판과 고착되어 있는, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가용 도체의 적어도 일부에 플럭스가 도포되어 있는, 온도 단락 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 저융점 금속과 고융점 금속을 갖는, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속의 적층체인, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 저융점 금속의 표면이 상기 고융점 금속으로 피복된 피복 구조인, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 저융점 금속은 땜납이며, 상기 고융점 금속은 Ag, Cu, 또는 Ag 또는 Cu를 주성분으로 하는 합금인, 온도 단락 소자.
제24항에 있어서, 상기 저융점 금속은 Sn, 또는 Sn을 주성분으로 하는 합금인, 온도 단락 소자.
제24항에 있어서, 상기 저융점 금속은 SnBi계 또는 SnIn계의 저융점 합금인, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 저융점 금속은 상기 고융점 금속보다 부피가 큰, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 고융점 금속은 상기 저융점 금속의 표면에 도금함으로써 형성되는, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 고융점 금속은 상기 저융점 금속의 표면에 금속박을 접착시킴으로써 형성되는, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 고융점 금속은 상기 저융점 금속의 표면에 박막 형성 공정에 의해 형성되는, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 고융점 금속의 표면에 산화 방지막이 더 형성되어 있는, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 교대로 복수층 적층되어 있는, 온도 단락 소자.
제21항에 있어서, 상기 저융점 금속의 대향하는 2 단부면을 제외한 외주부가 상기 고융점 금속에 의해 피복되어 있는, 온도 단락 소자.
제1 전극과,
상기 제1 전극과 인접해서 설치된 제2 전극과,
용융함으로써 상기 제1, 제2 전극 사이에 걸쳐 응집하여 상기 제1, 제2 전극을 단락시키는 제1 가용 도체와,
제3 전극 및 제4 전극과,
상기 제3, 제4 전극에 걸쳐서 접속되고, 용융함으로써 상기 제3, 제4 전극 사이를 차단하는 제3 가용 도체를 갖고,
상기 제1, 제3 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1, 제3 가용 도체가 용융하고,
상기 제2 전극의 적어도 일부에 제1 절연층이 설치되고,
상기 제1 가용 도체가 상기 제2 전극과 중첩됨과 함께 상기 제1 절연층에 지지됨으로써, 상기 제1, 제2 전극이 개방되어 있는,
온도 전환 소자.
제1 전극과,
상기 제1 전극과 인접해서 설치된 제2 전극과,
용융함으로써 상기 제1, 제2 전극 사이에 걸쳐 응집하여 상기 제1, 제2 전극을 단락시키는 제1 가용 도체와,
제3 전극 및 제4 전극과,
상기 제3, 제4 전극에 걸쳐서 접속되고, 용융함으로써 상기 제3, 제4 전극 사이를 차단하는 제3 가용 도체를 갖고,
상기 제1, 제3 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1, 제3 가용 도체가 용융하고,
절연 기판을 갖고,
상기 제1 내지 제4 전극은 상기 절연 기판 위에 형성된 도체 패턴이고,
상기 절연 기판 위에, 상기 제1, 제2 전극의 두께보다 큰 제2 절연층이 설치되고,
상기 제1 가용 도체가 상기 제1, 제2 전극과 중첩됨과 함께 상기 제2 절연층에 지지됨으로써, 상기 제1, 제2 전극이 개방되어 있는,
온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 열원으로부터의 열을 전달하는 전열 부재를 구비하고,
상기 전열 부재는 상기 제1 전극 또는 상기 제1 가용 도체, 및 상기 제3 전극 또는 상기 제3 가용 도체와 연속되어 있는, 온도 전환 소자.
제36항에 있어서, 상기 전열 부재는 적어도 표면이 절연 재료인, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 제1 전극에 지지되어 있는, 온도 전환 소자.
제34항에 있어서, 절연 기판을 갖고,
상기 제1 내지 제4 전극은 상기 절연 기판 위에 형성된 도체 패턴인, 온도 전환 소자.
제39항에 있어서, 상기 제1 절연층이 상기 제1, 제2 전극 위에 적층됨과 함께, 상기 절연 기판 위에, 상기 제1, 제2 전극의 두께보다 큰 제2 절연층이 설치됨으로써, 상기 제1, 제2 전극의 대향하는 각 선단부를 노출시키는 개구가 형성되고,
상기 제1 가용 도체가 상기 제1 절연층의 상기 개구를 덮도록 상기 제1, 제2 절연층에 탑재되어 있는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체를 지지하는 제1 지지 전극이 설치되어 있는, 온도 전환 소자.
