CN105575727B - 温度短路元件、温度切换元件 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“温度短路元件、温度切换元件”。提供无需具备发热体而能够在可熔导体的熔点以上的温度气氛中使之工作的温度短路元件。具备:第1电极(11);与第1电极(11)邻接地设置的第2电极(12);以及通过熔化从而遍及第1、第2电极(11、12)间而凝聚从而使第1、第2电极(11、12)短路的第1可熔导体(13),第1可熔导体(13)在第1可熔导体(13)的熔点以上的温度气氛中熔化并使第1、第2电极(11、12)短路。
Description
技术领域
本发明涉及根据温度气氛使可熔导体熔化并使开放状态的端子间物理且电性短路的温度短路元件,以及使开放状态的端子间物理且电性短路并且将连接状态的端子间物理且电性截断的温度切换元件。
背景技术
经充电能够反复利用的大部分二次电池,被加工成电池组而提供给用户。特别是在重量能量密度高的锂离子二次电池中,为了确保用户及电子设备的安全,一般在电池组内置过充电保护、过放电保护等的很多保护电路,具有在既定的情况下截断电池组的输出的功能。
这种保护元件中,有利用内置于电池组的FET开关来进行输出的导通/截止(ON/OFF),从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作的元件。然而,因某些原因而FET开关被短路破坏的情况下、被施加雷涌等而流过瞬间性大电流的情况下、或者因电池单元的寿命而输出电压异常降低或者反而输出过大的异常电压或者电池单元各自电压偏差变大的情况下,电池组、电子设备都必须进行保护,以免发生起火等的事故。因此,为了在这样能够假设的任何异常状态中也安全地截断电池单元的输出,使用由具有通过来自外部的信号截断电流路径的功能的熔丝元件构成的保护元件。
作为面向锂离子二次电池等的保护电路的保护元件,如在专利文献1记载的那样,电流路径上的遍及第1电极、发热体引出电极、第2电极间而连接可熔导体,从而形成电流路径的一部分,使该电流路径上的可熔导体利用过电流进行自发热而熔断,或者通过对设在保护元件内部的发热体通电、使之发热来熔断。在这样的保护元件中,通过使熔化的液体状的可熔导体集中于连在发热体的导体层上,使第1、第2电极间分离并截断电流路径。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-003665号公报
专利文献2:日本特开2004-185960号公报
专利文献3:日本特开2012-003878号公报。
发明内容
发明要解决的课题
此外,近年来,使用电池和马达的HEV(混合动力车:Hybrid Electric Vehicle)、EV(电动汽车:Electric Vehicle)得到迅速普及。作为HEV、EV的动力源,出于能量密度和输出特性多使用锂离子二次电池。例如汽车用途中,需要高电压、大电流。因此,开发出能够承受高电压、大电流的专用单元,但是因为制造成本上的问题而多数情况下,通过串联、并联连接多个电池单元,从而使用通用单元来确保所需要的电压电流。
在此,高速移动中的汽车等中,驱动力急剧下降、急停止反而有危险的情况,寻求假设非常时的电池管理。例如,在行驶中发生电池***的异常时,能够供给用于移动至修理工厂或安全场所为止的驱动力、或者危险警告灯、空调用的驱动力,对回避危险来说是理想的。
然而,在如专利文献1那样的多个电池单元串联连接的电池组中,如仅在充放电路径上设置保护元件的情况下,若在电池单元的一部分发生异常从而使保护元件工作,则会截断电池组整体的充放电路径,再也不能供给电力。
因此,为了仅排除由多个单元构成的电池组内的异常的电池单元,并有效活用正常的电池单元,提出了能够形成仅对异常的电池单元进行旁路的旁路路径的短路元件。
图40中示出短路元件的一个结构例,图41中示出适用短路元件的电池电路的电路图。该短路元件100如图40及图41所示,具有:在充放电路径上与电池单元101并联连接,并且在正常时处于开放的第1、第2短路电极102、103;通过熔化而使第1、第2短路电极102、103间短路的两个可熔导体104a、104b;以及与可熔导体104a串联连接并使可熔导体104a、104b熔化的发热体105。
短路元件100在陶瓷基板等的绝缘基板110上形成有发热体105及与发热体105的一端连接的外部连接电极111。另外,短路元件100隔着玻璃等的绝缘层112在发热体105上形成有与发热体105的另一端连接的发热体电极113、第1、第2短路电极102、103以及与第1、第2短路电极102、103一起支撑可熔导体104a、104b的第1、第2支撑电极114、115。
第1支撑电极114与露出在绝缘层112上的发热体电极113连接,另外,与第1短路电极102邻接。第1支撑电极114与第1短路电极102一起支撑一个可熔导体104a的两侧。同样地,第2支撑电极115与第2短路电极103邻接,与第2短路电极103一起支撑另一个可熔导体104b的两侧。
短路元件100中,构成从外部连接电极111经由发热体105、发热体电极113、可熔导体104a而到达第1短路电极102的、对发热体105的供电路径。
