TWI685870B - 短路元件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種藉由可熔導體之熔融而確實的使短路電極間短路的短路元件。

本發明之短路元件，具備第1電極11、與第1電極11相鄰設置之第2電極12、被支承於第1電極11並藉由熔融而凝結在第1、第2電極11、12間以使第1、第2電極11、12短路之第1可熔導體13、以及加熱第1可熔導體13之發熱體14，第1可熔導體13被支承為往與第2電極12之相反側突出。

Description

短路元件

本發明係關於使開放狀態之電源線或訊號線以電氣訊號物理性且電性短路之短路元件。

大部分可在充電後反覆利用之二次電池，皆係在加工為電池組(battery pack)後提供給使用者。特別是重量能量密度高之鋰離子二次電池，為確保使用者及電子機器之安全，一般，係將過充電保護、過放電保護等若干個保護電路內建於電池組，而具有在既定場合遮斷電池組之輸出的機能。

於此種保護元件中，有一種使用內建在電池組之FET開關以進行輸出之ON/OFF，據以進行電池組之過充電保護或過放電保護動作者。然而，即使在因某種原因使得FET開關遭到短路破壞、或施加雷突波等而瞬間流過大電流、或因電池(battery cell)之壽命導致輸出電壓異常降低、或相反的輸出過大異常電壓、或各電池電壓之差異過大之情形時，電池組或電子機器皆必須受到保護以避免冒火等之意外。因此，為了在所有此等可預想之異常狀態下，皆能安全地遮斷電池之輸出，而使用了一種具有以來自外部之訊號遮斷電流路徑之功能之由熔絲元件構成之保護元件。

作為用於鋰離子二次電池等之保護電路之保護元件，如專利文獻1之記載，有一種在電流路徑上之第1電極、發熱體拉出電極、第2 電極間連接可熔導體以形成電流路徑之一部分，將此電流路徑上之可熔導體，藉由以過電流自我發熱、或對設在保護元件內部之發熱體通電、使之發熱而熔斷者。於此種保護元件，將熔融之液體狀可熔導體集中在與發熱體連接之導體層上，據以使第1、第2電極間分離而遮斷電流路徑。

先行技術文獻

[專利文獻1]特開2010-003665號公報

[專利文獻2]特開2004-185960號公報

[專利文獻3]特開2012-003878號公報

近年來，使用電池與馬達之HEV(Hybrid Electric Vehicle、油電混合車)及EV(Electric Vehicle、電動車)急速的普及。作為HEV及EV之動力源，就能量密度與輸出特性之考量，日益使用鋰離子二次電池。例如於汽車之用途，高電壓、大電流是必須的。因此，雖有進行能耐高電壓、大電流之專用電池之開發，但考量製造成本上的問題，多數場合仍是藉由串聯或並聯複數之電池，使用泛用電池以確保所需之電壓電流。

此處，於高速移動中之汽車等，急遽之驅動力降低或急停止有時反而非常危險，因此被要求能因應緊急時之電池管理。例如，在行駛中發生電池系統之異常時，亦能供應用以移動至修理工廠或安全場所之驅動力、或能供應警示燈、空調用之驅動力，就避免危險之考量，是較佳的。

然而，於如專利文獻1之串聯複數個電池之電池組，僅在充 放電路徑上設置保護元件之情形時，當於電池之一部分產生異常而使保護元件作動時，電池組整體之充放電路徑被遮斷，即無法再繼續供應電力。

針對於此，提出了一種僅排除以複數個電池構成之電池組內發生異常之電池，有效活用正常電池，而形成一僅繞過異常電池之旁通路徑的短路元件。

於圖29顯示短路元件之一構成例，於圖30顯示適用短路元件之電池電路的電路圖。此短路元件100，如圖29及圖30所示，具有：於充放電路徑上與電池101並聯在正常時為開放之第1、第2短路電極102、103、藉由熔融使第1、第2短路電極102、103間短路之2個可熔導體104a、104b、以及與可熔導體104a串聯使可熔導體104a、104b熔融之發熱體105。

短路元件100，在陶瓷基板等之絶緣基板110上形成有發熱體105及與發熱體105之一端連接之外部連接電極111。又，於短路元件100，在發熱體105上透過玻璃等之絶緣層112，形成有與發熱體105之另一端連接之發熱體電極113、第1、第2短路電極102、103、及與第1、第2短路電極102、103一起支承可熔導體104a、104b之第1、第2支承電極114、115。

第1支承電極114，與絶緣層112上露出之發熱體電極113連接，此外，與第1短路電極102相鄰。第1支承電極114，與第1短路電極102一起支承一方之可熔導體104a之兩側。同樣的，第2支承電極115，與第2短路電極103相鄰，與第2短路電極103一起支承另一方之可熔導體104b之兩側。

短路元件100，構成從外部連接電極111經由發熱體105、發熱體電極113、可熔導體104a至第1短路電極102之對發熱體105之供電 路徑。

發熱體105，藉由電流透過此供電路徑流過而自我發熱，以此熱(焦耳熱)使可熔導體104a、104b熔融。如圖30所示，發熱體105透過外部連接電極111與FET等之電流控制元件106連接。電流控制元件106，以電池101之正常時限制對發熱體105之供電，異常時透過充放電路徑使電流流至發熱體105之方式進行控制。

使用短路元件100之電池電路，當在電池101偵測到異常電壓等時，即以保護元件107從充放電路徑上遮斷該電池101，並使電流控制元件106作動，使電流流向發熱體105。據此，以發熱體105之熱使可熔導體104a、104b熔融。可熔導體104a、104b，在往相對大面積之第1、第2短路電極102、103側偏向後熔融，熔融導體於二個短路電極102、103間凝集、結合。因此，短路電極102、103因可熔導體104a、104b之熔融導體而短路，據此，即能形成繞過電池101之電流路徑。

又，於短路元件100，藉由可熔導體104a往第1短路電極102側移動並熔融，使第1支承電極114與第1短路電極102間開放，據此遮斷對發熱體105之供電路徑，因此發熱體105之發熱停止。

此處，於此種短路元件100，被要求能藉由可熔導體104a、104b之熔融使短路電極102、103間確實的短路。亦即，短路元件100係藉由可熔導體104a、104b之熔融導體凝結在短路電極102、103間據以使短路電極102、103短路者，因此被要求能使更多的熔融導體凝結在短路電極102、103上。

然而，為了使更多的熔融導體凝結在短路電極102、103上， 而相對的使短路電極102、103之面積大於第1、第2支承電極114、115時，例如於短路元件100之回流焊構裝時等，有可能產生可熔導體104a、104b從第1、第2支承電極114、115分離而移動至短路電極102、103上的情形。因此，短路元件100，可能有在作動前遮斷對發熱體105之供電路徑、且短路電極102、103間短路之初期短路的風險。

此外，為降低初期短路風險而縮小短路電極102、103之面積的話，可熔導體104a、104b之熔融導體不會凝結在短路電極102、103間，而有無法使短路電極102、103間短路之風險。

因此，期待有一種於電池電路等之各種電路中，能形成藉由可熔導體之熔融確實的使短路電極間短路之旁通電流路徑的短路元件。

為解決上述課題，本發明之短路元件，具備第1電極、與上述第1電極相鄰設置之第2電極、被支承於上述第1電極並藉由熔融而凝結在上述第1、第2電極間以使上述第1、第2電極短路之第1可熔導體、以及加熱上述第1可熔導體之發熱體，上述第1可熔導體被支承為往與上述第2電極之相反側突出。

依據本發明，第1可熔導體之熔點較構裝溫度高，被支承為往與第2電極之相反側突出，因此在回流焊構裝時等被加熱，亦能防止與第2電極之接觸造成之初期短路。又，第1可熔導體，在發熱體發出超過第1可熔導體之熔點以上溫度時即熔融，並藉由熔融導體凝結在第1電極之周圍，而與第1電極相鄰配置之第2電極亦接觸，可使第1、第2電極間 短路。

