TWI670740B - 開關元件、開關電路、警報電路、冗餘電路及開關方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種不靠物理性機械要素之連動、可謀求小型化且能迅速切換對外部電路之供電的開關元件。

具有跨接在第1、第2電極11、12間之第1可熔導體21、近接配置之第3、第4電極13、14、搭載於第3電極13上之第2可熔導體22、與融點較第1、第2可熔導體21、22高之發熱導體15，藉由隨著額定電流以上之過電流流過發熱導體15產生之熱，使第1可熔導體21熔斷以遮斷第1、第2電極11、12間，使第2可熔導體22熔融以使第3、第4電極13、14間短路。

Description

開關元件、開關電路、警報電路、冗餘電路及開關方法

本發明係關於開關元件及開關電路，特別是關於可謀求小型化、且能容易的組裝入以表面構裝動作之電路的開關元件、開關電路及警報電路。

本申請案主張2014年6月27日於日本申請之日本特許出願號特願2014-132829之優先權，參照該申請案援用於本申請案。

做為使警報器作動之開關元件，一般係使用警報用保險絲。警報用保險絲之一例，如圖18所示，於保險絲盒100內設有分別與使警報器作動之警報電路105連接且平常時係分離配置之一對警報接點101、102、使警報接點101、102接觸之彈簧103、以及將彈簧103在彈壓向與警報接點102分離之位置的狀態加以保持之保險絲104。

警報接點101、102係藉由接觸使警報電路105作動，以板彈簧等具有彈性之導通材料形成，並近接配置。警報電路105，係進行透過例如蜂鳴器或燈之作動、閘流體或中繼電路之驅動等之警報系統之作動等。

彈簧103，係以保險絲104在彈壓於與警報接點102分離之位置的狀態下加以保持。彈簧103因保險絲104熔斷而彈性復原，按壓警報接點102使之與警報接點101接觸。

保險絲104以使彈簧103彈性變位之狀態加以保持，並隨著 額定電流以上之過電流流過保險絲104而自我發熱進而熔斷，開放彈簧103。

先行技術文獻

【特許文獻1】特開2001-76610號公報

先前之警報用保險絲，係使用以保險絲線104在使彈簧103彈性變位之狀態加以保持，並使保險絲線104熔斷以開放該彈簧103之應力據以透過物理性方式按壓警報接點102，進而使警報接點101、102間短路之構成。此種警報用保險絲，由於係使用以機械要素之物理方式連動使警報電路作動之構成，因此為確保警報接點101、102及彈簧103之可動範圍等導致警報用保險絲之構成變大，不易用於小型化電路，此外製造成本亦高。

又，為使警報接點101、102短路必須使保險絲線104熔斷，因此需持續的通以超過額定之電流，在使保險絲104熔斷前無法使警報電路作動。

再者，先前之警報保險絲，由於係使正常時為開放狀態之警報接點101、102短路以使警報電路作動，因此，無法使用於例如在正常時係為點燈之指示燈在異常時熄燈等之警報動作。

遮斷狀態之檢測，雖可透過保險絲之一遮斷端電位檢測來進行，但尤其是在對與配置保險絲之電力系輸電線分離之訊號系輸電線輸出警報訊號之情形時，遮斷時產生之大的電源雜訊將成為問題，而另需要一該雜訊對策用之電路。

因此，本發明之目的在提供一種異常時遮斷警報電路等外部電路，不靠物理性機械要素之連動、可謀求小型化且能迅速切換對外部電路之供電的開關元件、開關電路及使用此之警報電路。

為解決上述課題，本發明之開關元件，具有第1、第2電極、跨接於上述第1、第2電極間之第1可熔導體、近接配置之第3、第4電極、搭載於上述第3電極上之第2可熔導體、以及融點較上述第1、第2可熔導體高之發熱導體，藉由額定電流以上之過電流流過上述發熱導體而產生之熱，使上述第1可熔導體熔斷以遮斷上述第1、第2電極間，並使上述第2可熔導體熔融而使上述第3、第4電極間短路。

又，本發明之開關電路，具備第1保險絲、由融點較上述第1保險絲低之材料構成之第2保險絲、以及透過由融點較上述第1保險絲低之材料構成之可熔導體之熔融導體短路的開放狀態之開關，藉由隨著額定電流以上之過電流流過上述第1保險絲產生之熱，遮斷上述第2保險絲並使開放狀態之上述開關短路。

又，本發明之警報電路，具備第1保險絲串聯之控制電路、第2保險絲與第1警報器串聯之第1作動電路、以及開放狀態之開關與第2警報器串聯之第2作動電路，藉由隨著額定電流以上之過電流流過上述第1保險絲產生之熱，使上述第2保險絲熔斷以遮斷上述第1作動電路以使上述第1警報器停止，並使開放狀態之上述開關短路以開通上述第2作動電路使上述第2警報器作動。

又，本發明之冗餘電路，具備第1保險絲串聯之控制電路、第2保險絲串聯之通常作動電路、以及串聯於開放狀態之開關之備用電路，藉由隨著額定電流以上之過電流流過上述第1保險絲產生之熱，使上述第2保險絲熔斷以使上述通常作動電路停止，並使開放狀態之上述開關短路以使上述備用電路作動。

又，本發明之開關方法，具有第1、第2電極、跨接在上述第1、第2電極間之第1可熔導體、近接配置之第3、第4電極、搭載於上述第3電極上之第2可熔導體、以及融點較上述第1、第2可熔導體高之發熱導體，藉由隨著額定電流以上之過電流流過上述發熱導體產生之熱，使上述第1可熔導體熔斷以遮斷上述第1、第2電極間，並使上述第2可熔導體熔融以使上述第3、第4電極間短路。

根據本發明，由於無需使用彈簧及警報接點等之機械要素，亦無需靠機械要素之物理性連動而構成，因此於絶緣基板之面內，能精巧的設計，在狹窄之構裝區域亦能進行構裝。

又，根據本發明，使發熱導體發熱之電路與搭載可熔導體之電路係電性獨立，以發熱導體之發熱使可熔導體熔斷，因此無需發熱導體之遮斷即能檢測異常之過電流使電路作動，且亦無發熱導體遮斷時之雜訊造成的影響。

再者，根據本發明，可將絶緣基板藉由回流焊構裝等加以表面構裝，即使是在窄小之構裝區域亦能容易的進行構裝。

1，40，50‧‧‧開關元件

2‧‧‧開關

10‧‧‧絶緣基板

10a‧‧‧表面

10b、10c‧‧‧側緣

10f‧‧‧背面

11‧‧‧第1電極

11a~14a‧‧‧外部連接端子

12‧‧‧第2電極

12a‧‧‧外部連接端子

12b‧‧‧第2電極之前端部

13‧‧‧第3電極

13a‧‧‧外部連接端子

13b‧‧‧第3電極之前端部

14‧‧‧第4電極

14a‧‧‧外部連接端子

14b‧‧‧第4電極之前端部

15‧‧‧發熱導體

15a₁、15a₂‧‧‧外部連接端子

15b‧‧‧發熱部

16‧‧‧絶緣層

16a‧‧‧開口部

17‧‧‧支承部

18‧‧‧第1連接部

19‧‧‧第2連接部

20‧‧‧覆蓋構件

21‧‧‧第1可熔導體

22‧‧‧第2可熔導體

23‧‧‧第3可熔導體

24‧‧‧側壁

25‧‧‧頂面部

26‧‧‧第1覆蓋部電極

27‧‧‧第2覆蓋部電極

28‧‧‧焊劑

30‧‧‧警報電路

31‧‧‧第1警報器

32‧‧‧第2警報器

33‧‧‧第1保險絲

34‧‧‧控制電路

35‧‧‧第2保險絲

36‧‧‧第1作動電路

37‧‧‧第2作動電路

41‧‧‧第1絶緣層

42‧‧‧第2絶緣層

圖1係顯示適用本發明之開關元件之作動前狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為電路圖。

圖2係顯示適用本發明之開關元件之作動前狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為電路圖。

圖3係顯示開關元件之發熱導體發熱，第1、第2可熔導體熔融而遮斷第1、第2電極間，第3、第4電極間短路之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為電路圖。

