WO2015025884A1 - スイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法 - Google Patents

スイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法 Download PDF

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WO2015025884A1
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heating element
open
short
circuit
electrodes
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吉弘 米田
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デクセリアルズ株式会社
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/0039—Means for influencing the rupture process of the fusible element
    • H01H85/0047—Heating means

Definitions

  • the present invention provides a switch circuit that includes a short-circuit portion that short-circuits between open electrodes and an open portion that opens between energized electrodes, and switches the entire circuit to an energized state or a cut-off state, and switch control using the same Regarding the method.
  • serial ID attached to the device and software package For activation of various devices and software, send the serial ID attached to the device and software package to the manufacturer together with data with unique values for each computer such as computer hardware information and IP address, Next, it is performed by inputting from the software a “protection release key” that can be used only with the combination of the transmitted serial ID and computer sent from the manufacturer.
  • Activating makes it possible to use various devices and software, or enables limited functions. Also, depending on the license conditions, for example, after a certain period of time has elapsed or after a predetermined number of uses, the functions of various devices and software are limited.
  • an object of the present invention is to provide a switch circuit that can perform irreversible switching control and can effectively counter unauthorized use, and a switch control method using the switch circuit.
  • a switch circuit includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element.
  • the first fusible conductor is melted by causing the first fusible conductor to melt, a short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor, a second fusible conductor disposed between the energizing electrodes, and the second A second heating element that melts the fusible conductor, and heats the second heating element to melt the second fusible conductor and opens between the energization electrodes;
  • a first current control element that controls power feeding to one heating element, and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, the open electrode of the short-circuit portion, and the The current-carrying electrode in the open part is connected in series.
  • the switch circuit according to the present invention includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element generates heat to generate heat.
  • the first soluble conductor is melted, the short-circuit portion between the open electrodes is short-circuited by the molten conductor, the second soluble conductor disposed between the energized electrodes, and the second soluble conductor is melted.
  • An open portion that melts the second soluble conductor by causing the second heat generating element to generate heat and opens the gap between the energizing electrodes, and power supply to the first heat generating element.
  • a first current control element that controls power supply and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, and the open electrode of the short-circuit part and the conductive electrode of the open part, Are connected in parallel.
  • the switch control method includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element generates heat by causing the first heating element to generate heat.
  • the first soluble conductor is melted, the short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor, the second soluble conductor disposed between the energized electrodes, and the second soluble conductor is melted.
  • a second heating element, the second heating element is heated to melt the second soluble conductor, and the current-carrying electrode is opened, and an opening to the first heating element is provided.
  • a first current control element that controls power feeding; and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, the open electrode of the short-circuit part and the conductive electrode of the open part. are connected in series, and the first current control element connects between the open electrodes of the short-circuit portion. Be contacted, switch the entire circuit from the cutoff state to the conduction state, the second current control element is opened between the powered electrode of the opening, it switches the entire circuit to re-cutoff state from the conduction state.
  • the switch control method includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element generates heat by causing the first heating element to generate heat.
  • the first soluble conductor is melted, the short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor, the second soluble conductor disposed between the energized electrodes, and the second soluble conductor is melted.
  • a second heating element, the second heating element is heated to melt the second soluble conductor, and the current-carrying electrode is opened, and an opening to the first heating element is provided.
  • a first current control element that controls power feeding; and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, the open electrode of the short-circuit part and the conductive electrode of the open part. are connected in parallel, and the second current control element connects between the energizing electrodes of the open portion. Released so, switching the entire circuit from the energized state to the cutoff state, said to short-circuit the above open electrodes of the short-circuit portion by the first current control element, in which switching to re-energized the entire circuit from the cutoff state.
  • the circuit function can be controlled on and off physically and irreversibly. Therefore, unlike the case where the on / off of the function is controlled by software, the vulnerability to unauthorized use due to unauthorized copying, hacking, cracking, etc. can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first switch circuit to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the first switch circuit.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the first switch circuit that is energized by the short-circuit portion.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing the first switch circuit that is cut off by the open portion.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration of the first switch circuit.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second switch circuit to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of the second switch circuit.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing the second switch circuit that is cut off by the open portion.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first switch circuit to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the first switch circuit.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the first switch circuit
  • FIG. 9 is a circuit diagram illustrating the second switch circuit that is energized by the short-circuit portion.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing another configuration of the first switch circuit.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a short-circuit element, in which (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view.
  • 12A and 12B are diagrams showing a short-circuit element in which a soluble conductor is melted and short-circuited.
  • FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a cross-sectional view.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of an open element, in which (A) is a plan view and (B) is a cross-sectional view.
  • 14A and 14B are diagrams showing an open element in which a soluble conductor is melted and short-circuited.
  • FIG. 14A is a plan view and FIG. 14B is a cross-sectional view.
  • the first switch circuit 1 to which the present invention is applied switches the function of the device from the off state to the on state, and again switches it to the off state.
  • the second switch circuit 2 to which the present invention is applied switches the function of the device from the on-state to the off-state, and switches it back on.
  • Each of the first and second switch circuits 1 and 2 includes a short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes and an open portion that opens between the energized electrodes, and includes a short-circuit portion and an open portion according to the application to be applied. They are connected in series or in parallel.
  • release part of the 1st, 2nd switch circuits 1 and 2 physically short-circuit between open electrodes by opening a soluble conductor, or open between energized electrodes. Therefore, the first and second switch circuits 1 and 2 can irreversibly switch the function of the application. Details will be described below.
  • the first switch circuit 1 includes a short-circuit portion 10 that short-circuits the first and second open electrodes 11 and 12 and an open-circuit that opens the first and second energizing electrodes 21 and 22.
  • the short circuit part 10 and the open part 20 are connected in series.
  • the open section 20 is connected to the power supply 3 of the device whose function is controlled on and off by the first switch circuit 1
  • the short circuit section 10 is connected to the functional circuit 4 of the device.
  • the first switch circuit 1 receives the short circuit signal, and opens the first current control element 13 that controls the current so that the short circuit portion 10 is short-circuited between the first and second open electrodes 11 and 12. It has a second current control element 23 that receives the signal and controls the open portion 20 so that the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 are opened.
  • the first switch circuit 1 is configured by connecting a short-circuit element 10 ⁇ / b> A constituting the short-circuit portion 10 and an open element 20 ⁇ / b> A constituting the open-circuit portion 20 in series. Can do.
  • the short-circuit element 10 ⁇ / b> A includes first and second open electrodes 11 and 12 opened in an initial stage, a first soluble conductor 14, and a first heating element 15 that melts the first soluble conductor 14. With.
  • the short-circuit element 10A melts the first fusible conductor 14 by causing the first heating element 15 to generate heat, and a switch 16 that short-circuits the first and second open electrodes 11 and 12 with the molten conductor. Constitute.
  • the first open electrode 11 is connected to the second energizing electrode 22 of the open element 20A
  • the second open electrode 12 is connected to the functional circuit 4 of the device.
  • the first soluble conductor 14 has one end connected to the first open electrode 11 and the other end connected to the first heating element 15.
  • the first heating element 15 is connected to the first current control element 13 via the heating element electrode 17.