1‧‧‧短路元件

2‧‧‧開關

3‧‧‧供電路徑

10‧‧‧絶緣基板

10a‧‧‧表面

10b‧‧‧背面

11‧‧‧第1電極

11a‧‧‧外部連接端子

11b‧‧‧第1配線

12‧‧‧第2電極

12a‧‧‧外部連接端子

12b‧‧‧第1配線

13‧‧‧第1可熔導體

13a‧‧‧熔融導體

13b、72b、21b‧‧‧主面部

13c、72c、21c‧‧‧第1側緣部

13d、72d、21d‧‧‧第2側緣部

14‧‧‧發熱體

15‧‧‧接合材

16‧‧‧大直徑部

17‧‧‧絶緣層

18‧‧‧發熱體拉出電極

18a‧‧‧下層部

18b‧‧‧上層部

19‧‧‧發熱體電極

21‧‧‧輔助可熔導體

23‧‧‧絶緣層

24‧‧‧助焊劑

28‧‧‧外部電路

32‧‧‧電流控制元件

35‧‧‧檢測元件

50‧‧‧短路元件

51‧‧‧第1電路

53‧‧‧外部電源

60‧‧‧短路電路

70‧‧‧短路元件

71‧‧‧發熱體供電電極

72‧‧‧第2可熔導體

91‧‧‧高熔點金屬層

92‧‧‧低熔點金屬層

93、94、95‧‧‧開口部

96‧‧‧導體帶

100‧‧‧短路元件

101‧‧‧電池

102、103‧‧‧第1、第2短路電極

104a、104b‧‧‧可熔導體

105‧‧‧發熱體

106‧‧‧電流控制元件

107‧‧‧保護元件

110‧‧‧絶緣基板

111‧‧‧外部連接電極

112‧‧‧絶緣層

113‧‧‧發熱體電極

114、115‧‧‧第1、第2支承電極

圖1係顯示適用本發明之短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖2係顯示適用本發明之短路元件作動之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖3係顯示適用本發明之另一短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖4係顯示適用本發明之短路元件的電路構成圖。

圖5係顯示適用本發明之短路元件作動之狀態的電路構成圖。

圖6係顯示具備輔助可熔導體之短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖7係顯示適用本發明之短路元件的電路圖，(A)為將發熱體之供電路徑與第1可熔導體加以電性連接的短路元件、(B)為將發熱體之供電路徑與第1可熔導體予以電性獨立的短路元件、(C)為具備第2可熔導體、自動遮斷供電路徑的短路元件。

圖8係顯示具備輔助可熔導體之短路元件作動之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖9係顯示表面構裝型短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖10係顯示發熱體發熱中之表面構裝型短路元件的圖，(A)為俯視圖、 (B)為A-A’線剖面圖。

圖11係顯示發熱體之發熱停止之表面構裝型短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖12係顯示對發熱體之供電路徑與第1、第2電極電性獨立之短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖13(A)、(B)係顯示對發熱體之供電路徑與第1、第2電極電性獨立之短路元件之電路構成的圖。

圖14係顯示適用對發熱體之供電路徑與第1、第2電極電性獨立之短路元件之一短路電路例的圖。

圖15係顯示具備輔助可熔導體之短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖16係顯示在對發熱體之供電路徑上具備第2可熔導體之短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖17係顯示具備第2可熔導體之短路元件作動之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖18係顯示具備第2可熔導體及輔助可熔導體之短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖19(A)係顯示將發熱體設置在絶緣基板之背面側之短路元件的剖面圖，圖19(B)係顯示將發熱體設置在絶緣基板內部之短路元件的剖面圖。

圖20係顯示具有高熔點金屬層與低熔點金屬層、具備被覆構造之可熔導體的立體圖，(A)顯示以高熔點金屬層為內層並以低熔點金屬層被覆之構造、(B)顯示以低熔點金屬層為內層並以高熔點金屬層被覆之構造。

圖21係顯示具備高熔點金屬層與低熔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22係顯示具備高熔點金屬層與低熔點金屬層之多層構造之可熔導體的剖面圖。

圖23係顯示於高熔點金屬層表面形成有線狀開口部、低熔點金屬層露出之可熔導體的俯視圖，(A)為沿長邊方向形成有開口部者、(B)為沿寬度方向形成有開口部者。

圖24係顯示於高熔點金屬層表面形成有圓形開口部、低熔點金屬層露出之可熔導體的俯視圖。

圖25係顯示於高熔點金屬層形成有圓形開口部、內部充填有低熔點金屬之可熔導體的俯視圖。

圖26係顯示露出被高熔點金屬包覆之低熔點金屬之可熔導體的立體圖。

圖27係顯示使用圖26所示之可熔導體之短路元件之動作前狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖28係顯示使用圖26所示之可熔導體之短路元件之動作前狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。

圖29係顯示參考例之短路元件的俯視圖。

圖30係使用參考例之短路元件之電池電路構成的圖。

以下，針對適用了本發明之温度短路元件及温度切換元件，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 脫離本發明要旨範圍內當然可有各種變更。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及比率相異之部分。

〔短路元件1〕

適用本發明之短路元件1，如圖1(A)、(B)所示，具備第1電極11、與第1電極11相鄰設置之第2電極12、被支承於第1電極11並藉由熔融而凝結在第1、第2電極11、12間以使第1、第2電極11、12短路之第1可熔導體13、以及加熱第1可熔導體13之發熱體14。

此等第1、第2電極11、12及發熱體14，例如係於氧化鋁等絶緣基板上藉由高熔點金屬糊之印刷、燒成等，形成在同一平面上。又，第1、第2電極11、12及發熱體14，亦可使用由高熔點金屬構成之線材及板材等之機構零件，藉由支承於既定位置等來加以形成。

第1、第2電極11、12，近接配置且呈開放，因短路元件1之作動，如圖2(A)、(B)所示，構成一後述第1可熔導體13之熔融導體13a凝結、結合，透過此熔融導體13a短路之開關2。第1、第2電極11、12之一端分別設有外部連接端子11a、12a。第1、第2電極11、12透過此等外部連接端子11a、12a與電源電路或數位訊號電路等之外部電路連接，因短路元件1之動作，成為該外部電路之旁通電流路徑、或對功能電路之供電路徑。

又，當以機構零件構成之第1、第2電極11、12之一部分被支承體支承之情形時，該支承體以熱傳導率在10W/m‧K以下之絶緣材料較佳。於短路元件1，支承第1、第2電極11、12之一部分之支承體係被 收納於例如熱傳導率高達25W/m‧K之氧化鋁陶瓷盒之情形時，第1、第2電極11、12之熱會透過該支承體散熱至氧化鋁陶瓷盒，而成不易加熱之狀況。

因此，藉由以熱傳導率在10W/m‧K以下之絶緣材料構成之支承體支承第1、第2電極11、12，於短路元件1，能防止傳至第1、第2電極11、12之發熱體14之熱透過支承體散熱至泛用之氧化鋁陶瓷盒等之外箱體，迅速的加熱第1可熔導體13使之熔融。此外，藉由使支承體之熱傳導率低於外箱體即能抑制對外箱體之散熱，使熱傳導率在10W/m‧K以下，即能充分抑制泛用氧化鋁陶瓷外箱體之散熱，進一步的，使用最大熱傳導率在2W/m‧K以下之塑膠或玻璃作為支承體材料，在散熱抑制上尤佳。