圖4係顯示開關元件之發熱導體熔斷之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為電路圖。

圖5係顯示警報電路的電路圖。

圖6係顯示將發熱導體與第1電極及第3電極加以連接之開關元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為電路圖。

圖7係顯示在與覆蓋構件之第1電極重疊之位置形成有覆蓋部電極之開關元件的剖面圖。

圖8係顯示在與跨於覆蓋構件之第3、第4電極之各前端部間重疊之位置形成有覆蓋部電極之開關元件的剖面圖。

圖9係顯示適用本發明之其他開關元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。

圖10係顯示在絶緣基板表面上重疊發熱導體與第1、第3、第4電極及第1~第3可熔導體之開關元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為(A)之A-A’線剖面圖。

圖11係顯示將發熱導體形成在絶緣基板背面，並與形成在絶緣基板表面之第1、第3、第4電極及第1~第3可熔導體重疊之開關元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為(A)之A-A’線剖面圖。

圖12係顯示具有高融點金屬層與低融點金屬層，具備被覆構造之可熔導體的立體圖，(A)顯示以高融點金屬層為內層並以低融點金屬層被覆之構造、(B)顯示以低融點金屬層為內層並以高融點金屬層被覆之構造。

圖13係顯示具備高融點金屬層與低融點金屬層之積層構造之可熔導體的立體圖，(A)顯示上下2層構造、(B)顯示內層及外層之3層構造。

圖14係顯示具備高融點金屬層與低融點金屬層之多層構造之可熔導體的剖面圖。

圖15係顯示於高融點金屬層表面形成有線狀開口部而低融點金屬層露出之可熔導體的俯視圖，(A)為沿長邊方向形成開口部、(B)為沿寬度方向形成開口部者。

圖16係顯示於高融點金屬層表面形成有圓形開口部而低融點金屬層露出之可熔導體的俯視圖。

圖17係顯示於高融點金屬層形成有圓形開口部、於內部填充低融點金屬之可熔導體的俯視圖。

圖18係顯示習知警報元件的圖，(A)為作動前的剖面圖、(B)為作動後的剖面圖。

以下，針對適用本發明之開關元件、開關電路及警報電路，一邊參照圖面一邊詳細說明。又，本發明不僅限定於以下實施形態，在不 脫離本發明要旨之範圍內，當然可有各種變化。此外，圖面係以示意方式顯示，各尺寸之比率等可能與實物有所差異。具體的尺寸等應參酌下述說明加以判斷。又，各圖面間當然亦有可能包含彼此之尺寸關係極比率相異之部分。

適用本發明之開關元件1，如圖1所示，具有絶緣基板10、形成在絶緣基板10上之第1、第2電極11、12、跨接在第1、第2電極11、12間之第1可熔導體21、在絶緣基板10上近接配置之第3、第4電極13、14、搭載在第3電極上之第2可熔導體22、以及形成在絶緣基板10且融點較第1、第2可熔導體21、22高之發熱導體15。又，圖1(A)係顯示開關元件1之除覆蓋(cover)構件20外的俯視圖，圖1(B)為A-A’線剖面圖、圖1(C)為電路圖。

此開關元件1，係第1、第2電極11、12與第1外部電路串聯，第3、第4電極13、14與第2外部電路串聯，藉由發熱導體15之發熱使第1可熔導體21熔融據以使第1、第2電極11、12間熔斷以遮斷第1外部電路、並使第2可熔導體22熔融使第3、第4電極13、14間短路以開通第2外部電路者。

例如，開關元件1，其第1、第2電極11、12與由指示燈等構成之第1警報器31(參照圖5)連接，第3、第4電極13、14與由蜂鳴器及燈或警報系統等構成之第2警報器32(參照圖5)連接，藉由額定電流以上之過電流流過發熱導體15而產生之發熱使第1、第2可熔導體21、22熔融，據以使第1、第2電極11、12間熔斷，以使指示燈熄滅等停止對警報器31之供電，並透過第2可熔導體22之熔融導體22a使第3、第4電極 13、14短路，以使蜂鳴器及燈等其他警報系統作動。又，開關元件1，其發熱導體15由高融點金屬構成，在第1、第2電極11、12間之遮斷、及第3、第4電極13、14間之短路後，發熱導體15藉自我發熱而熔斷，停止發熱。

[絶緣基板]

絶緣基板10，係使用例如氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絶緣性之構件形成。開關元件1，為透過絶緣基板10將發熱導體15之熱傳遞至第1~第4電極11~14及第1、第2可熔導體21、22，絶緣基板10，以由陶瓷基板等耐熱性優異、且熱傳導率高之材料形成者較佳。又，絶緣基板10，除此之外，雖亦可使用用於玻璃環氧基板、酚基板等之印刷配線基板之材料，但必須注意發熱導體15以及第1、第2可熔導體21、22熔斷時之温度。

開關元件1，其第1~第4電極11~14與發熱導體15係形成在絶緣基板10之同一面，於發熱導體15之一側配置第1、第2電極11、12，於發熱導體15之另一側配置有第3、第4電極13、14。

〔第1~第4電極〕

第1、第2電極11、12係於絶緣基板10之表面10a上對向配置且分離而開放。又，於第1、第2電極11、12之對向前端部11b、12b之間，跨接搭載有後述第1可熔導體21。第1、第2電極11、12透過第1可熔導體21電性連接，當發熱導體15隨著通電而發熱時，被此熱加熱而使第1可熔導體21熔斷，據以開放。

第3、第4電極13、14亦係於絶緣基板10之表面10a上對向近接配置並分離而開放。又，於第3電極13之與第4電極4對向之前端 部13b搭載有後述第2可熔導體22。第3、第4電極13、14，當發熱導體15隨著通電而發熱時，因此熱而被加熱熔融之第2可熔導體22跨在第3、第4電極13、14間凝結，據以構成電性短路之開關2。

又，開關元件1，如圖2所示，亦可於第4電極14之與第3電極4對向之前端部14b搭載第3可熔導體23。開關元件1，藉由第2、第3可熔導體22、23之設置，可使更多的熔融導體22a、23a在第3、第4電極13、14間凝結，更迅速的且更確實的使第3、第4電極13、14間短路，並降低在短路後之短路電阻。以下，以圖2所示之在第3電極13上搭載第2可熔導體22、在第4電極14上搭載第3可熔導體23之開關元件1之構成為例加以說明。

又，第3、第4電極13、14可透過藉由發熱導體15之加熱，使第2可熔導體22之熔融導體22a更易凝結。

第1~第4電極11~14，分別在絶緣基板10之側緣10b、10c設有外部連接端子11a~14a。第1、第2電極11、12透過此等外部連接端子11a、12a恆與第1警報器31連接，藉由開關元件1之動作，遮斷對該第1警報器31之供電。又，第3、第4電極13、14透過外部連接端子13a、14a與第2警報器32連接，可藉由開關元件1之動作，對該第2警報器32之供電。

第1~第4電極11~14，可使用銀或銅、或以銀或銅為主成分之高融點金屬等之一般電極材料形成。第1~第4電極11~14，將此等電極材料作成膏狀之物使用網版印刷技術於絶緣基板10之表面10a上形成圖案形後，藉由燒成等加以形成。

又，最好是於第1~第4電極11~14之表面上，以鍍敷處理等之公知手法塗敷Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜較佳。如此，開關元件1，即能防止第1~第4電極11~14之氧化，確實的保持第1~第3可熔導體21~23之熔融導體21a~23a。又，以回流焊構裝開關元件1之情形時，可防止因連接第1~第3可熔導體21~23之連接用焊料或形成第1~第3可熔導體21~23之外層之低融點金屬熔融，而熔蝕第1~第4電極11~14。