发热体105因电流经由该供电路径流过而自发热,可熔导体104a、104b利用该热(焦耳热)熔化。如图41所示,发热体105经由外部连接电极111与FET等的电流控制元件106连接。电流控制元件106这样进行控制,即,当电池单元101正常时限制对发热体105的供电,在异常时使电流经由充放电路径流入发热体105。
使用短路元件100的电池电路,若检测到电池单元101中异常电压等,则通过保护元件107从充放电路径上截断该电池单元101,并且使电流控制元件106工作,使电流流入发热体105。由此,因发热体105的热而可熔导体104a、104b熔化。可熔导体104a、104b偏倚到相对大面积的第1、第2短路电极102、103侧后熔化,熔化导体遍及两个短路电极102、103间而凝聚、结合。因此,短路电极102、103通过可熔导体104a、104b的熔化导体短路,由此,能够形成对电池单元101进行旁路的电流路径。
另外,短路元件100中,因可熔导体104a向第1短路电极102侧移动并且熔化而第1支撑电极114与第1短路电极102间开放,由此截断对发热体105的供电路径,因此停止发热体105的发热。
为了使这样的短路元件工作,需要在元件内部设置可熔导体及成为使可熔导体熔化的热源的发热体,并且将短路元件连接到对发热体的通电路径上。另外,需要在通电路径上设置控制对发热体的通电的控制元件,当电池单元处于异常电压时等、满足既定工作条件时对发热体通电。
在此,如果能够利用来自元件外部的热源的热来熔化可熔导体,则无需在短路元件内设置发热体,能够谋求小型化、制造工序的简化,另外也需要进行对发热体的通电控制的电流控制元件,能够适用的应用广泛。而且,还能够避免因控制对发热体的通电的电流控制元件的故障而发热体发热这一情况。
因此,本发明目的在于提供不具备发热体而使之能够在可熔导体的熔点以上的温度气氛中工作的温度短路元件及温度切换元件。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明所涉及的温度短路元件具备:第1电极;第2电极,与上述第1电极邻接地设置;以及第1可熔导体,通过熔化而遍及上述第1、第2电极间凝聚并使上述第1、第2电极短路,上述第1可熔导体在上述第1可熔导体的熔点以上的温度气氛中熔化。
另外,本发明所涉及的温度切换元件具备:第1电极;第2电极,与上述第1电极邻接地设置;第1可熔导体,通过熔化而遍及上述第1、第2电极间凝聚并使上述第1、第2电极短路;第3电极及第4电极;以及第3可熔导体,横跨上述第3、第4电极而连接,并通过熔化而截断上述第3、第4电极间,上述第1、第3可熔导体在上述第1、第3可熔导体的熔点以上的温度气氛中熔化。
发明效果
依据本发明,可熔导体因熔点以上的温度气氛而熔化,熔化导体通过凝聚于第1电极的周围而还与邻接第1电极而配置的第2电极接触,能够使第1、第2电极间短路。另外,依据本发明,可熔导体因熔点以上的温度气氛而熔化,能够使第3、第4电极间截断。
附图说明
图1是示出适用本发明的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图2是示出第1可熔导体熔化后的温度短路元件的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图3是示出适用本发明的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是具备传热部件的温度短路元件的外观立体图。
图4是示出温度短路元件的电路结构例的图。
图5是示出温度短路元件的开关表示导通状态的电路结构例的图。
图6是示出具备第2可熔导体的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图7是示出第1可熔导体及第2可熔导体熔化后的温度短路元件的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图8是示出表面安装型的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图9是示出第1可熔导体熔化后的表面安装型的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图10是示出具备第1支撑电极的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图11是示出具备第1支撑电极的温度短路元件的第1可熔导体熔化后的状态的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图12是示出具备第1、第2可熔导体的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图13是示出第1、第2可熔导体熔化后的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图14是示出具备第1、第2可熔导体及支撑第1、第2可熔导体的第2支撑电极的结构的截面图,(A)示出熔断前,(B)示出熔断后。