第1可熔導體13，可使用能因發熱體14之發熱迅速地熔融之任一種金屬，例如非常適合使用Sn或以Sn為主成分之無鉛銲料等之低熔點金屬。

又，第1可熔導體13亦可含有低熔點金屬與高熔點金屬。作為低熔點金屬，較佳為使用Sn或以Sn為主成分之無鉛焊料等之焊料，作為高熔點金屬，較佳為使用Ag、Cu或以此等為主成分之合金等。藉由高熔點金屬與低熔點金屬之含有，在以回流焊構裝短路元件1之情形時，即使回流焊溫度超過低熔點金屬之熔融溫度而使低熔點金屬熔融，亦能抑制低熔點金屬往外部之流出，以維持第1可熔導體13之形狀。此外，熔斷時，亦能藉由低熔點金屬之熔融來熔蝕(焊料浸蝕)高熔點金屬，據以在高熔點金屬之熔點以下溫度使之迅速熔斷。又，第1可熔導體13，可如後之說 明，以各種構成形成。

第1可熔導體13形成為略矩形板狀，透過連接用焊料等之接合材15等連接於第1電極11上。此處，本發明之短路元件1中，第1可熔導體13被支承為往與第2電極12相反側突出。第1可熔導體13於短路元件1之作動前，係被支承為與第2電極12分離。第1可熔導體13在發熱體14之發熱時，即因發熱體14之熱而熔融，熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍，而亦和與第1電極11相鄰配置之第2電極12接觸，據以使第1、第2電極11、12間短路。

第1可熔導體13，如圖1(B)所示，因被支承為往與第2電極12之相反側突出，於加熱構裝等中在接合材15熔融之情形時，亦能確實防止與第2電極12之接觸，以防止在發熱體14發熱前之意外的初期短路。

又，第1可熔導體13為防止氧化、提升濕潤性等，塗有助焊劑24(參照圖9)。此外，第1可熔導體13只要是往與第2電極12之設置側之相反側突出即可，不一定必須往與第2電極12正相反之方向突出。

〔發熱體〕

加熱第1可熔導體13使之熔融之發熱體14，係一具有通電即發熱之導電性的構件，例如係以鎳鉻合金、W、Mo、Ru等或包含此等之材料構成。在將發熱體14設置於絶緣基板上之場合，係將此等合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等加以混合並做成糊狀之物以網版印刷技術形成圖案形成後，以燒成等加以形成。

〔絶緣層〕

發熱體14，透過絶緣層17與支承第1可熔導體13之第1電極11連續， 可透過絶緣層17加熱第1電極11。絶緣層17係為謀求發熱體14之保護及絶緣、並以良好效率將發熱體14之熱傳至第1電極11而設置，例如由玻璃層構成。第1電極11被發熱體14加熱，據以使第1可熔導體13熔融並可使熔融導體13a易於凝結。

又，發熱體14，其一端與發熱體拉出電極18連接，另一端與發熱體電極19連接。發熱體拉出電極18及發熱體電極19係與使發熱體14通電之外部電路的連接電極，發熱體14藉由外部電路控制在發熱體拉出電極18與發熱體電極19間之通電。

於短路元件1，亦可將第1可熔導體13之一端支承於發熱體拉出電極18。因第1可熔導體13被第1電極11與發熱體拉出電極18支承，於短路元件1，第1電極11及第1可熔導體13構成往發熱體14之通電路徑之一部分。因此，於短路元件1，當第1可熔導體13熔融、第1、第2電極11、12間短路時，第1電極11與發熱體拉出電極18之間即熔斷而遮斷往發熱體14之通電路徑，能使發熱停止。又，發熱體拉出電極18為使更多的熔融導體13a凝結於第1電極11，以形成為第1電極11窄較佳。

〔大直徑部〕

又，於第1電極11，可局部的形成剖面積大的大直徑部16。大直徑部16之表面積較發熱體拉出電極18及第1電極11之其他部分大，如此，保持第1可熔導體13之熔融導體13a之容許量即變多。此外，大直徑部16與第2電極12相鄰、並且與第2電極12之距離較第1電極11之其他部分短。因此，藉由大直徑部16之設置，不僅能使更多的第1可熔導體13之熔融導體13a凝結於大直徑部16，且亦能使熔融導體13a易於與第2電極12接觸， 確實的使第1、第2電極11、12間短路。

又，第1、第2電極11、12之間隔，以在第1、第2電極間隔之延長線上之大直徑部16的寬度以下較佳。例如圖1所示，短路元件1，其第1、第2電極11、12之間隔W₁，以在第1、第2電極間隔之延長線上之大直徑部16的寬度W₂以下較佳。如此，第1、第2電極11、12即被配置在更為接近之位置，能更確實地，在第1可熔導體13之熔融導體13a凝結於大直徑部16之周圍時亦與第2電極12接觸，使熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間。

〔絶緣被覆〕

又，於短路元件1，亦可設置與第1電極11連續之第1配線11b、並設置與第2電極12連續之第2配線12b，將第1、第2配線11b、12b之表面以絶緣構件23加以被覆。於短路元件1，藉由將與第1、第2電極11、12連續之第1、第2配線11b、12b予以絶緣被覆，即能將可熔導體13之熔融導體13a之凝結位置，以對熔融導體13a不具有濕潤性之絶緣構件23加以限制。如此，於短路元件1，除能防止熔融導體13a流出至外部連接端子11a、12a側、亦能使熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間，以確實地使第1、第2電極11、12間短路。

〔第1可熔導體之體積限定〕

又，於短路元件1，如圖1(B)所示，第1可熔導體13之體積，較佳係至少在第1電極11與第2電極12對峙之側面之面積、與第1、第2電極11、12間距離W₁之積以上。如此，第1可熔導體13即具備可埋住第1、第2電極11、12間之空間所需之體積，能以熔融導體13a使第1、第2電極11、 12間短路。

又，短路元件1，如圖3所示，可將第1、第2電極11、12形成為剖面略矩形狀。圖3所示之情形時，第1可熔導體13之體積亦以在第1電極11之側面之面積與第1、第2電極11、12間距離W之積以上較佳。

〔電路構成〕

短路元件1具有圖4所示之電路構成。亦即，短路元件1於動作前之狀態，第1電極11與第2電極12係接近分離而成絶緣，構成因第1可熔導體13熔融而短路之開關2。第1、第2電極11、12，藉由串聯在短路元件1被構裝之電路基板之電流路徑上，據以組裝在電源電路等各種外部電路28A、28B間。

又，於短路元件1，形成一從第1電極11透過第1可熔導體13、發熱體拉出電極18而發熱體14連續，進一步往發熱體電極19之供電路徑3。

短路元件1，於一般時，係受到透過發熱體電極19連接之電流控制元件32控制往供電路徑3之通電。電流控制元件32係控制供電路徑3之通電的開關元件，例如以FET構成，與檢測組裝短路元件1之外部電路是否需要物理性短路之檢測元件35連接。檢測元件35係檢測是否已產生需要對組裝短路元件1之各種外部電路28A、28B間通電之電路，例如在電池組之異常電壓時旁通電流路徑之建構、在網路通訊機器中針對駭侵(hacking)或破碼(cracking)繞過資料伺服器之旁通訊號路徑之建構、或者元件及軟體之啟動等，產生須藉由第1、第2電極11、12之短路物理性、不可逆的使外部電路28A、28B間之電流路徑短路之需要時，使電流控制元 件32動作。

如此，短路元件1即因電流控制元件32而使供電路徑3通電，發熱體14即發熱。當透過供電路徑3對發熱體14通電時，如圖2(A)、(B)所示，第1可熔導體13即被發熱體14加熱而熔融、熔融導體13a凝結在第1電極11周圍、並與相鄰配置之第2電極12亦接觸。據此，短路元件1中原本是絶緣之第1、第2電極11、12透過熔融導體13a而短路、與外部電路28A、28B連接。

此時，短路元件1中第1可熔導體13因發熱體14之熱而熔融時，在熔融導體13a凝結於第1電極周圍之過程藉由張力而接觸第2電極12，可確實地使第1、第2電極11、12間短路。