  • the first current control element 13 controls power feeding to the first heating element 15 and is constituted by, for example, a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), and according to a signal from a detection circuit (not shown). Works.
  • FET field effect transistor
  • the first fusible conductor 14 and the first heating element 15 are connected in series, and when the first current control element 13 is activated, the first heating element is connected from the power source 3 via the first fusible conductor 14. 15 is fed.
  • the first heating element 15 generates heat
  • the first soluble conductor 14 is melted, and the first and second open electrodes 11 and 12 are short-circuited by the molten conductor.
  • the switch 16 is turned on, the power of the power supply 3 is supplied to the functional circuit 4, and the function of the device is turned on.
  • the open element 20 ⁇ / b> A includes a second fusible conductor 24 disposed between the energizing electrodes 21 and 22, and a second heating element 25 that melts the second fusible conductor 24. By causing 25 to generate heat, the second soluble conductor 24 is melted, and the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 are opened.
  • the first energization electrode 21 is connected to the power source 3 of the device, and the second energization electrode 22 is connected to the first open electrode 11 of the short-circuit element 10A.
  • the second soluble conductor 24 is disposed between the first energizing electrode 21 and the second energizing electrode 22.
  • the open element 20A is energized between the first and second energization electrodes 21 and 22.
  • One end of the second heating element 25 is connected to the power source 3 via the second soluble conductor 24, and the other end is connected to the second current control element 23 via the heating element electrode 26.
  • the second current control element 23 controls power feeding to the second heating element 25, is constituted by, for example, an FET, and operates according to a signal from a detection circuit (not shown).
  • the second second current control element 23 When the second second current control element 23 is activated, power is supplied from the power source 3 to the second heating element 25 via the second soluble conductor 24.
  • the second heating element 15 When the second heating element 15 generates heat, the second fusible conductor 24 is melted, and the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 are opened. As a result, the power supply path from the power supply 3 to the functional circuit 4 is interrupted, and the function of the device is turned off.
  • the first switch circuit 1 initially opens between the first and second open electrodes 11 and 12 of the short-circuit portion 10, and the first and second energizations of the open portion 20.
  • the electrodes 21 and 22 are short-circuited via the second soluble conductor 24.
  • power supply to the first and second heating elements 15 and 25 is stopped by the first and second current control elements 13 and 23.
  • the power supply path from the power source 3 to the functional circuit 4 is cut off, and a part or all of the device functions are disabled.
  • the power supply path to the functional circuit 4 is connected, and the function of the device can be used.
  • route to the 1st heat generating body 15 is interrupted
  • the second current control is required.
  • An open signal is supplied to the element 23 from the detection circuit, and the second current control element 23 is activated.
  • the power of the power source 3 is supplied to the second heating element 25, and the second heating element 25 starts to generate heat.
  • the second fusible conductor 24 is blown by transferring heat of the second heating element 15.
  • the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 that are short-circuited by the second soluble conductor 24 are cut off, and the power supply path from the power supply 3 to the functional circuit 4 is cut off.
  • the function of the device becomes unusable.
  • the first and second fusible conductors 14 and 24 are sequentially melted to connect and cut off the current path between the power supply 3 and the functional circuit 4.
  • the function can be switched from the off state to the on state, and again to the off state.
  • the first and second fusible conductors 14 and 24 are melted to connect and cut off the current path between the power supply 3 and the functional circuit 4.
  • Function on / off can be controlled physically and irreversibly. Therefore, unlike the case where the on / off of the function is controlled by software, the vulnerability to unauthorized use due to unauthorized copying, hacking, cracking, etc. can be improved.
  • the second switch circuit 2 includes a short-circuit portion 10 and an open portion 20, and the short-circuit portion 10 and the open portion 20 are connected in parallel between the power supply 3 and the functional circuit 4. ing.
  • the second switch circuit 2 receives the short circuit signal, and opens the first current control element 13 that controls the current so that the short circuit portion 10 is short-circuited between the first and second open electrodes 11 and 12. It has a second current control element 23 that receives the signal and controls the open portion 20 so that the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 are opened.
  • the second switch circuit 2 is configured by connecting a short-circuit element 10 ⁇ / b> A constituting the short-circuit portion 10 and an open element 20 ⁇ / b> A constituting the open-circuit portion 20 in parallel. Can do.
  • the short-circuit element 10 ⁇ / b> A has a first open electrode 11 connected to the power source 3 and a second open electrode 12 connected to the functional circuit 4 of the device.
  • the other configuration of the short-circuit element 10A is as described above.
  • the open element 20 ⁇ / b> A has a first current-carrying electrode 21 connected to the power source 3 of the device and a second current-carrying electrode 22 connected to the functional circuit 4 of the device.
  • the other configuration of the opening element 20A is as described above.
  • the second switch circuit 2 initially opens between the first and second open electrodes 11, 12 of the short-circuit portion 10, and the first and second energizations of the open portion 20.
  • the electrodes 21 and 22 are short-circuited via the second soluble conductor 24.
  • power supply to the first and second heating elements 15 and 25 is stopped by the first and second current control elements 13 and 23.
  • the second switch circuit 2 secures a power supply path from the power supply 3 to the functional circuit 4 via the open portion 20, and the function of the device can be used.
  • the second current control element 23 An open signal is supplied from the detection circuit to the second current control element 23. Then, the power of the power source 3 is supplied to the second heating element 25, and the second heating element 25 starts to generate heat. The second fusible conductor 24 is blown by transferring heat of the second heating element 15.
  • the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 that are short-circuited by the second soluble conductor 24 are cut off, and the power supply path from the power supply 3 to the functional circuit 4 is cut off.
  • the function of the device becomes unusable.
  • a short circuit signal is supplied from the detection circuit to the first current control element 13, and the first current control element 13 is activated. Then, the power of the power source 3 is supplied to the first heating element 15 and the first heating element 15 starts to generate heat. The first fusible conductor 14 is blown by transferring heat of the first heating element 15.
  • the first and second open electrodes 11, 12 where the molten conductor of the first fusible conductor 14 is open is short-circuited, and power is supplied from the power supply 3 to the functional circuit 4.
  • the path is connected and the device functions can be used.
  • route to the 1st heat generating body 15 is interrupted
  • the current path between the power source 3 and the functional circuit 4 is interrupted and reconnected by sequentially melting the first and second fusible conductors 14 and 24.
  • the function can be switched from the on state to the off state and then back to the on state.
  • the current path between the power source 3 and the functional circuit 4 is interrupted and reconnected by melting the first and second fusible conductors 14, 24.
  • the function can be controlled on and off physically and irreversibly. Therefore, unlike the case where the on / off of the function is controlled by software, the vulnerability to unauthorized use due to unauthorized copying, hacking, cracking, etc. can be improved.
  • the second switch circuit 2 there is one second soluble conductor 24 of the open element 20A in terms of circuit configuration, but as shown in FIG. 10, the second soluble conductors 24a and 24b are provided. You may have two.
  • FIG. 11A shows a plan view of the short-circuit element 10A
  • FIG. 11B shows a cross-sectional view of the short-circuit element 10A.
  • the short-circuit element 10A includes an insulating substrate 30, a first heating element 15 provided on the insulating substrate 30, and a first open electrode 11 and a second open electrode 12 provided adjacent to each other on the insulating substrate 30.