图15是示出利用第2绝缘层支撑第1可熔导体的温度短路元件的结构的截面图,(A)示出第1可熔导体的熔化前,(B)示出第1可熔导体的熔化后。
图16是示出利用第1、第2绝缘层支撑第1可熔导体的温度短路元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图17是除去盖部件及第1可熔导体而示出图16所示的温度短路元件的平面图。
图18是示出图16所示的温度短路元件中第1可熔导体熔化后的状态的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图19是示出具备盖部电极的温度短路元件的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图20是示出图19所示的温度短路元件中第1可熔导体熔化后的状态的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图21是示出适用本发明的温度切换元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图22是示出第1、第3可熔导体熔化后的温度切换元件的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图23是示出温度切换元件的电路结构例的图,(A)示出第1、第2可熔导体的熔化前,(B)示出第1、第2可熔导体的熔化后。
图24是示出与外部电路连接的温度切换元件的电路结构例的图。
图25是示出表面安装型的温度切换元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图26是示出第1、第3可熔导体熔化后的表面安装型的温度切换元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图27是示出利用第1、第2绝缘层来支撑第1可熔导体的温度切换元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图28是示出具备第1~第3可熔导体的温度切换元件的结构的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图29是示出图28所示的温度切换元件中第1、第3可熔导体熔化后的状态的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图。
图30是示出改变第1、第2电极的热传导路径与第3电极的热传导路径的热传导率的温度切换元件的平面图。
图31是示出具备盖部电极的温度切换元件的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图32是示出图31所示的温度短路元件中第1、第3可熔导体熔化后的状态的图,(A)是平面图,(B)是A-A’截面图,(C)是B-B’截面图。
图33是示出低熔点金属层覆盖于高熔点金属层的可熔导体的结构例的图,(A)是示出长尺状、(B)是示出线状的可熔导体的立体图。
图34是示出层叠低熔点金属层和高熔点金属层的可熔导体的结构例的图,(A)是示出2层结构、(B)是示出3层结构的可熔导体的立体图。
图35是示出层叠结构的可熔导体的制造工序的立体图。
图36是示出以低熔点金属层和高熔点金属层重复而4层以上的多层结构制造的可熔导体的截面图。
图37是示出设有条纹状的开口部的可熔导体的图,(A)是示出开口部沿长度方向设置的可熔导体的平面图,(B)是示出开口部沿宽度方向设置的可熔导体的平面图。
图38是示出设有圆形的开口部的可熔导体的平面图。
图39是示出在内层的高熔点金属层设有填充低熔点金属的圆形的开口部的可熔导体的平面图。
图40是示出参考例所涉及的短路元件的平面图。
图41是装入参考例所涉及的短路元件的电池组的电路图。
具体实施方式
以下,参照附图,对适用本发明的温度短路元件及温度切换元件进行详细说明。此外,本发明不只限定于以下的实施方式,在不脱离本发明的要点的范围内显然能够进行各种变更。另外,附图是示意性的,各尺寸的比例等有不同于现实的情况。具体尺寸等应该参考以下的说明进行判断。另外,应当理解到附图相互之间也包含彼此尺寸的关系或比例不同的部分。
[温度短路元件1]
适用本发明的温度短路元件1如图1(A)(B)所示,具备:第1电极11;与第1电极11邻接地设置的第2电极12;以及通过熔化而遍及第1、第2电极11、12间凝聚并使第1、第2电极11、12短路的第1可熔导体13。而且,温度短路元件1如图2(A)(B)所示,无需在元件内部具备发热体,而使第1可熔导体13在第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛中熔化,熔化导体13a凝聚到第1电极11的周围,从而还与对第1电极11邻接配置的第2电极12接触,使第1、第2电极11、12间短路。
[温度气氛]