又，於短路元件1，將第1可熔導體13支承為往與第2電極12之相反側突出、尤以與發熱體拉出電極18一起支承較佳，因此例如在將短路元件1回流焊構裝於外部電路之情形時，可防止接合材15熔融、第1可熔導體13偏於第2電極12側而短路之初期短路。

又，於短路元件1，在第1、第2電極11、12間短路後，原本連接第1電極11與發熱體拉出電極18間之第1可熔導體13即熔斷。據此，於短路元件1，原本透過第1可熔導體13連接之第1電極11與發熱體拉出電極18之間即開放，對發熱體14之供電路徑3被遮斷。因此，對發熱體14之供電停止，發熱體14之發熱停止。短路元件1之動作時之電路構成顯示於圖5。

〔熔斷順序〕

此處，短路元件1係形成為在第1、第2電極11、12間短路後，原本 連接在第1電極11與發熱體拉出電極18間之第1可熔導體13熔斷。透過第1可熔導體13連接之第1電極11與發熱體拉出電極18，為構成對發熱體14之供電路徑3，當第1電極11與發熱體拉出電極18之間較第1、第2電極11、12之短路先熔斷時，對發熱體14之供電即停止，而有無法使第1、第2電極11、12間短路之虞之故。

因此，短路元件1係形成為當發熱體14發熱時，第1、第2電極11、12間會較第1電極11與發熱體拉出電極18間之遮斷先短路。具體而言，於短路元件1，第1電極11透過絶緣層17與發熱體14連續、且發熱體拉出電極18配置在較第1、第2電極11、12更與發熱體14分離之位置。如此，於短路元件1，當發熱體14發熱時，第1電極11透過絶緣層17較發熱體拉出電極18更早傳熱。因此，當以第1電極11使第1可熔導體13熔融時，熔融導體13a迅速地凝結在第1電極11之周圍、且熔融導體13a使第1、第2電極11、12間短路，之後，即能遮斷發熱體拉出電極18。

〔輔助可熔導體〕

又，於短路元件1，如圖6、圖7(A)所示，亦可於第2電極12連接輔助可熔導體21，並使發熱體14透過絶緣層17與第1、第2電極11、12連續。

亦可於第2電極12設置輔助可熔導體21，如圖8所示，於短路元件1，藉由第1可熔導體13及輔助可熔導體21之各熔融導體13a、21a來增大凝結在第1、第2電極11、12間之熔融導體之量，確實地使之短路。輔助可熔導體21可使用與第1可熔導體13相同材料形成。又，輔助可熔導體21，亦可如後之說明，以各種構成形成。此外，輔助可熔導體21， 與第1可熔導體13同樣的係以接合焊料等之接合材15接合於第2電極12。

又，輔助可熔導體21，以設置成從第2電極12往第1電極11側突出，且突出至與第1電極11分離、同時重疊之位置較佳。此外，輔助可熔導體21藉由被支承為與第1可熔導體13亦重疊，輔助可熔導體21之熔融導體21a與第1可熔導體13之熔融導體13a易於凝結，亦能對第1、第2電極11、12間之短路有所幫助。

又，輔助可熔導體21亦可設置成從第2電極12往與第1電極11相反側突出。如此，輔助可熔導體21即與第1可熔導體13同樣的，能防止在加熱構裝時等因接合材15熔融而使第1、第2電極11、12間短路之初期短路。

接合有輔助可熔導體21之第2電極12，與第1電極11同樣的，透過絶緣層17與發熱體14連續。如此，第2電極12即能透過絶緣層17以良好效率傳遞發熱體14之熱，使輔助可熔導體21迅速地熔融。

進一步的，藉由第2電極12之中空構造而獲致之熱容量降低、材料之低比熱化、材料之高熱傳導率化等來提升升溫速度，可加速輔助可熔導體21之熔融，使第1電極11與第2電極12間之短路較第1可熔導體13之熔融更快，即能確實地使第1、第2電極11、12間之短路先於第1電極11與發熱體拉出電極18間之遮斷。

〔表面構裝型〕

又，適用本發明之短路元件，可形成為能於外部電路基板進行表面構裝。形成為表面構裝用之短路元件1，如圖9~11所示，於絶緣基板10之表面10a形成有發熱體14、發熱體拉出電極18與發熱體電極19，透過絶緣 層17於發熱體14上積層有第1、第2電極11、12。第1可熔導體13被支承於第1電極11往與第2電極12之相反側突出、並與發熱體拉出電極18連接。又，圖9係顯示短路元件1之發熱體14之發熱前狀態的圖，圖10係顯示短路元件1之發熱體14之發熱中狀態的圖，圖11則係顯示短路元件1之發熱體14之發熱停止後狀態的圖。

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為大致方形。除此之外，絶緣基板10亦可使用用於玻璃環氧基板、酚基板等印刷配線基板之材料，惟須注意第1可熔導體13熔斷時之温度。

發熱體14，例如可將W、Mo、Ru等之合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等加以混合後作成之糊狀者，使用網版印刷技術於絶緣基板10之表面10a上形成圖案，藉燒成等來加以形成。又，發熱體拉出電極18及發熱體電極19，可藉由將Ag等之高熔點金屬糊使用網版印刷技術於絶緣基板10之表面10a上形成圖案，藉燒成等來加以形成。

又，發熱體14之一端與發熱體拉出電極18連接、另一端則與發熱體電極19連接。發熱體拉出電極18，具有形成在絶緣基板10之表面10a與發熱體14連接之下層部18a、與積層在下層部18a上與第1可熔導體13連接之上層部18b。發熱體拉出電極18之上層部18b係從下層部18a至絶緣層17上形成，透過接合材15連接有第1可熔導體13。發熱體電極19與形成在絶緣基板10之背面10b之外部連接端子19a連接。發熱體14，透過此外部連接端子19a與外部電路連接。

發熱體14，於絶緣基板10之表面10a上被絶緣層17被覆。 絶緣層17係為謀求發熱體14之保護及絶緣、並將發熱體14之熱以良好效率傳至第1、第2電極11、12而設，由例如玻璃層構成。於絶緣層17上，以和發熱體14重疊之方式、第1、第2電極11、12相鄰形成，從發熱體14分離形成發熱體拉出電極18。藉由第1、第2電極11、12被發熱體14加熱，可使第1可熔導體13之熔融導體13a易於凝結。

又，絶緣層17可在絶緣基板10與發熱體14之間亦形成。亦即，於短路元件1，可將發熱體14形成在形成於絶緣基板10之表面10a的絶緣層17之內部。

第1、第2電極11、12係形成在從絶緣基板10之表面10a至絶緣層17上。又，第1、第2電極11、12與形成在絶緣基板10之背面10b之外部連接端子11a、12a連接。短路元件1透過此外部連接端子11a、12a組裝於電源電路等之各種外部電路。

在第1電極11與發熱體拉出電極18之間，連接形成為板狀之第1可熔導體13。第1可熔導體13，藉由設在第1電極11及發熱體拉出電極18之接合焊料等的接合材15，以可導通之方式被支承於第1電極11及發熱體拉出電極18。如此，於短路元件1，形成到第1電極11、第1可熔導體13、發熱體拉出電極18、發熱體14、發熱體電極19之對發熱體14的供電路徑3。

又，於短路元件1，除了相鄰設置之第1、第2電極11、12之對向的一部分外形成有絶緣構件23。絶緣構件23係使用玻璃等對熔融導體13a不具有濕潤性之材料。於第1、第2電極11、12，藉由在除了相對向之側緣外設置絶緣構件23，因熔融導體13a會凝結在未設置絶緣構件23之 第1、第2電極11、12間，因此能確實地使之短路。

進一步的，被絶緣構件23覆蓋之第1、第2電極11、12，藉由擴大至與重疊之發熱體14大致相同區域，能有效集中來自發熱體14之熱使第1可熔導體13在更短時間內熔融。又，藉由在第2電極11之上預先設置輔助可熔導體21或接合材15，可使加熱時之短路動作更為確實。