  • a third electrode 31 provided adjacent to the first open electrode 11 and electrically connected to the first heating element 15; and a second electrode provided adjacent to the second open electrode 12.
  • first open electrode 11 and the third electrode 31 are provided between the first open electrode 11 and the third electrode 31 to form a current path, and by heating from the first heating element 15, the first open electrode A first fusible conductor a that shorts the current path between the first and second open electrodes 11 and 12, and the second open electrode 12 and the fourth Between the first heating element 15 and the first heating element 15. Melted, and a first, a first fusible conductor 14b for short-circuiting between the second opening electrodes 11 and 12. And the cover member 33 which protects the inside of the short circuit element 10A on the insulating substrate 30 is attached.
  • the insulating substrate 30 is formed in a substantially square shape using an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like.
  • the insulating substrate 30 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board, but it is necessary to pay attention to the temperature at which the first fusible conductors 14a and 14b are blown. is there.
  • the first heating element 15 is a conductive member that has a relatively high resistance value and generates heat when energized, and is made of, for example, W, Mo, Ru, or the like.
  • the first heating element 15 is obtained by forming a paste on the insulating substrate 30 using a screen printing technique by mixing a powdery body of these alloys, compositions, or compounds with a resin binder or the like. Or by firing.
  • the first heating element 15 is covered with an insulating layer 35 on the insulating substrate 30.
  • the insulating layer 35 efficiently transfers the heat of the first heating element 15 to the first and second open electrodes 11 and 12 and the third and fourth electrodes 31 and 32, and the first soluble conductor 14 a,
  • the molten conductor 14b is provided on the first and second open electrodes 11 and 12 for aggregation, and is made of, for example, a glass layer.
  • the first and second open electrodes 11 and 12 and the third and fourth electrodes 31 and 32 are formed on the insulating layer 35 covering the first heating element 15.
  • the first open electrode 11 is formed adjacent to the second open electrode 12 on one side and insulated.
  • a third electrode 31 is formed on the other side of the first open electrode 11.
  • the first open electrode 11 and the third electrode 31 are electrically connected by mounting the first fusible conductor 14a, constitute a part of the power supply path from the power source 3 to the functional circuit 4, and the first A current path at the time of fusing one soluble conductor 14a, 14b is formed.
  • the first open electrode 11 is connected to an external connection terminal (not shown) provided on the back surface of the insulating substrate 30 through a conductive through hole 36 facing the side surface of the insulating substrate 30. Via the second energizing electrode 22 (FIG. 2) of the open element 20A or the power source 3 (FIG. 7).
  • the third electrode 31 is connected to the first heating element 15 via a heating element extraction electrode 37 provided on the insulating substrate 30.
  • the first heating element 15 is connected to the heating element electrode 17 facing the side edge of the insulating substrate 30 via the heating element extraction electrode 37.
  • the heating element electrode 17 is connected to an external connection terminal (not shown) provided on the back surface of the insulating substrate 30 through the conductive through hole 36, and the first current control element 13 is connected to the external heating terminal via the external connection terminal. Connected.
  • a fourth electrode 32 is formed on the other side of the second open electrode 12 opposite to the one side adjacent to the first open electrode 11.
  • the first soluble conductor 14 is connected to the second open electrode 12 and the fourth electrode 32.
  • the second open electrode 12 is connected to an external connection terminal (not shown) provided on the back surface of the insulating substrate 30 through a conductive through hole 36 facing the side surface of the insulating substrate 30. And connected to the functional circuit 4 (FIGS. 2 and 7).
  • the first and second open electrodes 11 and 12 and the third and fourth electrodes 31 and 32 can be formed using a general electrode material such as Cu or Ag, but at least the first, A coating such as Ni / Au plating, Ni / Pd plating, or Ni / Pd / Au plating is preferably formed on the surfaces of the second open electrodes 11 and 12 by a known plating process. Thereby, oxidation of the 1st, 2nd open electrodes 11 and 12 can be prevented, and a molten conductor can be held reliably.
  • the solder that connects the first fusible conductor 14 or the low melting point metal that forms the outer layer of the first fusible conductor 14 is melted so that the first and second fusible elements 14A are melted. It is possible to prevent the open electrodes 11 and 12 from being cut by being eroded (soldered).
  • the first fusible conductors 14a and 14b can use any metal that is quickly melted by the heat generated by the first heating element 15.
  • a low-melting-point metal such as Pb-free solder mainly containing Sn. Can be suitably used.
  • the first soluble conductors 14a and 14b may contain a low melting point metal and a high melting point metal.
  • the low melting point metal it is preferable to use solder such as Pb-free solder, and as the high melting point metal, it is preferable to use Ag, Cu or an alloy containing these as a main component.
  • the high melting point metal it is preferable to use Ag, Cu or an alloy containing these as a main component.
  • the first soluble conductors 14a and 14b can be configured with a low melting point metal layer as an inner layer and a high melting point metal layer as an outer layer. Such first soluble conductors 14a and 14b can be formed by forming a high melting point metal layer on a low melting point metal foil using a plating technique, or other well-known lamination techniques, It can also be formed using a film formation technique. The first soluble conductors 14a and 14b may be configured such that the high melting point metal layer is an inner layer and the low melting point metal layer is an outer layer, and the low melting point metal layer and the high melting point metal layer are alternately laminated. Alternatively, a multilayer structure of four or more layers may be used.
  • the first fusible conductors 14a and 14b are connected to the first and second open electrodes 11 and 12 and the third and fourth electrodes 31 and 32 using solder or the like.
  • the first soluble conductors 14a and 14b are placed on the first soluble conductors 14a and 14b. A flux 39 is applied.
  • the inside of the short-circuit element 10 ⁇ / b> A is protected by covering the insulating substrate 30 with the cover member 33.
  • the cover member 33 has a side wall 33a that constitutes a side surface of the short-circuit element 10A and a top surface portion 33b that constitutes an upper surface of the short-circuit element 10A, and the side wall 33a is connected to the insulating substrate 30 so that the short-circuit element 10A. It becomes a lid that closes the inside of the.
  • the cover member 33 is formed using an insulating member such as a thermoplastic plastic, ceramics, glass epoxy substrate, etc., similarly to the insulating substrate 30.
  • the cover member 33 may be formed with a cover portion electrode 33c on the inner surface side of the top surface portion 33b.
  • the cover part electrode 33 c is formed at a position overlapping the first and second open electrodes 11 and 12.
  • the cover electrode 33c has a molten conductor aggregated on the first and second open electrodes 11 and 12. By being wetted by contact, the molten conductor can be reliably held between the first and second open electrodes 11 and 12, and the allowable amount to be held can be increased.
  • the short-circuit element 10A When the device is activated, the short-circuit element 10A operates in response to the short-circuit signal from the first current control element 13, whereby the first short-circuit element 10A is connected to the power supply 3 from the first open electrode 11 side. Electric power is supplied to the heating element electrode 17 through the soluble conductor 14 a, the heating element extraction electrode 37, and the first heating element 15. Therefore, the first heating element 15 generates heat when energized. When the first soluble conductors 14a and 14b are melted by this heat, the molten conductors agglomerate on the first and second open electrodes 11 and 12, as shown in FIGS.