温度短路元件1利用从外部的热源传递来的热使第1可熔导体13熔化。温度气氛是指由温度短路元件1的外部的热源作出的第1可熔导体13熔化的温度环境,例如因设在温度短路元件1附近的器件异常发热而产生的余热传递到温度短路元件1的内部而作出。另外,第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛也可以通过使用温度短路元件1的电子制品的起火或周围的火灾造成的热传递到温度短路元件1的内部而作出。进而,第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛也可以这样作出,即,作为不仅在事故、灾害时等的紧急情况,而且不可逆地用于使开关导通的通常的使用方式,使由外部的热源形成的热传递到温度短路元件1的内部而作出。
[传热部件]
另外,使第1可熔导体13熔化的温度气氛,通过温度短路元件1内部的空气或元件内部的结构部件作为传递元件外部的热的传热部件14发挥功能而作出。传热部件14传递温度短路元件1外部的热源的热,例如能够使用后述的温度短路元件1的外壳体或绝缘基板、第1、第2电极11、12、其他的构成部件,直接、间接地与第1可熔导体13连接而加热第1可熔导体13。传热部件14能够用例如与第1电极11连接的电极图案、线材料或热管等来形成,使来自热源15的热经由第1电极11间接地传递到第1可熔导体13,并使之熔化。
此外,如图3所示,传热部件14在使用热管等的导电性的部件的情况下,为了谋求与周围的绝缘,优选至少表面被绝缘材料16覆盖。
[第1、第2电极]
通过在例如氧化铝等的绝缘基板上进行高熔点金属膏的印刷/烧成等,在同一平面上形成第1、第2电极11、12。另外,第1、第2电极11、12使用由高熔点金属构成的线材料、板材料等的机构部件,通过支撑在既定位置等而形成也可。
第1、第2电极11、12被靠近配置并且开放,通过温度短路元件1工作,如图2(A)(B)所示,构成后述的第1可熔导体13的熔化导体13a凝聚、结合并经由该熔化导体13a短路的开关2。第1、第2电极11、12分别在一端设有外部连接端子11a、12a。第1、第2电极11、12经由这些外部连接端子11a、12a与因温度短路元件1动作而连接的电源电路、数字信号电路等的外部电路连接。温度短路元件1因第1、第2电极11、12经由熔化导体13a短路而成为该外部电路的电流路径或者对功能电路的供电路径。
[第1绝缘层]
第2电极12至少在一部分设有第1绝缘层17。另外,第2电极12不仅重叠被第1电极11支撑的第1可熔导体13,而且通过第1绝缘层17支撑第1可熔导体13。温度短路元件1中,因与第1电极11连接的第1可熔导体13被第1绝缘层17支撑而第1、第2电极11、12间开放(图1)。
第1绝缘层17能够使用具有绝缘性的各种材料,例如由玻璃层构成。而且,温度短路元件1在第1可熔导体13熔化时,熔化导体13a与第2电极12的除第1绝缘层17以外的区域接触,从而第1、第2电极11、12短路。此时,第1绝缘层17能够将第2电极12上的熔化导体13a的凝聚位置控制到第1电极12侧,能够更加迅速且可靠地使熔化导体13a凝聚于第1、第2电极11、12间。
[第1可熔导体]
第1可熔导体13能够使用温度短路元件1的利用温度气氛迅速熔化的任一金属,例如能够优选使用Sn或SnBi类焊锡或SnIn类焊锡、其他以Sn为主成分的无铅焊锡等的低熔点金属。
另外,第1可熔导体13也可以含有低熔点金属和高熔点金属。作为低熔点金属,优选使用上述的Sn或以Sn为主成分的无铅焊锡等的焊锡,作为高熔点金属,优选使用Ag、Cu或以这些为主成分的合金等。通过含有高熔点金属和低熔点金属,在回流安装温度短路元件1的情况下,即使回流温度超过低熔点金属的熔化温度而低熔点金属熔化,也能抑制低熔点金属对外部的流出,并能维持第1可熔导体13的形状。另外,在短路时,也因低熔点金属熔化而熔蚀(蚀焊锡)高熔点金属,从而能够在高熔点金属的熔点以下的温度下使之迅速熔化。此外,第1可熔导体13如后所说明的那样,能够通过各种结构形成。
第1可熔导体13大致以矩形板状形成,在第1电极11上经由连接用焊锡等的接合材料18而连接。另外,第1可熔导体13向第2电极12侧突出并且与第2电极12重叠,通过上述的第1绝缘层17支撑而与第2电极12分离。由此,温度短路元件1在工作前被维持第1、第2电极11、12的开放状态。而且,第1可熔导体13因利用来自外部的热源的热成为熔点以上的温度气氛而熔化,熔化导体13a凝聚于第1电极11的周围,并且与在第1电极11邻接而配置的第2电极12接触,使第1、第2电极11、12间短路。
例如,第1可熔导体13使用SnBi类的焊锡合金,从而在约140℃的温度气氛下开始熔化。另外,第1可熔导体13使用SnIn类的焊锡合金,从而在约120℃的温度气氛下开始熔化。
此外,第1可熔导体13为了防止氧化、提高润湿性等,涂敷有焊剂24(参照图8等)。
另外,第1可熔导体13也可以未必一定被第1电极11支撑。例如,第1可熔导体13也可以使一端被上述的第1绝缘层17支撑,并且利用未图示的支撑部件或者设在绝缘基板等的固定部件来支撑另一端。此时,第1可熔导体13被支撑在与第1、第2电极11、12重叠的位置,熔化导体13a凝聚于第1、第2电极11、12间(参照图15)。