又，短路元件1，於發熱體拉出電極18亦形成有絶緣層23，以防止連接用焊料等之接合材15及熔融導體13a之流出。再者，第1可熔導體13為防止氧化、提升濕潤性等，塗布有助焊劑24。此外，於短路元件1，絶緣基板10之表面10a上被覆蓋構件(未圖示)覆蓋。

於短路元件1，當發熱體14發熱時，如圖10(A)、(B)所示，透過絶緣層17及第1、第2電極11、12，第1可熔導體13被加熱，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間使之短路。此時，短路元件1，藉由設在第1、第2電極11、12上之絶緣構件23使熔融導體13a停留在第1、第2電極11、12間，除能使第1、第2電極11、12間更易短路，亦能防止熔融導體13a流出至外部連接端子11a、12a側，避免對與外部電路之連接狀態造成影響。

接著，如圖11(A)、(B)所示，於短路元件1，第1可熔導體13在第1電極11與發熱體拉出電極18之間熔斷，遮對對發熱體14之供電路徑3而停止發熱。

此處，於短路元件1，由於第1、第2電極11、12與發熱體14重疊，發熱體拉出電極18設在從發熱體14分離之位置，因此當發熱體14發熱時，與第1電極11與發熱體拉出電極18間之供電路徑3之遮斷相 較，可使第1、第2電極11、12間先短路。

〔短路元件50〕

又，適用本發明之短路元件，對發熱體14之供電路徑3、與藉由第1可熔導體13而短路之第1、第2電極11、12，可在電性上獨立。此短路元件50，如圖12(A)、(B)所示，係於發熱體14之一端連接發熱體拉出電極18、於發熱體14之另一端形成發熱體電極19，以形成對發熱體14之供電路徑3，並且第1可熔導體13不與發熱體拉出電極18連接而被支承於第1電極11。又，於短路元件50之說明中，針對與上述短路元件1相同之構件係賦予相同符號並省略其詳細說明。

於短路元件50，可使支承第1可熔導體13之第1電極11透過絶緣層17與發熱體14連續，使發熱體14之熱有效率的傳遞，據以使第1可熔導體13熔融。亦即，短路元件50係發熱體14與第1電極11及第1可熔導體13電性上獨立，熱性上連接者。

又，於短路元件50，供電路徑3透過設在發熱體拉出電極18之外部連接端子18a與形成在外部電路之電源連接。

又，於短路元件50，第1可熔導體13被第1電極11支承為往與第2電極12相反側突出，當以來自發熱體14之加熱使第1可熔導體13熔融時，藉由熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍而與第2電極12接觸，據此使第1、第2電極11、12間短路。

於短路元件50，由於在組裝於外部電路之第1、第2電極11、12間的電流路徑、與對使第1可熔導體13熔斷之發熱體14的供電路徑3在電性上獨立，因此無論外部電路之種類為何，皆能將供電路徑3之 電源電壓設定得高，即使使用低額定電流之發熱體14，亦能供應可獲得使第1可熔導體13熔融之充分發熱量的電力。因此，根據短路元件50，作為透過第1、第2電極11、12而短路之外部電路，除電源電路之外，亦能適用於流過微弱電流之數位訊號電路。

又，根據短路元件50，由於係與組裝至外部電路之第1、第2電極11、12間之電流路徑在電性上獨立的形成對發熱體14之供電路徑3，因此控制對發熱體14之供電的電流控制元件32，可與外部電路之額定電流無關的、視發熱體14之額定加以選擇，因此藉由控制低額定電流之發熱體14(例如1A)之電流控制元件32之使用，可更價廉的製造。

又，於短路元件50，可將第1可熔導體13僅以第1電極11加以懸臂支承、或者將第1可熔導體13之一側緣以第1電極11加以支承、另一側緣則以未圖示之支承電極加以支承。

〔電路構成〕

接著，說明短路元件50之電路構成。於圖13(A)顯示短路元件50之電路圖。於圖14顯示適用短路元件50之短路電路60之一例。

短路元件50，具有第1電極11及第2電極12在初期狀態下彼此開放，並構成藉由第1可熔導體13之熔融而短路之開關2，藉由該開關2連接第1電極11與第2電極12之第1電路51。第1電路51係串聯於組裝短路元件50之電源電路或數位訊號電路等各種外部電路28A、28B間。

又，於短路元件50，發熱體拉出電極18、發熱體14及發熱體電極19構成在初期狀態下對發熱體14之供電路徑3。供電路徑3與第1電路51電性上獨立，而因藉由發熱體14之熱使第1可熔導體13熔融，因 此係與第1電路51熱性上連接。發熱體14，其一端透過發熱體拉出電極18連接於控制供電之電流控制元件32。又，發熱體14，其另一端透過發熱體電極19與對發熱體14供電之外部電源53連接。

電流控制元件32係控制對供電路徑3之供電的開關元件，例如以FET構成，與檢測第1電路51是否須物理性短路的檢測元件35連接。檢測元件35，係檢測是否已產生須對組裝短路元件50之第1電路51的各種外部電路28A、28B間進行通電之電路，例如在電池組之異常電壓時旁通電流路徑之建構、在網路通訊機器中針對駭侵(hacking)或破碼(cracking)繞過資料伺服器之旁通訊號路徑之建構、或者元件及軟體之啟動等，產生須藉由第1電路51之短路物理性、不可逆的使外部電路28A、28B間之電流路徑短路之需要時，使電流控制元件32動作。

據此，於供電路徑3供應外部電源53之電力，藉由發熱體14之發熱，使第1可熔導體13熔融，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間。如此，透過熔融導體13a使第1電極11與第2電極12短路，外部電路28A、28B被連接。

此時，短路元件50，由於對發熱體14之供電路徑3係與第1電路51電性上獨立的形成，因此可供電至發熱體14直到第1、第2電極11、12短路為止。

〔輔助可熔導體〕

又，短路元件50，如圖15、圖7(B)所示，可於第2電極12連接輔助可熔導體21、且發熱體14透過絶緣層17與第1、第2電極11、12連續。如此，短路元件50，即能藉由第1可熔導體13及輔助可熔導體21之各熔 融導體13a、21a，增加凝結在第1、第2電極11、12間之熔融導體之量，確實地使之短路。

此外，於短路元件50，輔助可熔導體21亦以從第2電極12往第1電極11側突出設置、並突出至與第1電極11分離、同時重疊之位置較佳。又，藉由將輔助可熔導體21支承為亦與第1可熔導體13重疊，即能使輔助可熔導體21之熔融導體21a與第1可熔導體13之熔融導體13a易於凝結，而有助於第1、第2電極11、12間之短路。

又，輔助可熔導體21亦可設置成從第2電極12往與第1電極11相反側突出。如此，輔助可熔導體21即能與第1可熔導體13同樣的，防止在加熱構裝時因加熱使接合材15熔融造成第1、第2電極11、12間短路之初期短路。

〔短路元件70〕

又，適用本發明之短路元件，如圖16所示，亦可於對發熱體14之供電路徑3上設置第2可熔導體72。此短路元件70，具有與發熱體拉出電極18相鄰設置之發熱體供電電極71、與搭載在發熱體拉出電極18及發熱體供電電極71間之第2可熔導體72。於短路元件70，針對與上述短路元件1相同之構件係賦予相同符號並省略詳細說明。圖13(B)係短路元件70之電路圖。

發熱體供電電極71，與發熱體拉出電極18相鄰設置並透過第2可熔導體72與發熱體拉出電極18連接，據此構成對發熱體14之供電路徑3。又，發熱體供電電極71與作為外部電路之連接端子的外部連接端子71a連接。發熱體供電電極71可使用與發熱體拉出電極18相同材料，在 發熱體拉出電極18之形成時同時形成。