제39항에 있어서, 상기 제1 가용 도체를 지지하는 제1 지지 전극이 설치되어 있는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 적어도 상기 제1 가용 도체를 덮는 커버 부재를 갖는, 온도 전환 소자.
제43항에 있어서, 상기 커버 부재의 천장면은 내부에 상기 제1 전극 및 상기 제1 가용 도체와 중첩됨과 함께 상기 제2 전극과 연속하는 커버부 전극이 설치되고,
상기 제1 가용 도체의 융점 이상의 온도 분위기에서 상기 제1 가용 도체가 용융하여, 상기 커버부 전극을 통해서 상기 제1, 제2 전극이 단락되는, 온도 전환 소자.
제35항에 있어서, 상기 절연 기판, 상기 제1 전극, 상기 제3 전극 또는 외부 하우징이 상기 제1 가용 도체 및/또는 제3 가용 도체에 열원으로부터의 열을 전달하는 전열 부재가 되는, 온도 전환 소자.
제35항에 있어서, 상기 절연 기판이 세라믹 기판 또는 표면이 절연 코팅된 금속 기판인, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제2 전극에 접속된 제2 가용 도체를 구비하는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 제1 전극과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는, 온도 전환 소자.
제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체는 상기 제1 전극과의 접속부 이외의 부위가 고정 부재에 의해, 적어도 상기 절연 기판과 고착되어 있는, 온도 전환 소자.
제47항에 있어서, 상기 제2 가용 도체는 상기 제2 전극과의 접속 면적보다 큰 면적을 갖는, 온도 전환 소자.
제47항에 있어서, 상기 제1, 제2 가용 도체를 지지하는 제2 지지 전극이 설치되어 있는, 온도 전환 소자.
제47항에 있어서, 절연 기판을 갖고, 상기 제2 가용 도체는 상기 제2 전극과의 접속부 이외의 부위가 고정 부재에 의해, 적어도 상기 절연 기판과 고착되어 있는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체 및 상기 제3 가용 도체의 적어도 일부에 플럭스가 도포되어 있는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체 및 상기 제3 가용 도체는 저융점 금속과 고융점 금속을 갖는, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 제1 가용 도체 및 상기 제3 가용 도체는 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속의 적층체인, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 제1 가용 도체 및 상기 제3 가용 도체는 상기 저융점 금속의 표면이 상기 고융점 금속으로 피복된 피복 구조인, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 저융점 금속은 땜납이며, 상기 고융점 금속은 Ag, Cu, 또는 Ag 또는 Cu를 주성분으로 하는 합금인, 온도 전환 소자.
제57항에 있어서, 상기 저융점 금속은 Sn, 또는 Sn을 주성분으로 하는 합금인, 온도 전환 소자.
제57항에 있어서, 상기 저융점 금속은 SnBi계 또는 SnIn계의 저융점 합금인, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 저융점 금속은 상기 고융점 금속보다 부피가 큰, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 고융점 금속은 상기 저융점 금속의 표면에 도금함으로써 형성되는, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 고융점 금속은 상기 저융점 금속의 표면에 금속박을 접착시킴으로써 형성되는, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 고융점 금속은 상기 저융점 금속의 표면에 박막 형성 공정에 의해 형성되는, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 고융점 금속의 표면에 산화 방지막이 더 형성되어 있는, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 교대로 복수층 적층되어 있는, 온도 전환 소자.
제54항에 있어서, 상기 저융점 금속의 대향하는 2 단부면을 제외한 외주부가 상기 고융점 금속에 의해 피복되어 있는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 제1 가용 도체와 상기 제3 가용 도체는 어느 한쪽이 다른 쪽보다 융점이 낮아, 당해 한쪽의 가용 도체가 용융된 후에, 다른 쪽의 가용 도체가 용융되는, 온도 전환 소자.
제34항 또는 제35항에 있어서, 전열 부재로서 기능하는 상기 제1 전극의 상기 제1 가용 도체까지의 열전도 경로와, 전열 부재로서 기능하는 상기 제3 전극의 상기 제3 가용 도체까지의 열전도 경로는 어느 한쪽이 다른 쪽보다 열전도율이 높아, 당해 한쪽의 열전도 경로와 접속된 한쪽의 가용 도체가 용융된 후에, 다른 쪽의 열전도 경로와 접속된 다른 쪽의 가용 도체가 용융되는, 온도 전환 소자.
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