  • the agglomerated molten conductors are combined on the first and second open electrodes 11 and 12, whereby the first and second open electrodes 11 and 12 are combined.
  • the open electrodes 11 and 12 are short-circuited. That is, the shorting element 10A is short-circuited between both terminals of the switch 16 (FIGS. 3 and 9).
  • the energization to the first heating element 15 is stopped because the first open electrode 11 and the third electrode 31 are cut off by the fusing of the first soluble conductor 14a.
  • the open element 20A is formed at both ends of the insulating substrate 50, the second heating element 25 laminated on the insulating substrate 50 and covered with the insulating member 51, and the insulating substrate 50, as shown in FIG.
  • the first energizing electrode 21 and the second energizing electrode 22, the heating element extraction electrode 52 laminated on the insulating member 51 so as to overlap the second heating element 25, and both ends of the first and second energizing electrodes A second soluble conductor 24 connected to each of the energizing electrodes 21 and 22 and having a central portion connected to the heating element extraction electrode 52;
  • the insulating substrate 50, the second heating element 25, and the second soluble conductor 24 are the same as the insulating substrate 30, the first heating element 15, and the first soluble conductor 14 used in the short-circuit element 10A. Therefore, details are omitted.
  • an insulating member 51 is disposed so as to cover the heating element 14, and a heating element extraction electrode 52 is disposed so as to face the second heating element 25 through the insulating member 15.
  • an insulating member 51 may be laminated between the second heating element 25 and the insulating substrate 50.
  • the insulating member 51 for example, glass can be used.
  • One end of the heating element extraction electrode 52 is connected to the first heating element electrode 26a, and is continuous with one end of the second heating element 25 through the first heating element electrode 26A.
  • the other end of the second heating element 25 is connected to the second heating element electrode 26b.
  • the second heating element electrode 26 b is connected to an external connection terminal (not shown) formed on the back surface of the insulating substrate 50 through a conductive through hole 55 formed in the insulating substrate 50.
  • the second heating element 25 is connected to the second current control element 23 via the second heating element electrode 26b and the external connection terminal.
  • the second soluble conductor 24 is connected to the heating element extraction electrode 52 and the first and second energizing electrodes 21 and 22 by soldering or the like.
  • the second fusible conductor 24 can be easily connected by reflow soldering.
  • the first energizing electrode 21 and the second energizing electrode 22 formed on both side edges of the insulating substrate 50 and connected by the second fusible conductor 24 have through holes 55 respectively. And an external connection terminal (not shown) provided on the back surface of the insulating substrate 50.
  • the 1st electricity supply electrode 21 is connected with the power supply 3 via an external connection terminal (FIG. 2, FIG. 7).
  • the second energizing electrode 22 is connected to the first open electrode 11 (FIG. 2) or the functional circuit 4 (FIG. 7) of the short-circuit element 10A via an external connection terminal.
  • the 1st, 2nd electricity supply electrodes 21 and 22 and the heat generating body extraction electrode 52 can also be formed using common electrode materials, such as Cu and Ag, and the 1st, 2nd electricity supply electrodes 21 are used.
  • 22 and the surface of the heating element extraction electrode 52 are preferably formed by a known plating process such as Ni / Au plating, Ni / Pd plating, Ni / Pd / Au plating. Thereby, oxidation of the 1st, 2nd electricity supply electrodes 21 and 22 and the heat generating body extraction electrode 52 can be prevented, and a molten conductor can be hold
  • the first melting point and the second melting point 24 are melted by the solder connecting the second soluble conductor 24 or the low melting point metal forming the outer layer of the second soluble conductor 24. It is possible to prevent the energization electrodes 21 and 22 and the heating element extraction electrode 52 from being melted (soldered) and cut.