第2可熔導體72，係搭載在相鄰設置之發熱體拉出電極18與發熱體供電電極71之間，於短路元件70之作動前構成對發熱體14之供電路徑3之一部分。第2可熔導體72可使用與第1可熔導體13相同材料形成。又，第2可熔導體72亦可如後之說明，以各種構成形成。

如圖17所示，於短路元件70，藉由在供電路徑3設置第2可熔導體72，當發熱體14發熱時第2可熔導體72熔斷，熔融導體72a分別凝結在發熱體拉出電極18與發熱體供電電極71，可遮斷供電路徑3自動的停止發熱體14之發熱。此時，短路元件70係以第2可熔導體72不會較第1可熔導體13先熔斷之方式形成。

〔熔斷順序〕

亦即，短路元件70，由於透過第2可熔導體72連接之發熱體供電電極71與發熱體拉出電極18構成對發熱體14之供電路徑3，因此與第1、第2電極11、12之短路相較發熱體供電電極71與發熱體拉出電極18之間先熔斷時，對發熱體14之供電停止，而有可能無法使第1、第2電極11、12間短路之虞。

因此，短路元件70，係形成為當發熱體14發熱時，第1、第2電極11、12間之短路會先於發熱體供電電極71與發熱體拉出電極18之間之遮斷。具體而言，於短路元件70，第1可熔導體13係較第2可熔導體72配置在接近發熱體14之位置。如此，於短路元件70，當發熱體14發熱時，熱即會較第2可熔導體72先傳至第1可熔導體13。從而，當發熱體14發熱時，第1可熔導體13即迅速熔融，熔融導體13a凝結在第1電極11 之周圍，且熔融導體13a使第1、第2電極11、12間短路，之後，第2可熔導體72熔融而能遮斷對發熱體14之供電路徑3。因此，於短路元件70，在到第1、第2電極11、12間短路為止，能確實地對發熱體14持續供電。

又，於短路元件70，藉由將發熱體供電電極71與第1電極11電性連接，除能形成與短路元件1相同之電路構成，並藉由進行將第1可熔導體13作為第1、第2電極11、12間之短路用，將第2可熔導體72作為發熱體14之遮斷用的功能分離，於短路元件1之電路能使短路與遮斷之序列更為確實。

又，由於第1、第2可熔導體13、72之剖面積越窄越快熔斷，因此亦可藉由將第1可熔導體13之剖面積形成為較第2可熔導體72之剖面積窄，以使第1、第2電極11、12間之短路先於發熱體供電電極71與發熱體拉出電極18間之遮斷。

此外，亦可藉由變更第1、第2可熔導體13、72之材料，使第2可熔導體72之熔點相對高於第1可熔導體13之熔點，以使第1、第2電極11、12間之短路先於發熱體供電電極71與發熱體拉出電極18間之遮斷。例如，在將第1、第2可熔導體13、72做成低熔點金屬與高熔點金屬之積層構造時，可於第1可熔導體13使低熔點金屬之比率較高、於第2可熔導體使高熔點金屬之比率較高等，以設置熔點差。

又，於短路元件70，亦能將第1可熔導體13僅以第1電極11加以懸臂支承，或將第1可熔導體13之一側緣以第1電極11加以支承、另一側緣則以未圖示之支承電極加以支承。

〔輔助可熔導體〕

又，於短路元件70，如圖18、圖7(C)所示，亦可於第2電極12連接輔助可熔導體21，並使發熱體14透過絶緣層17與第1、第2電極11、12連續。如此，於短路元件70，即能藉由第1可熔導體13及輔助可熔導體21之各熔融導體13a、21a，增加凝結在第1、第2電極11、12間之熔融導體之量，確實地使之短路。

又，於短路元件70，輔助可熔導體21亦以設置成從第2電極12往第1電極11側突出，並突出至與第1電極11分離、同時重疊之位置較佳。此外，藉由將輔助可熔導體21支承為亦與第1可熔導體13重疊，可使輔助可熔導體21之熔融導體21a與第1可熔導體13之熔融導體13a易於凝結，有助於第1、第2電極11、12間之短路。

又，輔助可熔導體21亦可設置成從第2電極12往與第1電極11之相反側突出。如此，輔助可熔導體21即能與第1可熔導體13同樣的，防止在加熱構裝時接合材15熔融而使第1、第2電極11、12間短路之初期短路。

〔其他構成〕

又，上述各短路元件1、50、70中，形成為板狀之第1可熔導體13，以具有與第1電極11之連接面積的2倍以上面積較佳。如此，第1可熔導體13即能確保使第1、第2電極11、12間短路之充分的熔融導體之量，且在將端部支承於發熱體拉出電極18之情形時，亦能迅速地熔斷。

又，上述各短路元件1、50、70中，亦可以線材形成第1可熔導體13，此場合，第1可熔導體13以具有與第1電極11之連接長度2倍以上之長度較佳。如此，第1可熔導體13即能確保使第1、第2電極11、 12間短路之充分的熔融導體之量，並且在將端部支承於發熱體拉出電極18之情形時，亦能迅速熔斷。

〔塗覆處理〕

又，上述各短路元件1、50、70之第1、第2電極11、12、發熱體拉出電極18及發熱體供電電極71，可使用Cu或Ag等一般的電極材料形成，於表面上，於表面上，以鍍敷處理等之公知手法塗覆Ni/Au鍍、Ni/Pd鍍、Ni/Pd/Au鍍等之被膜較佳。如此，於各短路元件1、50、70，即能防止第1、第2電極11、12、發熱體拉出電極18及發熱體供電電極71之氧化，確實地保持第1、第2可熔導體13、72。此外，在對短路元件1、50、70進行回流焊構裝之場合，藉由連接第1、第2可熔導體13、72之連接用焊料等接合材15、或形成第1、第2可熔導體13、72之外層之低熔點金屬熔融，可防止第1、第2電極11、12、發熱體拉出電極18及發熱體供電電極71被熔蝕(焊料浸蝕)。

〔發熱體之位置〕

又，表面構裝型之短路元件1，除了在絶緣基板10之表面10a形成發熱體14之外，如圖19(A)所示，亦可設置在絶緣基板10之背面10b。此場合，發熱體14係在絶緣基板10之背面10b被絶緣層17被覆。此外，構成對發熱體14之供電路徑3之發熱體電極19亦同樣的形成在絶緣基板10之背面10b。發熱體拉出電極18，其與發熱體14連接之下層部18a形成在絶緣基板10之背面10b，搭載第1可熔導體13之上層部18b形成在絶緣基板10之表面10a，下層部18a與上層部18b透過導電通孔(through hole)連續。

又，發熱體14，於絶緣基板10之背面10b最好是形成在與第1、第2電極11、12重疊之位置較佳。此外，發熱體拉出電極18，以設置在較第1、第2電極11、12與發熱體14分離之位置較佳。

又，如圖19(B)所示，於短路元件1，亦可將發熱體14形成在絶緣基板10之內部。此場合，無需設置被覆發熱體14之絶緣層17。此外，連接發熱體14之一端之發熱體電極19，與發熱體14連接之一端部形成至絶緣基板10之內部，透過導電通孔與設在絶緣基板10之背面10b之外部連接端子19a連接。發熱體拉出電極18，與發熱體14連接之下層部18a形成至絶緣基板10之內部，與搭載第1可熔導體13之上層部18b透過導電通孔連續。

又，發熱體14，於絶緣基板10之內部以形成在與第1、第2電極11、12重疊之位置較佳。此外，發熱體拉出電極18以設置在較第1、第2電極11、12與發熱體17分離之位置較佳。

短路元件1，藉由將發熱體14形成在絶緣基板10之背面10b或絶緣基板10之內部，可使絶緣基板10之表面10a平坦化，如此一來，即能將第1、第2電極11、12及發熱體拉出電極18形成在表面10a上。從而，短路元件1，不僅能簡化第1、第2電極11、12及發熱體拉出電極18之製造步驟，亦能謀求高度之降低。