〔發熱導體〕

加熱第1、第2可熔導體21、22使之熔融之發熱導體15，非常適合使用具有通電即發熱之導電性的材料、例如鎳鉻合金、W、Mo、Ru、Cu、Ag等或包含此等之高融點金屬材料。發熱導體15，可藉由將此等之合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等混合後，將作成膏狀之物使用網版印刷技術形成圖案，藉燒成等來形成。

發熱導體15於絶緣基板10之表面10a上，與第1、第2電極11、12及第3、第4電極13、14並排配置。如此，當發熱導體15在通電而發熱時，即能使搭載在第1~第4電極11~14上之第1~第3可熔導體21~23熔融。

又，發熱導體15，在絶緣基板10之側緣10b、10c設有第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂。發熱導體15透過第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂與作為第1警報器31之作動之觸發器的控制電路34(參照圖5)連接，在異常時由控制電路34施加之超過額定之過電流而產生高温，使第1~第3可熔導體21~23熔斷。例如，發熱導體15係採用藉由20~30W之 電力之施加而產生300℃程度之電力設計。

又，發熱導體15在與第1~第3可熔導體21~23接近之位置，形成有相對較細、因電流集中而局部的產生高温之發熱部15b。藉由在與第1~第3可熔導體21~23接近之位置設置發熱部15b，發熱導體15能以良好效率使第1~第3可熔導體21~23熔融，迅速的遮斷第1、第2電極11、12間，並使第3、第4電極13、14間短路。

又，開關元件1，最好是形成為第1或第2電極11、12之一方，例如圖2所示，第1電極11之搭載第1可熔導體21之前端部11b與發熱導體15之發熱部15b近接。藉由在與第1電極11之搭載第1可熔導體21之前端部11b接近之位置設置發熱部15b，發熱導體15可透過絶緣基板10及前端部11b以良好效率將熱傳至第1可熔導體21使之熔融，迅速的遮斷第1、第2電極11、12間。

又，第1或第2電極11、12之搭載第1可熔導體21之前端部11b、12b中，接近發熱部15b之一方之面積最好是較另一方之面積大、較另一方之電極保持更多之第1可熔導體21。例如圖2所示，開關元件1，在使發熱導體15之發熱部15b與第1電極11之前端部11b接近之情形時，最好是將第1電極11之前端部11b形成得較第2電極12之前端部12b大、於第1電極11之前端部11b側搭載更多的第1可熔導體21。

第1電極11之前端部11b由於接近發熱部15b，因此會傳來較多來自發熱導體15之熱，可以良好效率使第1可熔導體21熔融。因此，藉由使第1電極11之前端部11b相對的面積較大，以保持更多的可熔導體，即能更迅速的將熱傳至第1可熔導體21使之熔融，以遮斷第1、第2電極1 1、12間。

又，第1電極11之前端部11b，由於接近發熱部15b並形成為相對面積較大，因此能保持被加熱至高温、熔融之第1可熔導體21之大部分。

又，開關元件1，最好是形成為搭載第2可熔導體22之第3電極13之前端部13b與發熱部15b接近。藉由將第3電極13之搭載第2可熔導體22之前端部13b與發熱部15b設置在接近位置，發熱導體15可透過絶緣基板10及前端部13b以良好效率將熱傳至第2可熔導體22使之熔融，迅速的使第3、第4電極13、14間短路。此外，亦可於第4電極14搭載第3可熔導體23，並使第4電極14之前端部14b與發熱部15b接近。

如圖2所示，發熱導體15在控制電路34正常作動時，係流著額定內之適當電流。發熱導體15，在控制電路34偵測到異常、或控制電路34之異常而流過超過額定之過電流時即產生高温，如圖3所示，使第1~第3可熔導體21~23熔斷，以遮斷第1、第2電極11、12，並使第3、第4電極13、14短路。之後，發熱導體15易藉由持續發熱，如圖4所示，因本身之焦耳熱而熔斷。據此，開關元件1，即被遮斷從控制電路34往發熱導體15之供電路徑，發熱導體15停止發熱。亦即，發熱導體15具有使第1~第3可熔導體21~23熔融、並藉由自我發熱以遮斷本自之供電路徑之保險絲的功能。

又，發熱導體15係藉由局部成高温之發熱部15b之設置，於該發熱部15b熔斷。此時，發熱導體15之發熱部15b相對形成的較細，因此熔斷時產生之電弧放電亦小，可與後述絶緣層16之被覆效果一起防止 熔融導體之飛散。

又，發熱導體15，除了印刷上述導電膏以形成圖案外，亦可使用由Ag、Cu、W，Mo、Ru、鎳鉻合金或包含此等之材料構成之箔、板狀體、金屬線及其他構裝體來形成。又，使用此等構裝體構成發熱導體15之情形時，即使作為絶緣基板10使用熱傳導性佳、可使第1~第3可熔導體21~23迅速熔融之陶瓷基板，在發熱導體15熔斷後之熔融導體之洩漏問題較導電圖案少。

〔絶緣層〕

第1~第4電極11~14及發熱導體15，在絶緣基板10之表面10a上被絶緣層16被覆。絶緣層16，係為謀求第1~第4電極11~14及發熱導體15之保護及絶緣，並抑制發熱導體15熔斷時之電弧放電而設置，例如係由玻璃層或以玻璃為主成分之材料構成之層。

如圖1~圖4所示，絶緣層16除覆蓋發熱導體15之發熱部15b外、並形成在第1、第2電極11、12之除前端部11b、12b以外之區域上。亦即，第1、第2電極11、12，其前端部11b、12b從絶緣層16露出，可搭載後述第1可熔導體21。

又，藉由將絶緣層16形成在第1、第2電極11、12之除前端部11b、12b以外之區域上，可防止透過絶緣基板10傳來之發熱導體15之熱散熱，而能以良好效率加熱前端部11b、12b，將熱傳至第1可熔導體21。此外，第1、第2電極11、12，藉由在前端部11b、12b與外部連接電極11a、12a之間設置絶緣層16，可使熔融之第1可熔導體21流出至外部連接電極11a、12a側，而能防止構裝開關元件1時與電路基板之連接用焊料熔 融的事態。

又，如圖1~圖4所示，絶緣層16形成在第3、第4電極13、14之除前端部13b、13b以外之區域上。亦即，第3、第4電極13、14，其前端部13b、14b從絶緣層16露出，後述第2、第3可熔導體22、23可凝結、結合。

又，第3、第4電極13、14，其支承部17從形成在絶緣層16之一部分之開口部16a露出至外方。而第3、第4電極13、14於前端部13b、14b及支承部17設有連接用焊料，藉由此連接用焊料在前端部13b、14b與支承部17之間，於絶緣層16上支承第2、第3可熔導體22、23。

又，開關元件1，亦可於發熱導體15與絶緣基板10之間形成有由玻璃等構成之絶緣層16，將發熱導體15形成在絶緣層16內部。如此，開關元件1，可在發熱導體15之遮斷後熔融導體因附著於絶緣基板10表面而造成之洩漏，提高絶緣電阻。進一步的，藉由將形成在發熱導體15與絶緣基板10之間之絶緣層16僅在發熱部15b之中心附近部分的形成，即能兼顧對第1、第2可熔導體21、22之傳熱性之確保與遮斷後絶緣電阻之確保。

〔可熔導體〕

搭載於第1~第4電極11~14上之第1~第3可熔導體21~23，可使用因發熱導體15之發熱而迅速熔融之任一種金屬，例如，非常適合使用焊料、或以Pb為主成分之在260℃回流焊構裝時亦不會熔融之焊料等的低融點金屬。

又，第1~第3可熔導體21~23可含有低融點金屬與高融 點金屬。作為低融點金屬，以使用焊料、或以Sn為主成分之無P焊料等較佳，而作為高融點金屬，則以使用Ag、Cu或以此等為主成分之合金等較佳。藉由高融點金屬與低融點金屬之含有，在以回流焊構裝開關元件1時，即使回流焊温度超過低融點金屬之熔融温度而使低融點金屬熔融，亦能抑制低融點金屬流出至外部，維持第1~第3可熔導體21~23之形狀。此外，在熔融時，亦能藉由低融點金屬之熔融來熔蝕高融點金屬，而能以高融點金屬之融點以下温度迅速的使之熔融。又，第1~第3可熔導體21~23可如後之說明般，以各種構成形成。