[电路结构/应用]
温度短路元件1具有图4所示的电路结构。即,温度短路元件1构成开关2,以在动作前的状态下,使第1电极11和第2电极12接近并且因分离而绝缘,因第1可熔导体13熔化而短路。第1、第2电极11、12串联连接在安装温度短路元件1的电路基板等的电流路径上,从而装入电源电路、信号电路等的各种外部电路28A、28B间。
外部电路28A、28B是在温度短路元件1工作前,利用第1、第2电极11、12间开放而截断,因第1、第2电极11、12的短路而物理性、不可逆地短路的电路,能够例示例如在装入温度短路元件1的电子设备的器件发生异常发热的情况下或火灾等的紧急情况中,进行冷却装置、喷水设备等的启动、后备电路的启动、警报器等的异常报知***的工作、旁路电流路径的构建等的各种功能电路。或者,外部电路28A、28B也可为对于网络通信设备中的骇客、破解***构建迂回数据服务器的旁路信号路径,或者进行通常的器件、软件的激活。
温度短路元件1中,若伴随器件的故障的异常发热、火灾等而被传递来自外部的热源15的热,成为第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛,则如图2(A)(B)所示,第1可熔导体13被加热、熔化,绝缘的第1、第2电极11、12经由熔化导体13a短路。由此,如图5所示,温度短路元件1中,开关2导通,外部电路28A、28B连接。
[第2可熔导体]
另外,如图6所示,温度短路元件1也可以向第2电极12连接第2可熔导体21,并且使传热部件14和第1、第2电极11、12连续,经由第2电极2使第2可熔导体21熔化。
通过在第2电极12也设置第2可熔导体21,如图7所示,温度短路元件1能够借助第1可熔导体13及第2可熔导体21的各熔化导体13a、21a增大遍及第1、第2电极11、12间而凝聚的熔化导体的量,使之可靠地短路。第2可熔导体21使用与第1可熔导体13相同的材料来形成,从而在第1可熔导体13熔化的温度气氛中,能够使之同样地熔化。另外,第2可熔导体21也如后面说明的那样,能够通过各种结构形成。另外,第2可熔导体21与第1可熔导体13同样地利用接合焊锡等的接合材料18接合到第2电极12。
此外,第2可熔导体21优选从第2电极12向第1电极11侧突出地设置,与第1电极11分离并且突出到重叠的位置。另外,通过以还与第1可熔导体13重叠的方式支撑第2可熔导体21,第2可熔导体21的熔化导体21a和第1可熔导体13的熔化导体13a易于凝聚,能够有助于第1、第2电极11、12间的短路。
接合有第2可熔导体21的第2电极12与第1电极11同样,经由传热部件14而传递外部的热源15的热。由此,第2电极12能够使第2可熔导体21迅速熔化。
[表面安装型]
另外,适用本发明的温度短路元件,能够形成为能够表面安装到外部电路基板。以表面安装用途形成的温度短路元件1,如图8(A)(B)所示,在绝缘基板10的表面10a层叠有第1、第2电极11、12。第1可熔导体13通过连接焊锡等的接合材料18被支撑在第1电极11上,并且与第2电极12重叠,被形成在第2电极12上的第1绝缘层17支撑。由此,温度短路元件1形成有第1、第2电极11、12。此外,图8(A)是表面安装型的温度短路元件1的平面图,图8(B)是同图(A)的A-A’截面图。
绝缘基板10使用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件以大体方形状形成。绝缘基板10除此以外也可以使用玻璃环氧基板、苯基板等的用于印刷布线基板的材料,但是需要留意第1可熔导体13熔断时的温度。
另外,绝缘基板10优选使用陶瓷基板等的热传导性优异的绝缘材料或表面被绝缘材料涂敷的金属基板。由此,绝缘基板10作为向第1可熔导体13传递外部的热源15的热的传热部件14发挥功能。外部的热源15的热经由绝缘基板10传递到第1电极11,并经由接合材料18而直接传递到第1可熔导体13,并且作为温度短路元件1内的余热间接地传递到第1可熔导体13。由此,温度短路元件1能够作出第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛,从而使第1可熔导体13熔化。
第1、第2电极11、12是形成在绝缘基板10的表面10a的导体图案。另外,第1、第2电极11、12与形成在绝缘基板10的背面10b的外部连接端子(未图示)连接。温度短路元件1经由这些外部连接端子装入电源电路等的各种外部电路。
在第1、第2电极11、12上,利用玻璃等的绝缘材料设有第1绝缘层17,并且以板状形成的第1可熔导体13横跨搭载于第1、第2电极11、12间。第1、第2电极11、12在第1绝缘层17支撑第1可熔导体13,从而与第1可熔导体13分离。另外,第1电极11设有接合焊锡等的接合材料18,经由接合材料18连接有第1可熔导体13。
此外,第1绝缘层17除去邻接设置的第1、第2电极11、12的对置的一部分而形成,不仅防止接合材料18、熔化导体13a的流出,而且使熔化导体13a的凝聚位置落在第1、第2电极11、12间。由此,第1绝缘层17能够防止熔化导体13a向外部连接端子侧流出从而对与外部电路的连接状态产生影响的情况,并且能够使第1、第2电极11、12间可靠地短路。