  • the open element 20A is formed on almost the entire surface of the second soluble conductor 24 in order to prevent the second soluble conductor 24 from being oxidized and to improve the wettability when the second soluble conductor 24 is melted.
  • a flux 57 is applied.
  • a cover member 58 is provided on the insulating substrate 50 in order to protect the inside.
  • the second current control element 23 operates upon receiving an open signal, whereby electric power is supplied from the power source 3 side, and the second heating element 25 is energized. Generate heat.
  • the second fusible conductor 24 is melted by this heat, the molten conductor is placed on the heating element extraction electrode 52, the first and second energizing electrodes 21 and 22, as shown in FIGS. Aggregate.
  • the first and second current-carrying electrodes 21 and 22 are opened, and the current path between the power supply 3 and the functional circuit 4 is interrupted (FIGS. 4 and 8).

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Abstract

　不可逆的にスイッチング制御を行うスイッチ回路を提供する。　第１の可溶導体（１４）と、第１の可溶導体（１４）を溶融させる第１の発熱体とを備え、第１の発熱体（１５）を発熱させることにより第１の可溶導体（１４）を溶融させ、溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部（１０）と、通電電極間に配設された第２の可溶導体（２４）と、第２の可溶導体（２４）を溶融させる第２の発熱体（２５）とを備え、第２の発熱体（２５）を発熱させることにより第２の可溶導体（２４）を溶融させ、通電電極間を開放する開放部（２０）と、第１の発熱体（１５）への給電を制御する第１の電流制御素子（１３）と、第２の発熱体（２５）への給電を制御する第２の電流制御素子（２３）とを有し、短絡部（１０）の開放電極と開放部（２０）の通電電極とが直列に接続されている。

Description

スイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法
　本発明は、本発明は、開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間を開放させる開放部とを備え、回路全体を通電状態又は遮断状態に切り替えるスイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法に関する。本出願は、日本国において２０１３年８月２１日に出願された日本特許出願番号特願２０１３－１７１６６７を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照されることにより、本出願に援用される。
　各種デバイスやソフトウェアのアクティベーションとしては、デバイスやソフトウェアパッケージに付属しているシリアルＩＤと、コンピュータのハードウェア情報やＩＰアドレスなど、コンピュータごとに独自の値を持つデータを合わせてメーカーに送信し、次いで、メーカーから送られてくる、送信したシリアルＩＤとコンピュータの組み合わせでのみ使える「プロテクト解除キー」をソフトウェアから入力することにより行われる。
　アクティベーションを行うことにより、各種デバイスやソフトウェアが使用可能となり、あるいは制限されていた機能が有効となる。また、ライセンス条件に応じて、例えば一定期間が経過した後、あるいは所定回数使用した後は、各種デバイスやソフトウェアの機能が制限される。
　この種のアクティベーションに伴う一連の機能のオンとオフの切り替えは、一般にソフトウェアによって制御されている。
特開２０１０－００３６６５号公報
　しかし、ソフトウェアによる機能制御においては、近年の不正コピーやハッキング、クラッキング等によって、不正に機能のオンとオフの切り替えが行われるリスクが存在する。
　そこで、本発明は、不可逆的にスイッチング制御を行うことができ、不正使用に有効に対抗することができるスイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明に係るスイッチ回路は、第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続されたものである。
　また、本発明に係るスイッチ回路は、第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続されたものである。
　また、本発明に係るスイッチ制御方法は、第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続され、上記第１の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から通電状態へ切り替え、上記第２の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から再度遮断状態へ切り替えるものである。
　また、本発明に係るスイッチ制御方法は、第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続され、上記第２の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から遮断状態へ切り替え、上記第１の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から再度通電状態へ切り替えるものである。
　本発明によれば、第１、第２の可溶導体を溶融することにより回路全体の通電及び遮断を行うことから、物理的、不可逆的に回路機能のオン・オフを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって機能のオン・オフを制御する場合と異なり、不正コピーやハッキング、クラッキング等による不正使用に対する脆弱性を改善することができる。
図１は、本発明が適用された第１のスイッチ回路の構成を示すブロック図である。 図２は、第１のスイッチ回路の構成を示す回路図である。 図３は、短絡部によって通電状態とされた第１のスイッチ回路を示す回路図である。 図４は、開放部によって遮断状態とされた第１のスイッチ回路を示す回路図である。 図５は、第１のスイッチ回路の他の構成を示す回路図である。 図６は、本発明が適用された第２のスイッチ回路の構成を示すブロック図である。 図７は、第２のスイッチ回路の構成を示す回路図である。 図８は、開放部によって遮断状態とされた第２のスイッチ回路を示す回路図である。 図９は、短絡部によって通電状態とされた第２のスイッチ回路を示す回路図である。 図１０は、第１のスイッチ回路の他の構成を示す回路図である。 図１１は、短絡素子の構成例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 図１２は、可溶導体が溶融し短絡した短絡素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 図１３は、開放素子の構成例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 図１４は、可溶導体が溶融し短絡した開放素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
　以下、本発明が適用されたスイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　本発明が適用された第１のスイッチ回路１は、デバイスの機能をオフ状態からオン状態に切り替え、再度オフ状態に切り替えるものである。また、本発明が適用された第２のスイッチ回路２は、デバイスの機能をオン状態からオフ状態に切り替え、再度オン状態に切り替えるものである。第１、第２のスイッチ回路１，２は、いずれも開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間を開放させる開放部とを備え、適用するアプリケーションに応じて短絡部と開放部とを直列又は並列に接続したものである。また、第１、第２のスイッチ回路１，２の短絡部及び開放部は、可溶導体を溶断させることにより、物理的に、開放電極間を短絡させ、又は通電電極間を開放させる。したがって、第１、第２のスイッチ回路１，２は、不可逆的に当該アプリケーションの機能を切り替えることができる。以下、詳述する。
　［第１のスイッチ回路］
　第１のスイッチ回路１は、図１に示すように、第１、第２の開放電極１１，１２間を短絡させる短絡部１０と、第１、第２の通電電極２１，２２を開放させる開放部２０とを有し、短絡部１０と開放部２０とが直列に接続されている。第１のスイッチ回路１は、開放部２０が、第１のスイッチ回路１によって機能のオンとオフが制御されるデバイスの電源３と接続され、短絡部１０が当該デバイスの機能回路４と接続されている。また、第１のスイッチ回路１は、短絡信号を受けて短絡部１０を第１、第２の開放電極１１，１２間が短絡するように電流を制御する第１の電流制御素子１３と、開放信号を受けて開放部２０を第１、第２の通電電極２１，２２間が開放するように制御する第２の電流制御素子２３とを有する。