又，第1~第3可熔導體21~23，最好是能於表面上之一部分或全部，為防止氧化、提升濕潤性等而塗有焊劑28較佳。

〔開關電路‧警報電路〕

如以上之開關元件1，具又如圖2(C)所示之電路構成。亦即，開關元件1中，第1電極11與第2電極12在正常時係透過第1可熔導體21連接(圖2(C))，而在因發熱導體15之發熱使第1可熔導體21熔融時，即開放(圖3(C))。又，開關元件1中，第3電極13與第4電極14在正常時係開放(圖2(C))，而在因發熱導體15之發熱使第2、第3可熔導體22、23熔融時，即透過該熔融導體22a、23a構成短路之開關2(圖3(C))。第3、第4電極13、14之各外部連接端子13a、14a構成開關2之兩端子。

開關元件1，例如係組裝在警報電路30中使用。圖5係顯示警報電路30之一電路構成例的圖。警報電路30，具備由融點較第1~第3可熔導體21~23高之高融點金屬體構成之第1保險絲33(發熱導體15)串聯於電源的控制電路34、透過由第1可熔導體21構成之第2保險絲35 使第1警報器31作動的第1作動電路36、以及藉由透過第2、第3可熔導體22、23之熔融導體22a、23a而短路之開關2使第2警報器32作動的第2作動電路37，其控制電路34與第1、第2作動電路36、37電性獨立的形成者。

如圖5所示，開關元件1中，第2保險絲35(第1可熔導體21)之兩外部連接端子11a、12a連接於指示燈等、在正常時通電而異常時通電被遮斷之第1警報器31。又，開關元件1中，開關2之兩外部連接端子13a、14a連接於由正常時開放、異常時通電之蜂鳴器、燈或警報系統等構成之第2警報器31。此外，開關元件1中，第1保險絲33(發熱導體15)之第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂連接於控制電路34。

具有此種構成之開關元件1，針對使第1警報器31動作之第1、第2電極11、12，係以相鄰形成之發熱導體15之發熱使第1可熔導體21熔融，以遮斷第1、第2電極11、12間。亦即，開關元件1，係採取發熱導體15與第1、第2電極11、12在物理上、電性上獨立構成，藉由發熱導體15之熱使第1可熔導體21熔融而遮斷之、所謂藉由熱性連接而連動之構成。

同樣的，開關元件1，對構成使第2警報器32動作之開關2的第3、第4電極13、14，係藉由相鄰形成之發熱導體15之發熱使第2、第3可熔導體22、23熔融，透過此熔融導體22a、23a短路。亦即，開關元件1，係採取發熱導體15與第3、第4電極13、14在物理上、電性上獨立構成，藉由發熱導體15之熱使第2、第3可熔導體22、23熔融而短路之、所謂藉由熱性連接而連動之構成。

因此，開關元件1，由於能無需使用彈簧或警報接點等之機械要素，亦無需依賴機械要素之物理性連動而構成，因此在絶緣基板10之面內可設計的精巧，亦能構裝於狹窄的構裝區域。又，開關元件1，可謀求零件數、製程數之削減，並可謀求低成本化。再者，開關元件1，可以回流焊構裝等表面構裝絶緣基板10，即使是在狹小的構裝區域亦能輕易的進行構裝。

又，開關元件1中，發熱導體15與第1~第4電極11~14係物理上、電性上獨立構成，無需依賴具有第1保險絲33功能之發熱導體15之遮斷即能行第1警報器31之遮斷及第2警報器32之作動。因此，例如，在對配置有具保險絲功能之發熱導體15之電力系輸電線分離之訊號線發出警報訊號時，既無發熱導體15遮斷時之電源雜訊之影響、亦無需雜訊對策用電路，因此能構成高可靠度之警報電路。

於實際使用時，開關元件1，當控制電路34發生異常時會於發熱導體15流過超過額定之過電流。如此一來，如圖3(A)所示，發熱導體15即發熱，熱經由絶緣基板10及第1、第2電極11、12之各前端部11b、12b傳至第1可熔導體21，據此，第1可熔導體21即熔融。第1可熔導體21之熔融導體21a，凝結在被發熱導體15加熱之第1、第2電極11、12之各前端部11b、12b之上。據此，開關元件1，即能遮斷第1、第2電極11、12之間，停止對第1作動電路36之第1警報器31之通電(圖3(C))。警報電路30，即可藉由因對警報器31之通電停止，而以例如指示燈熄滅等方式通知異常。

又，開關元件1，當發熱導體15發熱時，第2、第3可熔導 體22、23即熔融。第2、第3可熔導體22、23之熔融導體22a、23a凝集結在較從開口部16a露出之支承部17面積大、且被發熱導體15加熱之第3、第4電極13、14之各前端部13b、14b之上而結合。據此，開關元件1，其第3、第4電極13、14間即短路而能使第2警報器32作動。亦即，開關元件1中，開關2為ON(圖3(C))。警報電路30，因開關元件1之開關2導通(成為ON)，而以第2作動電路37使第2警報器32作動。

此時，開關元件1，在將發熱導體15之發熱部15b、與第1電極11之搭載第1可熔導體21之前端部11b、或第3電極13之搭載第2可熔導體22之前端部13b近接配置所形成得較細之高電阻發熱部15b即成為高温，而能以良好效率使第1、第2可熔導體21、22熔融，迅速的遮斷第1、第2電極11、12並使第3、第4電極13、14短路。又，發熱導體15僅有高電阻之發熱部15b局部的成高温，面向側緣之第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂因散熱效果而被保持於比較低温。因此，開關元件1中，第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂之構裝用焊料不會熔融。

如圖4所示，在第1、第2電極11、12間之遮斷及第3、第4電極13、14之短路後發熱導體15亦持續發熱，因本身之焦耳熱而遮斷(圖4(A)(B))。據此，開關元件1，藉由控制電路34對發熱導體15之通電即被遮斷，停止發熱(圖4(C))。此時，開關元件1，由於發熱導體15被絶緣層16被覆，因此能抑制大規模的電弧放電，抑制熔融導體之爆發性的飛散。此外，藉由在發熱導體15形成之較細的發熱部15b，可使熔斷處變小，降低飛散之熔融導體之量。

如以上所述，開關元件1，藉由融點較第1~第3可熔導體 21~23高之發熱導體15之發熱，可確實使第1~第3可熔導體21~23較發熱導體15先熔融，遮斷第1、第2電極11、12且使第3、第4電極13、14短路。亦即，於開關元件1，發熱導體15之熔斷並非第1、第2電極11、12之遮斷及第3、第4電極13、14之短路的條件。

據此，開關元件1，可隨著控制電路34之異常遮斷第1警報器31並作為使第2警報器32作動之警報元件使用。因此，根據組裝有開關元件1之警報電路30，可藉由指示燈之熄滅等的第1警報器31之遮斷、及警報蜂鳴器或警報燈或對應該異常對功能電路之通電等的第2警報器32之作動，因應控制電路34之異常。

又，組裝有開關元件1之警報電路，在隨著控制電路34之異常偵測而流過超過發熱導體15之額定之過電流之情形時，亦可作為傳達該異常之警報元件使用。該警報元件，可依據指示燈之熄滅即警報蜂鳴器之作動等的第1、第2警報器31、32之動作，更快的偵測到控制電路34之異常，謀求預防性的停止控制電路34並使備用電路作動等的對應。

又，開關元件1除適用於警報電路以外，亦可取代第1、第2警報電路31、32，適用於具備藉由連接於第1、第2電極11、12而恆成導通之通常作動電路、與藉由連接於第3、第4電極13、14而恆成遮斷以在通常作動電路之異常時作動之備用電路，具備備用功能之所有冗餘電路。