又，短路元件1，在將發熱體14形成在絶緣基板10之背面10b或絶緣基板10之內部之情形時，作為絶緣基板10之材料使用精密陶瓷等熱傳導性優異之材料，可藉由發熱體14，與積層在絶緣基板10之表面10a上之場合同等的加熱第1可熔導體13、使之熔斷。

〔可熔導體之構成〕

如上所述，第1、第2可熔導體13、72及輔助可熔導體21可含有低熔點金屬與高熔點金屬。又，於以下之說明中，除特別需要加以區別之情形外，將第1、第2可熔導體13、72及輔助可熔導體21統稱為「可熔導體13、72、21」。作為低熔點金屬，使用以Sn為主成分之無鉛焊料等焊料較佳，作為高熔點金屬，使用以Ag、Cu或以此等為主成分之合金等較佳。此時，可熔導體13、72、21，如圖20(A)所示，可使用作為內層設置高熔點金屬層91、作為外層設置低熔點金屬層92之可熔導體。此場合，可熔導體13、72、21可以是高熔點金屬層91之全面被低熔點金屬層92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。以高熔點金屬層91或低熔點金屬層92之被覆構造，可使用鍍敷等之公知成膜技術形成。

又，如圖20(B)所示，可熔導體13、72、21可使用作為內層設置低熔點金屬層92、作為外層設置高熔點金屬層91之可熔導體。此場合，可熔導體13、72、21亦可以是低熔點金屬層92之全面被高熔點金屬層91被覆之構造，或除相對向之一對側面外被被覆之構造。

又，可熔導體13、72、21，如圖21所示，亦可以是高熔點金屬層91與低熔點金屬層92積層之積層構造。

此場合，可熔導體13、72、21，如圖21(A)所示，可以是形成為由連接於第1、第2電極11、12或發熱體拉出電極18等之下層、與積層在下層之上之上層所構成的2層構造，可以是在作為下層之高熔點金屬層91之上面積層作為上層之低熔點金屬層92，相反的，亦可以是在作為下層之低熔點金屬層92之上面積層作為上層之高熔點金屬層91。或者，可 熔導體13、72、21，如圖21(B)所示，亦可以是形成為由內層與積層在內層之上下面之外層所構成的3層構造，可以是在作為內層之高熔點金屬層91之上下面積層作為外層之低熔點金屬層92，相反的，亦可以是在作為內層之低熔點金屬層92之上下面積層作為外層之高熔點金屬層91。

又，可熔導體13、72、21，如圖22所示，亦可以是高熔點金屬層91與低熔點金屬層92交互積層之4層以上的多層構造。此場合，可熔導體13、72、21可以是以構成最外層之金屬層來被覆全面、或除相對向之一對側面外被被覆之構造。

又，可熔導體13、72、21，亦可以是於構成內層之低熔點金屬層92之表面將高熔點金屬層91以條狀局部的加以積層。圖23係可熔導體13、72、21的俯視圖。

圖23(A)所示之可熔導體13、72、21，係於低熔點金屬層92之表面，於寬度方向以既定間隔於長邊方向形成有複數個線狀之高熔點金屬層91，據以沿長邊方向形成線狀之開口部93，從此開口部93露出低熔點金屬層92。可熔導體13、72、21，因低熔點金屬層92從開口部93露出，熔融之低熔點金屬與高熔點金屬之接觸面積増加，可更為促進高熔點金屬層91之浸蝕作用以提升熔斷性。開口部93，例如可藉由在低熔點金屬層92施以構成高熔點金屬層91之金屬之部分鍍敷來形成。

又，可熔導體13、72、21，如圖23(B)所示，亦可於低熔點金屬層92之表面，於長邊方向以既定間隔，將線狀之高熔點金屬層91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93。

又，可熔導體13、72、21，如圖24所示，亦可於低熔點金 屬層92之表面形成高熔點金屬層91，並於高熔點金屬層91之全面形成圓形之開口部94，從此開口部94露出低熔點金屬層92。開口部94，例如可藉由對低熔點金屬層92施以構成高熔點金屬層91之金屬之局部鍍敷來形成

可熔導體13、72、21，可藉由低熔點金屬層92從開口部94之露出，增加熔融之低熔點金屬與高熔點金屬之接觸面積，促進高熔點金屬之浸蝕作用以提升熔斷性。

又，可熔導體13、72、21，如圖25所示，亦可於作為內層之高熔點金屬層91形成多數個開口部95，於此高熔點金屬層91，使用鍍敷技術等形成低熔點金屬層92，將其充填於開口部95內。如此，可熔導體13、72、21，由於熔融之低熔點金屬接觸高熔點金屬之面積増大，因此能在更短時間內以低熔點金屬熔蝕高熔點金屬。

又，於可熔導體13、72、21，以將低熔點金屬層92之體積形成為較高熔點金屬層91之體積大較佳。可熔導體13、72、21被發熱體14之發熱而加熱，可藉由低熔點金屬之熔融熔蝕高熔點金屬，如此能迅速地熔融、熔斷。因此，於可熔導體13、72、21，可藉由將低熔點金屬層92之體積形成為較高熔點金屬層91之體積大，以促進此熔蝕作用，迅速地使第1、第2電極11、12間短路。

又，可熔導體13、72、21，如圖26所示，可具有形成為略矩形板狀、被構成外層之高熔點金屬被覆且形成為較主面部13b、72b、21b厚之相對向的一對第1側緣部13c、72c、21c、與構成內層之低熔點金屬露出且形成為較第1側緣部13c、72c、21c薄厚度之相對向的一對第2側緣部13d、72d、21d。

第1側緣部13c、72c、21c，其側面被高熔點金屬層91被覆且因此而形成為較可熔導體13、72、21之主面部13b、72b、21b厚。第2側緣部13d、72d、21d，於側面露出外周被高熔點金屬層91圍繞之低熔點金屬層92。第2側緣部13d、72d、21d，除與第1側緣部13c、72c、21c相鄰之兩端部外，形成為與主面部13b、72b、21b相同厚度。

以上述方式構成之第1可熔導體13，如圖27所示，第1側緣部13c連接在第1電極11與發熱體拉出電極18之間，第2側緣部13d沿著第1電極11及發熱體拉出電極18上連接。

如此，短路元件1，極能在回流焊構裝時等防止第1可熔導體13變形、及第1可熔導體13之熔融、熔斷造成之供電路徑3之遮斷。此外，短路元件1，能在發熱體14之發熱後，使第1可熔導體13迅速熔融、凝結在第1、第2電極11、12上使其短路。再者，短路元件1，可在使第1、第2電極11、12間短路後，遮斷對發熱體14之供電路徑。

亦即，第1側緣部13c被高熔點金屬被覆、且亦未露出低熔點金屬層92，因此不易有熔蝕作用、至熔融為止需要較多熱能量。從而，第1可熔導體13，即使因回流焊構裝時等之加熱，在第1電極11與發熱體拉出電極18之間亦不易有變形及熔融之進展，能防止因第1電極11與發熱體拉出電極18之間熔斷造成之供電路徑3之遮斷。

又，第2側緣部13d與第1側緣部13c相較形成為相對較薄。此外，於第2側緣部13d之側面，露出有構成內層之低熔點金屬層92。如此，第2側緣部13d，即產生低熔點金屬層92對高熔點金屬層91之熔蝕作用，且被熔蝕之高熔點金屬層91之厚度亦形成為較第1側緣部13c薄，從 而與以高熔點金屬層91形成為較厚之第1側緣部13c相較，能以較少熱能量使之迅速熔融。

因此，於短路元件1，因發熱體14發熱而使第2側緣部13d迅速地熔融，熔融導體跨在與第2側緣部13d對向之第1電極11與第2電極12之間凝結。據此，於短路元件1，第1、第2電極11、12即短路。