　具体的に、第１のスイッチ回路１は、図２に示すように、短絡部１０を構成する短絡素子１０Ａと、開放部２０を構成する開放素子２０Ａとを直列に接続することによって構成することができる。
　［短絡素子］
　短絡素子１０Ａは、初期段階において開放されている第１、第２の開放電極１１，１２と、第１の可溶導体１４と、第１の可溶導体１４を溶融させる第１の発熱体１５とを備える。そして短絡素子１０Ａは、第１の発熱体１５を発熱させることにより第１の可溶導体１４を溶融させ、この溶融導体によって第１、第２の開放電極１１，１２間を短絡させるスイッチ１６を構成する。また、短絡素子１０Ａは、第１の開放電極１１が開放素子２０Ａの第２の通電電極２２と接続され、第２の開放電極１２が、デバイスの機能回路４と接続されている。
　第１の可溶導体１４は、一端を第１の開放電極１１と接続され、他端を第１の発熱体１５と接続されている。第１の発熱体１５は、発熱体電極１７を介して第１の電流制御素子１３と接続されている。第１の電流制御素子１３は、第１の発熱体１５への給電を制御するものであり、例えば電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ。）により構成され、図示しない検出回路からの信号に応じて作動する。
　第１の可溶導体１４と第１の発熱体１５とは直列に接続され、第１の電流制御素子１３が作動すると、電源３から第１の可溶導体１４を介して第１の発熱体１５へ給電される。第１の発熱体１５が発熱することにより、第１の可溶導体１４が溶融し、この溶融導体によって第１、第２の開放電極１１，１２間が短絡する。これによりスイッチ１６がオンの状態となり、電源３の電力が機能回路４へ供給され、当該デバイスの機能がオンの状態となる。また、第１の可溶導体１４が溶融することにより、第１の発熱体１５への給電経路が遮断され、第１の発熱体１５の発熱が停止する。
　［開放素子］
　開放素子２０Ａは、通電電極２１，２２間に配設された第２の可溶導体２４と、第２の可溶導体２４を溶融させる第２の発熱体２５とを備え、第２の発熱体２５を発熱させることにより第２の可溶導体２４を溶融させ、第１、第２の通電電極２１，２２間を開放させる。また、開放素子２０Ａは、第１の通電電極２１がデバイスの電源３と接続され、第２の通電電極２２が短絡素子１０Ａの第１の開放電極１１と接続されている。
　第２の可溶導体２４は、第１の通電電極２１と第２の通電電極２２との間に配設されている。開放素子２０Ａは、これにより第１、第２の通電電極２１，２２間が通電されている。第２の発熱体２５は、一端が第２の可溶導体２４を介して電源３と接続され、他端が発熱体電極２６を介して第２の電流制御素子２３と接続されている。第２の電流制御素子２３は、第２の発熱体２５への給電を制御するものであり、例えばＦＥＴにより構成され、図示しない検出回路からの信号に応じて作動する。
　第２の第２の電流制御素子２３が作動すると、電源３から第２の可溶導体２４を介して第２の発熱体２５へ給電される。第２の発熱体１５が発熱することにより、第２の可溶導体２４が溶断し、第１、第２の通電電極２１，２２間が開放される。これにより、電源３から機能回路４への給電経路が遮断され、当該デバイスの機能がオフの状態となる。また、第２の可溶導体２４が溶融することにより、第２の発熱体２５への給電経路が遮断され、第２の発熱体２５の発熱が停止する。
　［第１のスイッチ制御方法］
　第１のスイッチ回路１は、初期においては、図２に示すように、短絡部１０の第１、第２の開放電極１１，１２間が開放され、開放部２０の第１、第２の通電電極２１，２２間が第２の可溶導体２４を介して短絡されている。また、第１のスイッチ回路１は、第１、第２の電流制御素子１３，２３によって、第１、第２の発熱体１５，２５への給電が停止されている。これにより、第１のスイッチ回路１は、電源３から機能回路４への給電経路が遮断され、デバイスの機能の一部又は全部が使用不能とされている。
　当該デバイスのアクティベーションを行う場合、先ず、第１の電流制御素子１３へ検出回路から短絡信号が供給され、第１の電流制御素子１３が作動する。すると、電源３の電力が第１の発熱体１５に供給され、第１の発熱体１５が発熱を開始する。第１の可溶導体１４は、第１の発熱体１５の熱が伝達されることにより溶断される。
　これにより、図３に示すように、第１の可溶導体１４の溶融導体が開放されていた第１、第２の開放電極１１，１２間が短絡され、スイッチ１６がオンとなり、電源３から機能回路４への給電経路が接続されてデバイスの機能が使用可能となる。また、第１の可溶導体１４が溶融することにより、第１の発熱体１５への給電経路が遮断され、第１の発熱体１５の発熱が停止する。
　ライセンス条件に応じて、例えば一定期間が経過した後や、所定回数使用した後、あるいは当該デバイスを廃棄する場合等、当該デバイスやソフトウェアの機能を制限する必要が生じた場合、第２の電流制御素子２３へ検出回路から開放信号が供給され、第２の電流制御素子２３が作動する。すると、電源３の電力が第２の発熱体２５に供給され、第２の発熱体２５が発熱を開始する。第２の可溶導体２４は、第２の発熱体１５の熱が伝達されることにより溶断される。
　これにより、図４に示すように、第２の可溶導体２４によって短絡されていた第１、第２の通電電極２１，２２間が遮断され、電源３から機能回路４への給電経路が遮断されて、デバイスの機能が使用不可能となる。また、第２の可溶導体２４が溶融することにより、第２の発熱体２５への給電経路が遮断され、第２の発熱体２５の発熱が停止する。
　このように、第１のスイッチ回路１によれば、第１、第２の可溶導体１４，２４を順次溶融させることにより、電源３と機能回路４との電流経路の接続、及び遮断を行い、機能のオフ状態からオン状態へ切り替え、再度オフ状態へ切り替えることができる。このとき、第１のスイッチ回路１によれば、第１、第２の可溶導体１４，２４を溶融することにより電源３と機能回路４との電流経路の接続、及び遮断を行うことから、物理的、不可逆的に機能のオン・オフを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって機能のオン・オフを制御する場合と異なり、不正コピーやハッキング、クラッキング等による不正使用に対する脆弱性を改善することができる。
　なお、上述した第１のスイッチ回路１においては、回路構成上、開放素子２０Ａの第２の可溶導体２４を一つとしたが、図５に示すように、第２の可溶導体２４ａ、２４ｂの二つ備えていてもよい。
　［第２のスイッチ回路］
　次いで、第２のスイッチ回路２について説明する。なお、以下の説明において、上述した第１のスイッチ回路１と同一の構成については、同一の符号を付してその詳細を省略する。第２のスイッチ回路２は、図６に示すように、短絡部１０と開放部２０とを有し、短絡部１０と開放部２０とが、電源３と機能回路４の間で並列に接続されている。また、第２のスイッチ回路２は、短絡信号を受けて短絡部１０を第１、第２の開放電極１１，１２間が短絡するように電流を制御する第１の電流制御素子１３と、開放信号を受けて開放部２０を第１、第２の通電電極２１，２２間が開放するように制御する第２の電流制御素子２３とを有する。
　具体的に、第２のスイッチ回路２は、図７に示すように、短絡部１０を構成する短絡素子１０Ａと、開放部２０を構成する開放素子２０Ａとを並列に接続することによって構成することができる。
　［短絡素子］
　第２のスイッチ回路２において、短絡素子１０Ａは、第１の開放電極１１が電源３と接続され、第２の開放電極１２が、デバイスの機能回路４と接続されている。短絡素子１０Ａのその他の構成は、上述したとおりである。
　［開放素子］
　第２のスイッチ回路２において、開放素子２０Ａは、第１の通電電極２１がデバイスの電源３と接続され、第２の通電電極２２がデバイスの機能回路４と接続されている。開放素子２０Ａのその他の構成は、上述したとおりである。
　［第２のスイッチ制御方法］
　第２のスイッチ回路２は、初期においては、図７に示すように、短絡部１０の第１、第２の開放電極１１，１２間が開放され、開放部２０の第１、第２の通電電極２１，２２間が第２の可溶導体２４を介して短絡されている。また、第２のスイッチ回路２は、第１、第２の電流制御素子１３，２３によって、第１、第２の発熱体１５，２５への給電が停止されている。これにより、第２のスイッチ回路２は、開放部２０を介して、電源３から機能回路４への給電経路が確保され、デバイスの機能が使用可能とされている。
　ライセンス条件に応じて、例えば初期の無料使用期間が経過した後や、初期の無料使用回数を使用した等、当該デバイスやソフトウェアの機能を制限する必要が生じた場合、第２の電流制御素子２３へ検出回路から開放信号が供給され、第２の電流制御素子２３が作動する。すると、電源３の電力が第２の発熱体２５に供給され、第２の発熱体２５が発熱を開始する。第２の可溶導体２４は、第２の発熱体１５の熱が伝達されることにより溶断される。
　これにより、図８に示すように、第２の可溶導体２４によって短絡されていた第１、第２の通電電極２１，２２間が遮断され、電源３から機能回路４への給電経路が遮断されて、デバイスの機能が使用不可能となる。また、第２の可溶導体２４が溶融することにより、第２の発熱体２５への給電経路が遮断され、第２の発熱体２５の発熱が停止する。
　ユーザがライセンス契約手続きを行い、当該デバイスのアクティベーションを行う場合、先ず、第１の電流制御素子１３へ検出回路から短絡信号が供給され、第１の電流制御素子１３が作動する。すると、電源３の電力が第１の発熱体１５に供給され、第１の発熱体１５が発熱を開始する。第１の可溶導体１４は、第１の発熱体１５の熱が伝達されることにより溶断される。
　これにより、図９に示すように、第１の可溶導体１４の溶融導体が開放されていた第１、第２の開放電極１１，１２間が短絡され、電源３から機能回路４への給電経路が接続されてデバイスの機能が使用可能となる。また、第１の可溶導体１４が溶融することにより、第１の発熱体１５への給電経路が遮断され、第１の発熱体１５の発熱が停止する。