又，發熱導體15係藉由本身之焦耳熱而遮斷，據以自動的停止發熱。因此，開關元件1，無需設置限制透過控制電路34之供電的機構，能以簡易構成停止發熱導體15之發熱，據以謀求元件整體質之小型化。

〔連接部〕

又，開關元件1，可將第1或第2電極11、12中接近發熱導體15之發熱部15b之一方之電極與發熱導體15加以連接。例如圖6所示，開關元件1，在發熱導體15之發熱部15b與第1電極11之前端部11b接近之場合，可形成將發熱導體15之發熱部15b之近旁與第1電極11加以連接之第1連接部18。

同樣的，開關元件1，亦可形成將發熱導體15與搭載第2可熔導體22之第3電極13或搭載第3可熔導體23之第4電極14加以連接之第2連接部19。例如，開關元件1，在發熱導體15之發熱部15b與第3電極13之前端部13b接近之場合，可形成將發熱導體15之發熱部15b之近旁與第3電極13加以連接之第2連接部19。

第1、第2連接部18、19，可使用與例如發熱導體15或第1~第4電極11~14相同的導電材料，與發熱導體15或第1~第4電極11~14於相同製程中藉圖案形成方式設置。

藉由連接發熱導體15與第1、第3電極11、13，開關元件1，當發熱導體15通電而發熱時，熱亦透過第1連接部18及第1電極11傳至第1可熔導體21，可使之更迅速的熔融。同樣的，當發熱導體15因通電而發熱時，熱亦透過第2連接部19及第3電極13傳至第2可熔導體22，可使之迅速的熔融。因此，第1、第2連接部18、19以熱傳導性優異之Ag或Cu等之金屬材料形成較佳。

又，第1、第2連接部18、19設置在從發熱導體15之發熱部15b之中心分離若干之位置。發熱導體15，由於第1、第2連接部18、19之設置使得電阻值降低溫度不易上升，因此為使發熱部15b發出高温並進 行藉由自我發熱之遮斷，因此發熱部15b之中心與第1、第2連接部18、19必須設置在分離之位置。

〔覆蓋部電極〕

開關元件1，於絶緣基板10上安裝有保護內部之覆蓋構件20。開關元件1，藉由絶緣基板10被覆蓋構件20覆蓋使其內部受到保護。覆蓋構件20，具有構成開關元件1之側面的側壁24、與構成開關元件1之上面的頂面部25，藉由將側壁24連接在絶緣基板10上，成為封閉開關元件1內部之蓋體。此覆蓋構件20，係使用例如熱可塑性塑膠、陶瓷、玻璃環氧基板等具有絶緣性之構件形成。

又，如圖7所示，覆蓋構件20可於頂面部25之內面側形成有第1覆蓋部電極26。第1覆蓋部電極26係形成在與第1電極11及第2電極12之一方重疊之位置。如圖7所示，第1覆蓋部電極26與發熱導體15之發熱部15b接近、且與相對形成為較大面積之第1電極11之前端部11b重疊較佳。如此，此第1覆蓋部電極26，在發熱導體15發熱、第1可熔導體21熔融時，藉由凝結在第1電極11之前端部11b上之熔融導體21a接觸濕潤擴張，而能增加保持熔融導體21a之容許量，更確實的遮斷第1、第2電極11、12。

又。如圖8所示，覆蓋構件20亦可於頂面部25之內面側形成第2覆蓋部電極27。第2覆蓋部電極27係形成在跨於第3、第4電極13、14之各前端部13b、14b間重疊之位置。此第2覆蓋部電極27，在發熱導體15發熱、第2、第3可熔導體22、23熔融時，藉由凝結在第3、第4電極13、14上之熔融導體22a、23a接觸濕潤擴張，而能增加保持熔融導體22a、 23a之容許量，更確實的使第3、第4電極13、14短路。

〔第2可熔導體之突出支承〕

又，適用本發明之開關元件，如圖9所示，亦可不在第4電極14上設置第3可熔導體23，而將第2可熔導體22從第3電極13突出至第4電極14側加以支承。又，以下之說明中，針對與上述開關元件1相同之構成，係賦予相同符號並省略詳細說明。圖9所示之開關元件5，係藉由被第3電極13支承之第2可熔導體22突出於第4電極14側，當因發熱導體15之發熱而熔融時，熔融導體即凝結於第3、第4電極13、14之各前端部13b、14b上。據此，開關元件5中，第3、第4電極13、14即短路。又，圖9(B)係同圖(a)之A-A’線剖面圖、圖9(C)係同圖(a)之B-B’線剖面圖。

第2可熔導體22，係藉由從開口在積層於第3、第4電極13、14上之絶緣層16之開口部16a露出的支承部17、與設在從絶緣層16露出之第3電極13之前端部13b的連接用焊料，被支承於第3電極13上。又，第2可熔導體22，如圖9(C)所示，藉由突出至第4電極14側，而延伸至積層在第4電極14上之絶緣層16上，據此與第4電極14重疊。第2可熔導體22因係延伸至絶緣層16上，因此與從絶緣層16露出之前端部14b分離，如此使第3、第4電極13、14間開放。

當第2可熔導體22因發熱導體15之發熱而熔融時，在熔融導體凝結在第3電極13上之過程中亦接觸第4電極14之前端部14b上，而跨在第3、第4電極13、14之各前端部13b、14b間凝結。

又，於圖9中，雖係使支承於第3電極13之第2可熔導體 22突出於第4電極側，但相反的，亦可不在第3電極13設置第2可熔導體22，而採用使第3可熔導體23從第4電極14往第3電極13側突出之方式加以支承。

又，於上述開關元件1，可與開關元件5同樣的，不在第4電極14上設置第3可熔導體23，而採使第2可熔導體22從第3電極13往第4電極14側突出之方式加以支承。

〔第5、第6外部連接端子〕

又，適用本發明之開關元件，如圖9所示，可於絶緣基板10之形成第1~第4電極11~14之表面10a上，設置作為與外部電路之連接端子的第1~第4外部連接端子11a~14a。此外，適用本發明之開關元件，亦可於絶緣基板10之形成發熱導體15之表面10a上，設置作為與外部電路之連接端子的第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂。圖9所示之開關元件5，其設置第1~第4電極11~14及發熱導體15之絶緣基板10之表面10a側為構裝面。

第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂係係用以構裝置構成外部電路之基板的連接端子，使用例如金屬突塊或金屬柱形成。金屬突塊及金屬柱之形狀不拘。又，第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，如圖9(C)所示，具有較設在絶緣基板2上之覆蓋構件10突出之高度，可構裝於作為短路元件25之構裝對象物的基板側。

如以上所述，開關元件5，並非是透過導電通孔設置延續至絶緣基板10背面之外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，而是在與第1~第4電極11~14及發熱導體15同一表面，形成有外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂。且，此外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂係設在第1~第4電極 或發熱導體15上，形狀及尺寸等之自由度高，可容易地設置導通電阻低的端子。據此，開關元件5，與使用透過導電通孔拉出至背面之第3、第4外部連接端子13a、14a之情形相較，可容易地提升第3、第4電極13、14短路而外部電路導通時之額定，因應大電流。

又，開關元件5，最好是構成為第3外部連接端子13a與第4外部連接端子14a之合成電阻，低於第3電極13與第4電極14短路時之第3、第4電極13、14間之導通電阻較佳。如此。，開關元件5，可防止因第3、第4外部連接端子13a、14a而開通之外部電路額定之提升受到阻礙。

第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，可藉由在座為核心之高融點金屬表面設置低融點金屬層據以形成。構成低融點金屬層之金屬，非常適合使用以Sn為主成分之無鉛焊料等之焊料，作為高融點金屬，非常適合使用Cu或Ag、或以此等為主成分之合金等。

藉由在高融點金屬表面設置低融點金屬層，於以回流焊構裝開關元件5時，即使回流焊温度超過低融點金屬層之熔融温度而使低融點金屬熔融，亦能防止第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂熔融。又，第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，可使用構成外層之低融點金屬，連接至第1~第4電極11~14或發熱導體15。