第1、第2电极11、12能够通过利用丝网印刷技术在绝缘基板10的表面10a上图案形成Ag等的高熔点金属膏,并烧成等而形成。另外,第1、第2电极11、12通过使用Ag等的热传导性优异的材料而形成,能够作为向第1可熔导体13传递外部的热源15的热的传热部件14发挥功能。
此外,第1可熔导体13为了防止氧化、提高润湿性等而涂敷有焊剂24。另外,温度短路元件1中,盖部件25覆盖在绝缘基板10的表面10a上。
温度短路元件1在外部的热源发热时,如图9(A)(B)所示,经由绝缘基板10、第1、第2电极11、12等的传热部件加热熔化第1可熔导体13,使熔化导体13a凝聚于第1、第2电极11、12间并使之短路。此时,温度短路元件1通过以使第1可熔导体13与第2电极12重叠的方式支撑,从而利用熔化导体13a的表面张力或者重力使熔化导体13a接触到第2电极12,能够使第1、第2电极11、12间可靠地短路。
此外,如图8所示,温度短路元件1也可以使第1可熔导体13向第1电极11的与第2电极12相反侧以及第2电极12的与第1电极11相反侧延伸。由此,温度短路元件1增大凝聚于第1、第2电极11、12间的熔化导体13a的量,能够使之可靠地短路。
此外,在上述的温度短路元件1中,优选以板状形成的第1可熔导体13具有比与第1电极11的连接面积大的面积。由此,第1可熔导体13能够确保充分的使第1、第2电极11、12间短路的熔化导体的量。
[温度短路元件30]
另外,适用本发明的温度短路元件也可以设置支撑被第1电极11支撑的第1可熔导体13的端部的支撑电极。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
图10所示的温度短路元件30与上述的温度短路元件1同样,在绝缘基板10的表面10a上形成有第1、第2电极11、12,在第1电极11上隔着接合材料18支撑有第1可熔导体13。另外,第1可熔导体13被设在第1、第2电极11、12上的第1绝缘层17支撑,从而与第1、第2电极11、12分离,由此第1、第2电极11、12间开放。
另外,温度短路元件30中,第1可熔导体13的两端从第1、第2电极11、12向外侧突出,两端部被设在绝缘基板10的表面10a上的第1支撑电极31支撑。第1支撑电极31与第1、第2电极11、12同样,能够通过利用丝网印刷技术在绝缘基板10的表面10a上图案形成Ag等的高熔点金属膏,并烧成等而形成,优选以与第1、第2电极11、12相同的工序形成。
另外,第1支撑电极31设有接合焊锡等的接合材料18,由此第1可熔导体13的两端部被固接。温度短路元件30具备第1可熔导体13从第1、第2电极11、12向外侧突出的大小,从而能够使第1、第2电极11、12间短路的充分的熔化导体13a。另外,通过在第1支撑电极31固接第1可熔导体13的两端部,在回流安装时等的温度环境下,也能稳定地支撑第1可熔导体13。此外,在第1可熔导体13上为了防止氧化、提高润湿性等而涂敷有焊剂24。
温度短路元件30中,第1可熔导体13在第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛中熔化,从而如图11所示,熔化导体13a凝聚于第1、第2电极11、12上。由此,熔化导体13a遍及第1、第2电极11、12间而凝聚,从而第1、第2电极11、12间被短路。
此外,此时通过在第1、第2电极11、12形成第1绝缘层17,防止接合材料18、熔化导体13a的流出,并且使熔化导体13a的凝聚位置落在第1、第2电极11、12间,能够使第1、第2电极11、12可靠地短路。
此外,形成为板状的第1可熔导体13具有比各个与第1、第2电极11、12的连接面积大的面积。由此,第1可熔导体13能够确保使第1、第2电极11、12间充分短路的熔化导体的量。
[温度短路元件40]
另外,适用本发明的温度短路元件也可以在第1电极11支撑第1可熔导体13,并且使第2可熔导体21支撑在第2电极12。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
图12所示的温度短路元件40在绝缘基板10的表面10a上形成有第1、第2电极11、12,在第1电极11上支撑有第1可熔导体13,在第2电极12上支撑有第2可熔导体21。温度短路元件40中,第1、第2电极11、12分别独立地支撑可熔导体,从而在第1、第2可熔导体13、21的熔化前开放。
在第1、第2电极11、12上分别形成有第1绝缘层17,并且设有接合材料18,第1、第2可熔导体13、21分离并被支撑。第2可熔导体21具有与第1可熔导体13相同的材料、相同的结构,第1、第2可熔导体13、21在大致相同的温度气氛中熔化。此外,在第1、第2可熔导体13、21上为了防止氧化、提高润湿性等而涂敷有焊剂24。
[固定部件]