　このように、第２のスイッチ回路２によれば、第１、第２の可溶導体１４，２４を順次溶融させることにより、電源３と機能回路４との電流経路の遮断、及び再接続を行い、機能のオン状態からオフ状態へ切り替え、再度オン状態へ切り替えることができる。このとき、第２のスイッチ回路２によれば、第１、第２の可溶導体１４，２４を溶融することにより電源３と機能回路４との電流経路の遮断、及び再接続を行うことから、物理的、不可逆的に機能のオン・オフを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって機能のオン・オフを制御する場合と異なり、不正コピーやハッキング、クラッキング等による不正使用に対する脆弱性を改善することができる。
　なお、上述した第２のスイッチ回路２においては、回路構成上、開放素子２０Ａの第２の可溶導体２４を一つとしたが、図１０に示すように、第２の可溶導体２４ａ、２４ｂの二つ備えていてもよい。
　［素子構成例］
　［短絡素子］
　次いで、短絡素子１０Ａの構成例について説明する。図１１（Ａ）に、短絡素子１０Ａの平面図を示し、図１１（Ｂ）に、短絡素子１０Ａの断面図を示す。短絡素子１０Ａは、絶縁基板３０と、絶縁基板３０に設けられた第１の発熱体１５と、絶縁基板３０に、互いに隣接して設けられた第１の開放電極１１及び第２の開放電極１２と、第１の開放電極１１と隣接して設けられるとともに、第１の発熱体１５に電気的に接続された第３の電極３１と、第２の開放電極１２と隣接して設けられた第４の電極３２と、第１の開放電極１１と第３の電極３１との間に亘って設けられることにより電流経路を構成し、第１の発熱体１５からの加熱により、第１の開放電極１１と第３の電極３１との間の電流経路を溶断するとともに第１、第２の開放電極１１，１２間を短絡させる第１の可溶導体１４ａと、第２の開放電極１２と第４の電極３２との間に亘って設けられ、第１の発熱体１５からの加熱によって溶融し、第１、第２の開放電極１１，１２間を短絡させる第１の可溶導体１４ｂとを備える。そして、短絡素子１０Ａは、絶縁基板３０上に内部を保護するカバー部材３３が取り付けられている。
　絶縁基板３０は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板３０は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよいが、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂの溶断時の温度に留意する必要がある。
　第１の発熱体１５は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等からなる。第１の発熱体１５は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板３０上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。
　第１の発熱体１５は、絶縁基板３０上において絶縁層３５に被覆されている。絶縁層３５は、第１の発熱体１５の熱を効率よく第１、第２の開放電極１１，１２や第３、第４の電極３１，３２へ伝えるとともに、第１の可溶導体１４ａ、１４ｂの溶融導体が第１、第２の開放電極１１，１２上に凝集させるために設けられ、例えばガラス層からなる。
　第１の発熱体１５を被覆する絶縁層３５上には、第１、第２の開放電極１１，１２、及び第３、第４の電極３１，３２が形成されている。第１の開放電極１１は、一方側において第２の開放電極１２と隣接して形成されるとともに、絶縁されている。第１の開放電極１１の他方側には第３の電極３１が形成されている。第１の開放電極１１と第３の電極３１とは、第１の可溶導体１４ａが搭載されることにより導通され、電源３から機能回路４への給電経路の一部を構成するとともに、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂの溶断時における電流経路を構成する。また、第１の開放電極１１は、絶縁基板３０の側面に臨む導電スルーホール３６を介して絶縁基板３０の裏面に設けられた外部接続端子（図示せず）と接続され、この外部接続端子を介して開放素子２０Ａの第２の通電電極２２（図２）、あるいは電源３（図７）と接続される。
　また、第３の電極３１は、絶縁基板３０に設けられた発熱体引出電極３７を介して第１の発熱体１５と接続されている。また、第１の発熱体１５は、発熱体引出電極３７を介して、絶縁基板３０の側縁に臨む発熱体電極１７と接続されている。発熱体電極１７は、導電スルーホール３６を介して、絶縁基板３０の裏面に設けられた外部接続端子（図示せず）と接続され、この外部接続端子を介して第１の電流制御素子１３と接続される。
　第２の開放電極１２の第１の開放電極１１と隣接する一方側と反対の他方側には、第４の電極３２が形成されている。第２の開放電極１２と第４の電極３２とは、第１の可溶導体１４が接続されている。また、第２の開放電極１２は、絶縁基板３０の側面に臨む導電スルーホール３６を介して絶縁基板３０の裏面に設けられた外部接続端子（図示せず）と接続され、この外部接続端子を介して機能回路４と接続される（図２、図７）。
　なお、第１、第２の開放電極１１，１２及び第３、第４の電極３１，３２は、ＣｕやＡｇ等の一般的な電極材料を用いて形成することができるが、少なくとも第１、第２の開放電極１１，１２の表面上には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の被膜が、公知のメッキ処理により形成されていることが好ましい。これにより、第１、第２の開放電極１１，１２の酸化を防止し、溶融導体を確実に保持させることができる。また、短絡素子１０Ａをリフロー実装する場合に、第１の可溶導体１４を接続するハンダあるいは第１の可溶導体１４の外層を形成する低融点金属が溶融することにより第１、第２の開放電極１１，１２を溶食（ハンダ食われ）して切断するのを防ぐことができる。
　［可溶導体］
　第１の可溶導体１４ａ，１４ｂは、第１の発熱体１５の発熱により速やかに溶断されるいずれの金属を用いることができ、例えば、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の低融点金属を好適に用いることができる。
　また、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂは、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。低融点金属としては、Ｐｂフリーハンダなどのハンダを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、短絡素子１０Ａをリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、内層の低融点金属の外部への流出を抑制し、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂの形状を維持することができる。また、溶断時も、低融点金属が溶融することにより、高融点金属を溶食（ハンダ食われ）することで、高融点金属の融点以下の温度で速やかに溶断することができる。
　第１の可溶導体１４ａ，１４ｂは、低融点金属層を内層とし、高融点金属層を外層として構成することができる。このような第１の可溶導体１４ａ，１４ｂは、低融点金属箔に、高融点金属層をメッキ技術を用いて成膜することによって形成することができ、あるいは、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いて形成することもできる。また、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂは、高融点金属層を内層とし、低融点金属層を外層として構成してもよく、また低融点金属層と高融点金属層とが交互に積層された４層以上の多層構造としてもよい。
　なお、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂは、第１、第２の開放電極１１，１２上、及び第３、第４の電極３１，３２上へ、ハンダ等を用いて接続されている。
　なお、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂの酸化防止、及び第１の可溶導体１４ａ，１４ｂの溶融時における濡れ性を向上させるために、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂの上にはフラックス３９が塗布されている。
　短絡素子１０Ａは、絶縁基板３０がカバー部材３３に覆われることによりその内部が保護されている。カバー部材３３は、短絡素子１０Ａの側面を構成する側壁３３ａと、短絡素子１０Ａの上面を構成する天面部３３ｂとを有し、側壁３３ａが絶縁基板３０上に接続されることにより、短絡素子１０Ａの内部を閉塞する蓋体となる。このカバー部材３３は、上記絶縁基板３０と同様に、たとえば、熱可塑性プラスチック，セラミックス，ガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成されている。
　また、カバー部材３３は、天面部３３ｂの内面側に、カバー部電極３３ｃが形成されても良い。カバー部電極３３ｃは、第１、第２の開放電極１１，１２と重畳する位置に形成されている。このカバー部電極３３ｃは、第１の発熱体１５が発熱し、第１の可溶導体１４ａ，１４ｂが溶融されると、第１、第２の開放電極１１，１２上に凝集した溶融導体が接触して濡れ広がることにより、溶融導体を第１、第２の開放電極１１，１２間にわたって確実に保持させるとともに、保持する許容量を増加させることができる。
　そして、短絡素子１０Ａは、デバイスのアクティベーションが行われると、第１の電流制御素子１３が短絡信号を受けて作動することにより、電源３と接続された第１の開放電極１１側から第１の可溶導体１４ａ、発熱体引出電極３７及び第１の発熱体１５を介して発熱体電極１７へかけて電力が供給される。したがって、第１の発熱体１５が通電することにより発熱する。この熱により第１の可溶導体１４ａ，１４ｂが溶融すると、溶融導体は、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１、第２の開放電極１１，１２上に凝集する。第１、第２の開放電極１１，１２は隣接して形成されているため、第１、第２の開放電極１１，１２上に凝集した溶融導体が結合し、これにより第１、第２の開放電極１１，１２が短絡する。すなわち、短絡素子１０Ａは、スイッチ１６の両端子間が短絡される（図３、図９）。