第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，可藉由在高融點金屬使用鍍敷技術成膜低融點金屬來形成，此外，亦可使用其他周知之積層技術、膜形成技術來形成。

又，第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，除了使用金屬突塊或金屬柱形成之外，以可藉由導電鍍敷層及導電膏之塗布所形 成之導電層來形成。

又，第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂，亦可預先設置於待構裝開關元件5之基板等的構裝對象物側，於構裝有短路元件之構裝體，與第1~第4電極11~14及發熱導體15連接。

又，於上述開關元件1中，可與開關元件5同樣的，在絶緣基板10之形成有第1~第4電極11~14及發熱導體15之表面10a上，設置作為與外部電路之連接端子的第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂。

〔變形例1〕

又，適用本發明之開關元件，可於絶緣基板10之表面10a上，於發熱導體上透過絶緣層重疊第1電極11及/或第2電極12與第3電極13或第3電極13及第4電極14，並重疊第1及第2可熔導體21、22、或第1~第3可熔導體21~23。又，於以下說明中，針對與上述開關元件1相同之構成，係賦予相同符號並省略詳細說明。此開關元件40，如圖10所示，係在絶緣基板10之表面10a之相對向的側緣10d、10e間形成發熱導體15。此外，開關元件40，第1、第2電極11、12、及第3、第4電極13、14分別形成在絶緣基板10之表面10a之相對向的側緣10b、10c。

發熱導體15，於絶緣基板10之略中央部被第1絶緣層41被覆。又，發熱導體15，於絶緣基板10之側緣10d、10e分別形成有第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂。此外，發熱導體15，藉由形成為中間部較兩端部細，以形成發熱至高温之發熱部15b。發熱部15b與第1電極11之前端部11b及/或第2電極12之前端部12b重疊，可有效率的加熱搭載在該前端部11b、12b間之第1可熔導體21。同樣的，發熱部15b與第3電極13 之前端部13b重疊，可有效率的加熱搭載於前端部13b之第2可熔導體22。又，發熱部15b，可藉由亦與第4電極14之前端部14b重疊，具以有效率的加熱搭載於前端部14b之第3可熔導體23。

第1、第2電極11、12，於絶緣基板10之側緣10b、10c分別形成有外部連接端子11a、12a。又，第1、第2電極11、12係從側緣10b、10c一直形成至第1絶緣層41之上面，於第1絶緣層41之上面彼此之前端部11b、12b接近並分離，據以開放。又，第1、第2電極11、12，除前端部11b、12b外，被第2絶緣層42被覆。

第1、第2電極11、12於前端部11b、12b設有連接用焊料，藉由此連接用焊料跨在前端部11b、12b之間而搭載第1可熔導體21。又，開關元件40，其第1、第2電極11、12中，例如圖7所示，形成為相對大面積之第1電極11之前端部11b、及搭載於前端部11b之第1可熔導體21之一部分，重疊於發熱導體15之發熱部15b。又，於第1可熔導體21上，為防止氧化、提升濕潤性等，於表面上之一部或全部，塗有焊劑28。

第3、第4電極13、14，於絶緣基板10之側緣10b、10c分別形成有部連接端子13a、14a。又，第3、第4電極13、14從側緣10b、10c一直形成至第1絶緣層41之上面，於第1絶緣層41之上面彼此之前端部13b、14b接近並分離，據以開放。又，第3、第4電極13、14，除前端部13b、14b外，被第2絶緣層42被覆。

於第2絶緣層42之一部分形成有開口部42a。第3、第4電極13、14，於前端部13b、14b及從開口部42a露出至外方之支承部17設有連接用焊料，藉由此連接用焊料於前端部13b、14b與支承部17之間，將第 2、第3可熔導體22、23支承在第2絶緣層42上。據此，第3電極13之前端部13b及第2可熔導體22、或第3、第4電極13、14之前端部13b、14b及第2、第3可熔導體22、23，至少一部與發熱導體15之發熱部15b重疊。又，於第2、第3可熔導體22、23上，為防止氧化、提升濕潤性等，於表面上之一部分或全部塗有焊劑28。

第1、第2絶緣層41、42，與上述開關元件1之絶緣層16同樣的，適合使用玻璃等之絶緣材料。

依據此種開關元件40，由於係重疊於發熱導體15之發熱部15b配置第1電極11之前端部11b及第1可熔導體21，因此能藉由發熱部15b之發熱迅速的使第1可熔導體21熔融，以遮斷第1、第2電極11、12之間。此時，開關元件40，由於係透過由玻璃等構成之第1絶緣層41連續的積層發熱部15b與第1電極11及第1可熔導體21，因此能以良好效率傳遞發熱部15b之熱。

又，依據開關元件40，由於係重疊於發熱導體15之發熱部15b配置第3電極13及第2可熔導體22、或第3、第4電極13、14及第2、第3可熔導體22、23，因此能藉由發熱部15b之發熱迅速的使第2可熔導體22或第2、第3可熔導體22、23熔融，以使第3、第4電極13、14短路。此時，開關元件40，由於係透過由玻璃等構成之第1、第2絶緣層41，42連續的積層發熱部15b與第3、第4電極13、14及第2、第3可熔導體22、23，因此能以良好效率傳遞發熱部15b之熱。

此外，於開關元件40，亦可與開關元件5同樣的不在第4電極14上設置第3可熔導體23，而將第2可熔導體22支承為從第3電極1 3突出至第4電極14側。又，於開關元件40，亦可與開關元件5同樣的，於絶緣基板10之形成有第1~第4電極11~14及發熱導體15之表面10a上設置作為與外部電路之連接端子的第1~第6外部連接端子11a~14a、15a₁、15a₂。

〔變形例2〕

又，適用本發明之開關元件，可藉由在絶緣基板10之表面10a形成第1~第4電極並於絶緣基板之背面形成高融點金屬體，據以在高融點金屬體上使第1電極11及/或第2電極12與第3電極13或第3電極13及第4電極14重疊，並使第1及第2可熔導體21、22或第1~第3可熔導體21~23重疊。又，以下之說明中，針對與上述開關元件1相同之構成係賦予相同符號並省略其詳細說明。此開關元件50，如圖11所示，在絶緣基板10之背面10f之相對向側緣10d、10e間形成有發熱導體15。此外，於開關元件50，第1、第2電極11、12及第3、第4電極13、14分別形成在絶緣基板10之表面10a之相對向的側緣10b、10c。

發熱導體15，在絶緣基板10之略中央部被第1絶緣層51覆蓋。又，發熱導體15，於絶緣基板10之側緣10d、10e分別形成有第5、第6外部連接端子15a₁、15a₂。此外，發熱導體15，藉由中間部形成為較兩端部細，據以形成發出高温之發熱部15b。發熱部15b與第1電極11之前端部11b及/或第2電極12之前端部12b重疊，可以良好效率加熱搭載在該前端部11b、12b間之第1可熔導體21。同樣的，發熱部15b與第3電極13之前端部13b重疊，可以良好效率加熱搭載在前端部13b之第2可熔導體22。再者，發熱部15b，亦可藉由同時與第4電極14之前端部14b重疊， 據以良好效率加熱搭載在前端部14b之第3可熔導體23。

第1、第2電極11、12，於絶緣基板10之側緣10b、10c分別形成有外部連接端子11a、12a。又，第1、第2電極11、12，從側緣10b、10c起於絶緣基板10之表面10a之略中央部，彼此之前端部11b、12b接近並分離而開放。又，第1、第2電極11、12除前端部11b、12b外，被第2絶緣層52覆蓋。

第1、第2電極11、12，於前端部11b、12b設有連接用焊料，藉由此連接用焊料跨在前端部11b、12b間搭載第1可熔導體21。又，於開關元件50，第1、第2電極11、12中之一方，例如圖11所示，相對形成為較大面積之第1電極11之前端部11b、及搭載於前端部11b之第1可熔導體21之一部分係重疊於發熱導體15之發熱部15b。此外，於第1可熔導體21上，為防止氧化、提升濕潤性等，於表面上之一部分或全部塗有焊劑28。