另外,温度短路元件40也可以通过固定部件42将被第1电极11支撑的第1可熔导体13的一端固接在绝缘基板10,同样地,通过固定部件42将被第2电极12支撑的第2可熔导体21的一端固接在绝缘基板10。第1、第2可熔导体13、21分别固接在设在第1、第2电极11、12的接合材料18和设在绝缘基板10的表面10a上的固定部件42,从而在回流安装温度短路元件40时等加热的情况下,也不会向互相接近的方向移动。因此,温度短路元件40能够在回流安装时等、本来的工作前,防止第1、第2可熔导体13、21向接近的方向移动从而会接触的初始短路。
固接第1、第2可熔导体13、21的固定部件42,能够使用接合焊锡等的与接合材料18相同的材料。
温度短路元件40在第1、第2可熔导体13、21的熔点以上的温度气氛中第1、第2可熔导体13、21熔化,从而如图13所示,熔化导体13a凝聚于第1电极11上并且熔化导体21a凝聚于第2电极12上。由此,熔化导体13a、21a遍及第1、第2电极11、12间而凝聚,从而第1、第2电极11、12间被短路。
此外,此时通过在第1、第2电极11、12形成第1绝缘层17,防止接合材料18、熔化导体13a、21a的流出,并且使熔化导体13a、21a的凝聚位置落在第1、第2电极11、12间,能够使第1、第2电极11、12可靠地短路。
此外,形成为板状的第1、第2可熔导体13、21优选具有比各个与第1、第2电极11、12的连接面积大的面积。由此,第1、第2可熔导体13、21能够确保充分使第1、第2电极11、12间短路的熔化导体的量。
另外,如图14所示,温度短路元件40也可以设置支撑第1、第2可熔导体13、21的端部的第2支撑电极43。第2支撑电极43与第1、第2电极11、12同样,能够通过利用丝网印刷技术在绝缘基板10的表面10a上图案形成Ag等的高熔点金属膏,并烧成等而形成,优选以与第1、第2电极11、12相同的工序形成。
另外,第2支撑电极43设有接合焊锡等的接合材料18,由此固接第1、第2可熔导体13、21的端部。温度短路元件40中,第1、第2可熔导体13、21具备从第1、第2电极11、12向外侧突出的大小,从而能够得到使第1、第2电极11、12间短路的充分的熔化导体13a、21a。另外,通过将第1、第2可熔导体13、21的两端部固接在第2支撑电极43,在回流安装时等的温度环境下,也能稳定地支撑第1、第2可熔导体13、21。
[温度短路元件50]
另外,适用本发明的温度短路元件也可以使第1可熔导体13不被第1电极11支撑。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30、40相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
图15(A)所示的温度短路元件50具有:绝缘基板10;形成在绝缘基板10的表面10a的第1、第2电极11、12;形成在绝缘基板10的表面10a上并且比第1、第2电极11、12厚的第2绝缘层51;以横跨第1、第2电极11、12上的方式被第2绝缘层51支撑的第1可熔导体13;以及覆盖绝缘基板10的表面10a上的盖部件25。
第2绝缘层51例如由玻璃层构成,在绝缘基板10的表面10a中,形成在盖部件25的侧壁25a、第1、第2电极11、12及除了隔开第1、第2电极11、12而电开放的间隙部的区域。由此第2绝缘层51形成有露出第1、第2电极11、12的表面及相对置的侧边缘的开口部52。另外,第2绝缘层51形成为比第1、第2电极11、12的厚度厚,并且在上表面搭载有第1可熔导体13。
第1可熔导体13以横跨第2绝缘层51的从开口部52面临的第1、第2电极11、12的上方的方式搭载于第2绝缘层51上。第1可熔导体13被第2绝缘层51广泛地支撑除了与开口部52重叠的中央部的两侧。
另外,盖部件25使用工程塑料等的绝缘材料形成,具有搭载于绝缘基板10的表面10a上的侧壁25a和覆盖绝缘基板10的表面10a上的顶面25b。盖部件25通过侧壁25a覆盖第2绝缘层51及第1可熔导体13的周围。
这样的温度短路元件50中,若第1可熔导体13在第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛中熔化,则如图15(B)所示,熔化导体13a的移动位置被控制在从设在第2绝缘层51的开口部52面临的第1、第2电极11、12上。即,温度短路元件50中,第1可熔导体13的周围因为不具备对于第1可熔导体13的熔化导体13a的润湿性的第2绝缘层51及盖部件25而闭塞,因此熔化导体13a凝聚于唯一具备润湿性的第1、第2电极11、12上。
由此,温度短路元件50中,熔化导体13a遍及第1、第2电极11、12间而凝聚,从而使第1、第2电极11、12间可靠地短路。
[温度短路元件60]
另外,适用本发明的温度短路元件也可以为表面安装用途而形成,并且扩大以第1、第2电极11、12进行的第1可熔导体13的支撑面积,防止第1可熔导体13的变形并且防止初始短路。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30、40、50相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