進一步的，如上所述，由於第1側緣部13c至熔融為止需要較多熱能量，因此在第1、第2電極11、12之短路後，第1電極11與發熱體拉出電極18之間熔斷。從而，短路元件1，能在確實地使第1、第2電極11、12短路後，遮斷對發熱體14之供電路徑3。

又，以上述方式構成之第2可熔導體72，如圖28所示，藉由將被高熔點金屬被覆之第1側緣部72c配設在發熱體拉出電極18與發熱體供電電極71之間，熔斷需相當時間，因此可確保第1可熔導體13熔融後至第1、第2電極11、12間短路為止之時間，可防止短路前供電路徑3被遮斷之事態。

又，於不具備輔助可熔導體21之短路元件1、50、70，亦可將發熱體14透過絶緣層17連接於第1、第2電極11、12。例如圖28所示，短路元件70，藉由將發熱體14亦連接於第2電極12來進行加熱，可以良好效率濕潤第1可熔導體13，使熔融導體凝結在第1、第2電極11、12間使之短路。

具有此種構成之可熔導體13、72、21，係將構成低熔點金屬層92之焊料箔等低熔點金屬箔，以構成高熔點金屬層91之Ag等金屬加以被覆來製造。將低熔點金屬層箔以高熔點金屬被覆之工法，以能對長條 狀低熔點金屬箔連續施以高熔點金屬鍍敷之電鍍法(electroplating)，在作業效率上、製造成本上皆較有利。

以電鍍施以高熔點金屬鍍敷時，長條狀低熔點金屬箔之邊緣部分，亦即，於側緣部電流密度相對變強，高熔點金屬層91會鍍敷得較厚(參照圖26)。如此，即形成側緣部以高熔點金屬層形成為較厚之長條狀導體帶(ribbon)96。接著，將此導體帶96在與長邊方向正交之寬度方向(圖26中之C-C’方向)切斷為既定長度，製造可熔導體13、72、21。據此，可熔導體13、72、21，導體帶96之側緣部成為第1側緣部13c、72c、21c，導體帶96之切斷面成為第2側緣部13d、72d、21d。又，第1側緣部13c、72c、21c被高熔點金屬被覆，第2側緣部13d、72d、21d，於端面(導體帶96之切斷面)圍繞外周之高熔點金屬層91、與被高熔點金屬層91夾持之低熔點金屬層92露出至外方。

1‧‧‧短路元件

2‧‧‧開關

11‧‧‧第1電極

11a‧‧‧外部連接端子

11b‧‧‧第1配線

12‧‧‧第2電極

12a‧‧‧外部連接端子

12b‧‧‧第2配線

13‧‧‧第1可熔導體

14‧‧‧發熱體

15‧‧‧接合材

16‧‧‧大直徑部

17‧‧‧絶緣層

18‧‧‧發熱體拉出電極

19‧‧‧發熱體電極

23‧‧‧絶緣層

W₁‧‧‧第1、第2電極11、12之間隔

W₂‧‧‧大直徑部16之寬度

Claims (27)

1. 一種短路元件，具備：第1電極；第2電極，與該第1電極相鄰設置；第1可熔導體，被支承於該第1電極，藉由熔融而凝結在該第1、第2電極間，使該第1、第2電極短路；以及發熱體，用以加熱該第1可熔導體；該第1可熔導體被支承為自該第1電極往與該第2電極之相反側突出。
2. 如申請專利範圍第1項之短路元件，其中，在該第1電極之與該第2電極之相反側設有與該發熱體電性連接之發熱體拉出電極；藉由該發熱體拉出電極支承該第1可熔導體之一端，透過該第1電極及該第1可熔導體形成對該發熱體供電的供電路徑。
3. 如申請專利範圍第2項之短路元件，其中，在藉由該第1可熔導體之熔融導體使該第1、第2電極間短路後，遮斷該第1電極與該第1發熱體拉出電極之間。
4. 如申請專利範圍第3項之短路元件，其中，該發熱體拉出電極係配置在較該第1、第2電極離開該發熱體之位置。
5. 如申請專利範圍第1項之短路元件，其中，在該第2電極之與該第1電極之相反側、或該第1電極之與該第2電極之相反側，設有與該發熱體電性連接之發熱體拉出電極；該發熱體拉出電極，構成與該第1、第2電極及該第1可熔導體電性獨立之對該發熱體的供電路徑。
6. 如申請專利範圍第5項之短路元件，其具有：發熱體供電電極，與該發熱體拉出電極相鄰設置；以及第2可熔導體，搭載在該發熱體拉出電極及該發熱體供電電極間。
7. 如申請專利範圍第1項之短路元件，其具備：發熱體拉出電極，與該發熱體電性連接；發熱體供電電極，與該發熱體拉出電極相鄰設置並與該第1電極連接；以及第2可熔導體，搭載在該發熱體拉出電極及該發熱體供電電極間；透過該第1電極、該發熱體供電電極、該第2可熔導體及該發熱體拉出電極，形成對該發熱體供電的供電路徑。
8. 如申請專利範圍第6或7項之短路元件，其中，在該第1可熔導體熔融，藉由該第1可熔導體之熔融導體使該第1、第2電極間短路後，該第2可熔導體熔融，遮斷該發熱體拉出電極及該發熱體供電電極間。
9. 如申請專利範圍第8項之短路元件，其中，該第1可熔導體配置在較該第2可熔導體接近該發熱體之位置。
10. 如申請專利範圍第8項之短路元件，其中，該第1可熔導體形成為其剖面積較該第2可熔導體窄。
11. 如申請專利範圍第8項之短路元件，其中，該第1可熔導體之熔點較該第2可熔導體低。
12. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該發熱體透過絶緣層與該第1電極或該第1電極及該第2電極連續。
13. 如申請專利範圍第11項之短路元件，其中，於該第2電極連接有 輔助可熔導體；該發熱體透過該絶緣層亦與該第2電極連續。
14. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1及/或第2電極之一部分，被支承於以熱傳導率在10W/m‧K以下之絶緣材料構成之支承體。
15. 如申請專利範圍第12項之短路元件，其中，該第1及/或第2電極之一部分，被支承於以熱傳導率在10W/m‧K以下之絶緣材料構成之支承體。
16. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1可熔導體之體積，至少為該第1電極之與該第2電極對峙之側面之面積、與該第1、第2電極間距離之積以上。
17. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其具有與該第1電極連續之第1配線、以及與該第2電極連續之第2配線；該第1、第2配線，其表面被絶緣被覆。
18. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1電極具備局部之剖面積較大的大直徑部；該第1可熔導體之熔融導體凝結於該大直徑部。
19. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1可熔導體係Sn或以Sn為主成分之合金、或者是Pb或以Pb為主成分之合金。
20. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1可熔導體係積層低熔點金屬與高熔點金屬之複合材料。
21. 如申請專利範圍第6或7項之短路元件，其中，該第2可熔導體係Sn或以Sn為主成分之合金、或者是Pb或以Pb為主成分之合金。
22. 如申請專利範圍第6或7項之短路元件，其中，該第2可熔導體係積層低熔點金屬與高熔點金屬之複合材料。
23. 如申請專利範圍第20項之短路元件，其中，該低熔點金屬係Sn或含Sn40%以上之合金，該高熔點金屬係Ag、Cu或以Ag或Cu為主成分之合金。
24. 如申請專利範圍第22項之短路元件，其中，該低熔點金屬係Sn或含Sn40%以上之合金，該高熔點金屬係Ag、Cu或以Ag或Cu為主成分之合金。
25. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1可熔導體形成為板狀，具有與該第1電極之連接面積之2倍以上的面積。
26. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1可熔導體為線狀，具有與該第1電極之連接長度之2倍以上的長度。
27. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之短路元件，其中，該第1、第2電極之間隔，係該第1電極在該第1、第2電極間隔之延長線上之寬度以下。

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