第3、第4電極13、14，於絶緣基板10之側緣10b、10c分別形成有外部連接端子13a、14a。此外，第3、第4電極13、14，從側緣10b、10c起於絶緣基板10之表面10a之略中央部，彼此之前端部13b、14b接近並分離而開放。又，第3、第4電極13、14除前端部13b、14b外，被第2絶緣層52覆蓋。

第2絶緣層52，於一部分形成有開口部52a。第3、第4電極13、14，於前端部13b、14b及從開口部52a露出至外方之支承部17設有連接用焊料，藉由此連接用焊料在前端部13b、14b與支承部17之間，於第2絶緣層52上支承第2、第3可熔導體22、23。據此，第3電極13之前端 部13b及第2可熔導體22、或第3、第4電極13、14之前端部13b、14b及第2、第3可熔導體22、23之至少一部分與發熱導體15之發熱部15b重疊。又，於第2、第3可熔導體22、23上，為防止氧化、提升濕潤性等，於表面上之一部分或全部塗有焊劑28。

第1、第2絶緣層51、52，與上述開關元件1之絶緣層16同樣的，可非常適合使用玻璃等之絶緣材料。

依據此種開關元件50，由於係重疊於發熱導體15之發熱部15b配置第1電極11之前端部11b及第1可熔導體21，因此可藉由發熱部15b之發熱迅速的使第1可熔導體21熔融，以遮斷第1、第2電極11、12之間。

又，依據開關元件50，由於係重疊於發熱導體15之發熱部15b配置第3電極13及第2可熔導體22、或第3、第4電極13、14及第2、第3可熔導體22、23，因此可藉由發熱部15b之發熱迅速的使第2可熔導體22或第2、第3可熔導體22、23熔融，以使第3、第4電極13、14短路。

此時，於開關元件50，作為絶緣基板10藉由使用陶瓷基板等熱傳導性優異之物，由於可獲得將發熱導體15設於與設置第1~第3可熔導體21~23之面相同之面的情形時加熱至同等的效果，因此非常適合。

又，於開關元件50，可與開關元件5同樣不在第4電極14上設置第3可熔導體23，而將第2可熔導體22支承為從第3電極13突出至第4電極14側。

〔可熔導體之變形例〕

如以上所述，第1~第3可熔導體21~23之任一者或全部，可包含低 融點金屬與高融點金屬。高融點金屬層60由Ag、Cu或以此等為主成分之合金等構成，低融點金屬層61則以焊料、或以Sn為主成分之無鉛焊料等構成。此時，第1~第3可熔導體21~23，如圖12(A)所示，可使用作為內層設置高融點金屬層60、作為外層設置低融點金屬層61的可熔導體。此場合，第1~第3可熔導體21~23，可以是高融點金屬層60之全面被低融點金屬層61被覆之構造，亦可以是除相對向之一對側面外被被覆之構造。以高融點金屬層60或低融點金屬層61覆蓋之被覆構造，可使用鍍敷等之公知成膜技術形成。

又，如圖12(B)所示，第1~第3可熔導體21~23，可使用作為內層設置低融點金屬層61、作為外層設置高融點金屬層60的可熔導體。此場合，同樣的，第1~第3可熔導體21~23，可以是低融點金屬層61之全面被高融點金屬層60被覆之構造，亦可以是除相對向之一對側面外被被覆之構造。

又，第1~第3可熔導體21~23，如圖13所示，亦可以是高融點金屬層60與低融點金屬層61積層之積層構造。

此場合，第1~第3可熔導體21~23，如圖13(A)所示，係形成為由第1~第4電極11~14支承之下層、與積層在下層之上之上層所構成的2層構造，可在作為下層之低融點金屬層61之上面積層作為上層之高融點金屬層60，相反的，亦可以在作為下層之高融點金屬層60之上面積層作為上層之低融點金屬層61。或者，第1~第3可熔導體21~23，亦可以是如圖13(B)所示，形成為由內層與積層在內層上下面之外層所構成的3層構造，可於作為內層之低融點金屬層61之上下面積層作為外層之高 融點金屬層60，相反的，亦可於作為內層之高融點金屬層60之上下面積層作為外層之低融點金屬層61。

又，第1~第3可熔導體21~23，亦可如圖14所示，係高融點金屬層60與低融點金屬層61交互積層之4層以上的多層構造。此場合，第1~第3可熔導體21~23，可以是以構成最外層之金屬層覆蓋全面或除相對向之一對側面之外被覆蓋的被覆構造。

又，第1~第3可熔導體21~23，可於構成內層之低融點金屬層61之表面將高融點金屬層60部分的積層為條狀。圖15係第1~第3可熔導體21~23的俯視圖。

圖15(A)所示之第1~第3可熔導體21~23，係在低融點金屬層61之表面，於寬度方向以既定間隔將線狀的高融點金屬層60於長邊方向形成複數個，據以沿長邊方向形成線狀開口部62，從此開口部62露出低融點金屬層61。第1~第3可熔導體21~23，藉由低融點金屬層61從開口部62露出，可增加熔融之低融點金屬與高融點金屬之接觸面積，進一步促進高融點金屬層60之熔蝕作用以提升熔斷性。開口部62，例如，可藉由對低融點金屬層61施以構成高融點金屬層60之金屬的部分鍍敷加以形成。

又，第1~第3可熔導體21~23，如圖15(B)所示，可於低融點金屬層61之表面，於長邊方向以既定間隔，將線狀之高融點金屬層60於寬度方向形成複數個，據以沿寬度方向形成線狀之開口部62。

又，第1~第3可熔導體21~23，如圖16所示，可於低融點金屬層61之表面形成高融點金屬層60，並在高融點金屬層60之全面形成圓形或矩形開口部63，使低融點金屬層61從此開口部63露出。開口部6 3，例如，可藉由對低融點金屬層61施以構成高融點金屬層60之金屬之部分鍍敷加以形成。

第1~第3可熔導體21~23，可藉由低融點金屬層61從開口部63之露出，增加熔融之低融點金屬與高融點金屬之接觸面積，以進一步促進高融點金屬之熔蝕作用提升熔斷性。

又，第1~第3可熔導體21~23，如圖17所示，可在作為內層之高融點金屬層60形成多數個開口部64，於此高融點金屬層60使用鍍敷技術等成膜出低融點金屬層61，將之充填於開口部64內。據此，第1~第3可熔導體21~23，由於熔融之低融點金屬接觸高融點金屬之面積増大，因此能在更短時間以低融點金屬熔蝕高融點金屬。

又，第1~第3可熔導體21~23，最好是將低融點金屬層61之體積形成為較高融點金屬層60之體積大。第1~第3可熔導體21~23被發熱導體15加熱，使低融點金屬熔融據以熔蝕高融點金屬，據此，能迅速的熔融、熔斷。因此，第1~第3可熔導體21~23，可藉由將低融點金屬層61之體積形成為較高融點金屬層60之體積大，據以促進此熔蝕作用，迅速的進行第1、第2電極11、12間之遮斷、及第3、第4電極13、14間之短路。

Claims (47)