　なお、第１の発熱体１５への通電は、第１の可溶導体１４ａが溶断することにより第１の開放電極１１と第３の電極３１間が遮断されるため、停止される。
　［開放素子］
　次いで、開放素子２０Ａの構成例について説明する。開放素子２０Ａは、図１３（Ａ）に示すように、絶縁基板５０と、絶縁基板５０に積層され、絶縁部材５１に覆われた第２の発熱体２５と、絶縁基板５０の両端に形成された第１の通電電極２１及び第２の通電電極２２と、絶縁部材５１上に第２の発熱体２５と重畳するように積層された発熱体引出電極５２と、両端が第１、第２の通電電極２１，２２にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極５２に接続された第２の可溶導体２４とを備える。
　絶縁基板５０、第２の発熱体２５、及び第２の可溶導体２４は、短絡素子１０Ａに用いた絶縁基板３０、第１の発熱体１５、及び第１の可溶導体１４と同様であるため、詳細は省略する。
　開放素子２０Ａは、発熱体１４を覆うように絶縁部材５１が配置され、この絶縁部材１５を介して第２の発熱体２５に対向するように発熱体引出電極５２が配置される。第２の発熱体２５の熱を効率良く第２の可溶導体２４に伝えるために、第２の発熱体２５と絶縁基板５０の間にも絶縁部材５１を積層しても良い。絶縁部材５１としては、例えばガラスを用いることができる。
　発熱体引出電極５２の一端は、第１の発熱体電極２６ａに接続され、この第１の発熱体電極２６Ａを介して第２の発熱体２５の一端と連続される。また、第２の発熱体２５の他端は、第２の発熱体電極２６ｂに接続される。また、第２の発熱体電極２６ｂは、絶縁基板５０に形成された導電スルーホール５５を介して絶縁基板５０の裏面に形成された外部接続端子（図示せず）と接続されている。第２の発熱体２５は、第２の発熱体電極２６ｂ、及び外部接続端子を介して第２の電流制御素子２３と接続される。
　第２の可溶導体２４は、発熱体引出電極５２及び第１、第２の通電電極２１，２２へ、ハンダ等により接続されている。第２の可溶導体２４は、リフローはんだ付けによって容易に接続することができる。
　図１３に示すように、絶縁基板５０の両側縁に形成され、第２の可溶導体２４によって接続されている第１の通電電極２１、第２の通電電極２２は、それぞれ、スルーホール５５を介して、絶縁基板５０の裏面に設けられた外部接続端子（図示せず）と接続されている。第１の通電電極２１は、外部接続端子を介して電源３と接続される（図２、図７）。また第２の通電電極２２は、外部接続端子を介して、短絡素子１０Ａの第１の開放電極１１（図２）、あるいは機能回路４（図７）と接続される。
　なお、第１、第２の通電電極２１、２２、及び発熱体引出電極５２も、ＣｕやＡｇ等の一般的な電極材料を用いて形成することができ、第１、第２の通電電極２１、２２、及び発熱体引出電極５２の表面上には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の被膜が、公知のメッキ処理により形成されていることが好ましい。これにより、第１、第２の通電電極２１、２２、及び発熱体引出電極５２の酸化を防止し、溶融導体を確実に保持させることができる。また、開放素子２０Ａをリフロー実装する場合に、第２の可溶導体２４を接続するハンダあるいは第２の可溶導体２４の外層を形成する低融点金属が溶融することにより第１、第２の通電電極２１、２２、及び発熱体引出電極５２を溶食（ハンダ食われ）して切断するのを防ぐことができる。
　なお、開放素子２０Ａは、第２の可溶導体２４の酸化防止、及び第２の可溶導体２４の溶融時における濡れ性を向上させるために、第２の可溶導体２４上のほぼ全面にフラックス５７が塗布されている。また、開放素子２０Ａにおいても、内部を保護するために、絶縁基板５０上にカバー部材５８が設けられている。
　そして、開放素子２０Ａは、デバイスの機能を遮断する場合、第２の電流制御素子２３が開放信号を受けて作動することにより、電源３側から電力が供給され、第２の発熱体２５が通電することにより発熱する。この熱により第２の可溶導体２４が溶融すると、溶融導体は、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、発熱体引出電極５２、第１、第２の通電電極２１，２２上に凝集する。これにより第１、第２の通電電極２１，２２間が開放され、電源３と機能回路４との間の電流経路が遮断される（図４、図８）。
　なお、第２の発熱体２５への通電は、第２の可溶導体２４が溶断することにより第１の通電電極２１と第２の発熱体電極２６ｂ間が遮断されるため、停止される。
１　第１のスイッチ回路、２　第２のスイッチ回路、３　電源、４　機能回路、１０　短絡部、１０Ａ　短絡素子、１１　第１の開放電極、１２　第２の開放電極、１３　第１の電流制御素子、１４　第１の可溶導体、１５　第１の発熱体、１６　スイッチ、１７　発熱体電極、２０　開放部、２０Ａ　開放素子、２１　第１の通電電極、２２　第２の通電電極、２３　第２の電流制御素子、２４　第２の可溶導体、２５　第２の発熱体、２６　発熱体電極、３０　絶縁基板、３１　第３の電極、３２　第４の電極、３３　カバー部材、３５　絶縁層、３６　導電スルーホール、３７　発熱体引出電極、３９　フラックス、５０　絶縁基板、５１　絶縁部材、５５　導電スルーホール、５７　フラックス、５８　カバー部材

Claims (6)

  1. 　第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、
    　通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
    　上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、
    　上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、
    　上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続されたスイッチ回路。
  2. 　上記第１の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から通電状態へ切り替え、
    　上記第２の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から再度遮断状態へ切り替える請求項１記載のスイッチ回路。
  3. 　第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、
    　通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
    　上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、
    　上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、
    　上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続されたスイッチ回路。
  4. 　上記第２の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から遮断状態へ切り替え、
    　上記第１の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から再度通電状態へ切り替える請求項３記載のスイッチ回路。
  5. 　第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、
    　通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
    　上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、
    　上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、
    　上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続され、
    　上記第１の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から通電状態へ切り替え、
    　上記第２の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から再度遮断状態へ切り替えるスイッチ制御方法。
  6. 　第１の可溶導体と、上記第１の可溶導体を溶融させる第１の発熱体とを備え、上記第１の発熱体を発熱させることにより上記第１の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、
    　通電電極間に配設された第２の可溶導体と、上記第２の可溶導体を溶融させる第２の発熱体とを備え、上記第２の発熱体を発熱させることにより上記第２の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
    　上記第１の発熱体への給電を制御する第１の電流制御素子と、
    　上記第２の発熱体への給電を制御する第２の電流制御素子とを有し、
    　上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続され、
    　上記第２の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から遮断状態へ切り替え、
    　上記第１の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から再度通電状態へ切り替えるスイッチ制御方法。
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