1. 一種開關元件，具有：第1、第2電極；第1可熔導體，係跨接於該第1、第2電極間；第3、第4電極，兩者近接配置；第2可熔導體，搭載於該第3電極上；以及發熱導體，其融點較該第1、第2可熔導體高；藉由伴隨於額定電流以上之過電流流過該發熱導體所產生之熱，使該第1可熔導體熔斷以遮斷該第1、第2電極間，並使該第2可熔導體熔融而使該第3、第4電極間短路。
2. 一種開關元件，具有：第1、第2電極；第1可熔導體，係跨接於該第1、第2電極間；第3、第4電極，兩者近接配置；第2可熔導體，搭載於該第3電極上；以及發熱導體，與外部電路連接，且融點較該第1、第2可熔導體高；藉由伴隨於因該外部電路之異常而額定電流以上之過電流流過該發熱導體所產生之熱，使該第1可熔導體熔斷以遮斷該第1、第2電極間，並使該第2可熔導體熔融而使該第3、第4電極間短路。
3. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體係以高融點金屬構成，在該第1、第2電極間遮斷後，藉由隨著額定電流以上之過電流而產生的自我發熱(焦耳熱)而熔斷。
4. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該第2可熔導體係以從該第3電極突出於該第4電極側之方式被支承。
5. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，於該第4電極上搭載有第3可熔導體。
6. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體及該第1~第4電極係銀、銅、或以銀或銅為主成分之高融點金屬。
7. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體及該第1~第4電極係設在絶緣基板之面上。
8. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其中，該發熱導體及該第1~第4電極係積層於絶緣基板之面上之電極圖案。
9. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體形成有接近該第1、第2可熔導體之位置相對較細、因電流集中而局部產生高温的發熱部。
10. 如申請專利範圍第9項之開關元件，其中，該第1或第2電極之搭載有該第1可熔導體之前端部之一方與該發熱部接近。
11. 如申請專利範圍第10項之開關元件，其中，前端部與該發熱部接近之該第1或第2電極之一方與該發熱部之近旁連接。
12. 如申請專利範圍第9項之開關元件，其中，該第1或第2電極之搭載有該第1可熔導體之前端部之一方與該發熱部接近；該第1或第2電極之搭載有該第1可熔導體之前端部中，與該發熱部接近之一方之面積較另一方之面積大。
13. 如申請專利範圍第9項之開關元件，其中，該第3電極之搭載有該 第2可熔導體之前端部與該發熱部接近。
14. 如申請專利範圍第13項之開關元件，其中，該第3電極與該發熱部之近旁連接。
15. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體被絶緣層被覆。
16. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體係形成在絶緣層內部。
17. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該第1、第2電極積層有絶緣層、且搭載有該第1可熔導體之前端部露出於外方。
18. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該第3、第4電極積層有絶緣層、且相對之前端部及與該前端部透過該絶緣層分離之支承部露出於外方，以該前端部及該支承部支承該第2可熔導體。
19. 如申請專利範圍第15項之開關元件，其中，該絶緣層係由玻璃或以玻璃為主成分之絶緣材料構成。
20. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該發熱導體係由Ag、Cu、W、Mo、Ru、鎳鉻合金或包含此等之材料構成之圖案或構裝體。
21. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其中，該第1~第4電極與該發熱導體係形成在該絶緣基板之同一面，於該發熱導體之一側配置該第1、第2電極，於該發熱導體之另一側配置該第3、第4電極。
22. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其中，於該絶緣基板之一面，搭載於該第1、第2電極間之該第1可熔導體與被該第3電極支承之該第2可熔導體係於該發熱導體上透過絶緣層重疊。
23. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其中，於該絶緣基板之一面配置該第1~4電極，於該絶緣基板之另一面配置該發熱導體；該發熱導體透過該絶緣基板重疊於該第1或第2電極之一方及搭載於該一方電極之該第1可熔導體、與該第3電極及搭載於該第3電極之該第2可熔導體。
24. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其中，該絶緣基板係陶瓷基板。
25. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體係焊料。
26. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體含有低融點金屬與高融點金屬；該低融點金屬藉由該發熱導體之發熱而熔融，並熔蝕該高融點金屬。
27. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該低融點金屬係焊料；該高融點金屬係Ag、Cu、或以Ag或Cu為主成分之合金。
28. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體係內層為高融點金屬、外層為低融點金屬之被覆構造。
29. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體係內層為低融點金屬、外層為高融點金屬之被覆構造。
30. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體係低融點金屬與高融點金屬積層之積層構造。
31. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體係低融點金屬與高融點金屬交互的積層4層以上之多層構造。
32. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體 在構成內層之低融點金屬表面形成之高融點金屬設有開口部。
33. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體具備具有多數開口部之高融點金屬層、與形成在該高融點金屬層上之低融點金屬層，於該開口部填充有低融點金屬。
34. 如申請專利範圍第26項之開關元件，其中，該第1、第2可熔導體中，低融點金屬之體積較高融點金屬之體積大。
35. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，於該第1、第2可熔導體表面上之一部分或全部塗有助焊劑。
36. 如申請專利範圍第1或2項之開關元件，其中，於該第1~第4電極表面被覆有Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷中之任一種。
37. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其具備設在該絶緣基板上、用以保護內部之覆蓋構件；該覆蓋構件，在與該第1及第2電極中之任一方重疊之位置設有第1覆蓋部電極。
38. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其具備設在該絶緣基板上、用以保護內部之覆蓋構件；該覆蓋構件，在跨於該第3及第4電極之各前端部間重疊之位置設有第2覆蓋部電極。
39. 如申請專利範圍第7項之開關元件，其中，於該絶緣基板之配置有該第1~第4電極之面上，具有與該第1~第4電極之各個連續之第1~第4外部連接端子、及與該發熱導體之兩端連續之第5及第6外部連接端子。
40. 一種開關電路，具備： 第1保險絲；第2保險絲，由融點較該第1保險絲低之材料構成；以及開放狀態之開關，係透過由融點較該第1保險絲低之材料構成之可熔導體之熔融導體短路：藉由額定電流以上之過電流流過該該第1保險絲而產生之熱遮斷該第2保險絲，並使開放狀態之該開關短路。
41. 如申請專利範圍第40項之開關電路，其中，該第1保險絲係在該第2保險絲之遮斷及該開關之短路後，藉由隨著額定電流以上之過電流產生之自我發熱(焦耳熱)而熔斷。
42. 一種警報電路，具備：控制電路，第1保險絲係串聯；第1作動電路，第2保險絲與第1警報器係串聯；以及第2作動電路，開放狀態之開關與第2警報器係串聯；藉由隨著額定電流以上之過電流流過該第1保險絲產生之熱，使該第2保險絲熔斷後遮斷該第1作動電路以使該第1警報器停止，並使開放狀態之該開關短路以開通該第2作動電路使該第2警報器作動。
43. 如申請專利範圍第42項之警報電路，其中，該第1保險絲在該第2保險絲之熔斷及該開關之短路後，藉由隨著額定電流以上之過電流產生之自我發熱(焦耳熱)而熔斷。
44. 一種冗餘電路，具備：控制電路，第1保險絲係串聯；通常作動電路，第2保險絲係串聯；以及 備用電路，係串聯於開放狀態之開關；藉由隨著額定電流以上之過電流流過該第1保險絲產生之熱，使該第2保險絲熔斷以使該通常作動電路停止，並使開放狀態之該開關短路以使該備用電路作動。
45. 如申請專利範圍第44項之冗餘電路，其中，該第1保險絲在該第2保險絲之熔斷及該備用電路之作動後，藉由隨著額定電流以上之過電流生之自我發熱(焦耳熱)而熔斷。
46. 一種開關方法，具有：第1、第2電極；第1可熔導體，係跨接於該第1、第2電極間；第3、第4電極，係近接配置；第2可熔導體，搭載於該第3電極上；以及發熱導體，其融點較該第1、第2可熔導體之融點高；藉由伴隨於額定電流以上之過電流流過該發熱導體所產生之發熱，使該第1可熔導體熔斷以遮斷該第1、第2電極間，使該第2可熔導體熔融以使該第3、第4電極間短路。
47. 一種開關方法，具有：第1、第2電極；第1可熔導體，係跨接於該第1、第2電極間；第3、第4電極，係近接配置；第2可熔導體，搭載於該第3電極上；以及發熱導體，與外部電路連接，且融點較該第1、第2可熔導體高； 藉由伴隨於因該外部電路之異常而額定電流以上之過電流流過該發熱導體所產生之熱，使該第1可熔導體熔斷以遮斷該第1、第2電極間，使該第2可熔導體熔融而使該第3、第4電極間短路。