如图16、图17所示,该温度短路元件60具备:绝缘基板10;形成在绝缘基板10的表面10a的第1、第2电极11、12;在第1、第2电极11、12上使第1、第2电极11、12的对置的各前端部11b、12b露出并层叠的第1绝缘层17;形成绝缘基板10的表面10a上并且比第1、第2电极11、12厚的第2绝缘层51;以及搭载于第1、第2绝缘层17、51上的第1可熔导体13。此外,图16(A)是除去温度短路元件60的盖部件25而示出的平面图,同图(B)是同图(A)所示的A-A’截面图,同图(C)是同图(A)所示的B-B’截面图。另外,图17是除去温度短路元件60的盖部件25及第1可熔导体13而示出的平面图。
温度短路元件60中的第1、第2电极11、12遍及以矩形状形成的绝缘基板10的长度方向而广泛形成,并且从绝缘基板10的宽度方向的两侧边缘形成到中央部,并隔开既定间隔而对置。另外,第1、第2电极11、12在大致中央部层叠有第1绝缘层17,相对置的前端部11b、12b露出。
温度短路元件60能够通过较长地形成第1、第2电极11、12的短路长度而提高短路的可靠性,并且降低第1、第2电极11、12短路后的短路电阻而对应高额定电流。
第2绝缘层51形成在第1、第2电极11、12的相对置的侧边缘的两端中的第1、第2电极11、12的间隙部。另外第2绝缘层51以比第1、第2电极11、12的厚度厚地形成,与形成在第1、第2电极11、12上的第1绝缘层17连续。由此,第1、第2绝缘层17、51形成有使第1、第2电极11、12的相对置的各前端部11b、12b露出的大致矩形状的开口部61。
第1可熔导体13经由接合用焊锡等的接合材料18固接在第1电极11。另外,第1可熔导体13以覆盖开口部61的方式支撑在设于第1、第2电极11、12的第1绝缘层17及第2绝缘层51上。即,温度短路元件60中,第1、第2电极11、12广泛地层叠在绝缘基板10上,并且除了这些第1、第2电极11、12的各前端部11b、12b以外被第1、第2绝缘层17、51围绕。由此,第1可熔导体13整修周围被第1、第2绝缘层17、51支撑,防止长度方向及宽度方向的挠曲。
因此,依据温度短路元件60,能够在回流安装时等中可靠地防止第1可熔导体13弯曲,并且能够防止因第1可熔导体13变形而第1、第2电极11、12间短路的初始短路。
此外,第1可熔导体13也可以取代第1电极11、或者除了第1电极11以外还经由接合材料18固接在第1绝缘层17和/或第2绝缘层51。通过将第1可熔导体13多处固接,在回流安装时等的温度环境下,也防止错位等,能够稳定地进行保持。
这样的温度短路元件60中,若第1可熔导体13在第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛中熔化,则如图18所示,熔化导体13a的移动位置被控制在从设于第1、第2绝缘层17、51的开口部61面临的第1、第2电极11、12的各前端部11b、12b上。即,温度短路元件60被对于第1可熔导体13的熔化导体13a不具备润湿性的第1、第2绝缘层17、51支撑,因此熔化导体13a凝聚在唯一具备润湿性的第1、第2电极11、12上。
由此,温度短路元件60中,熔化导体13a 遍及第1、第2电极11、12间而凝聚,从而使第1、第2电极11、12间可靠地短路。
[温度短路元件70]
另外,适用本发明的温度短路元件也可以为表面安装用途而形成,并且与在盖部件设置第2电极12的盖部电极连接。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30、40、50、60相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
如图19所示,该温度短路元件70具备覆盖在绝缘基板10的表面上的盖部件25,第2电极12与在盖部件25的顶面25b与第1电极11对置地形成的盖部电极71连接。此外,图19(A)是除去第1可熔导体13熔化前的温度短路元件70的盖部件25而示出的平面图,同图(B)是同图(A)所示的A-A’截面图,同图(C)是同图(A)所示的B-B’截面图。另外,图20是除去第1可熔导体13熔化后的温度短路元件70的盖部件25而示出的平面图,同图(B)是同图(A)所示的A-A’截面图,同图(C)是同图(A)所示的B-B’截面图。
盖部件25具有与绝缘基板10的表面10a的外缘部连接的侧壁25a、和顶面25b,能够使用各种工程塑料或与绝缘基板10同样的材料形成。盖部件25从盖部件25的一侧边缘部25a到顶面25b形成有盖部电极71。
通过在绝缘基板10搭载盖部件25,盖部电极71与形成在绝缘基板10的表面10a的第2电极12连接。第1、第2电极11、12互相分离而开放。另外,第1、第2电极11、12与形成在绝缘基板10的背面10b的外部连接端子11a、12a连接。温度短路元件70经由该外部连接端子11a、12a装入电源电路等的各种外部电路。
另外,盖部电极71与形成在绝缘基板10的表面10a上的第1电极11对置,并且在与第1电极11之间配置有第1可熔导体13。第1可熔导体13经由接合材料18固接在第1电极11上。此外,也可以在绝缘基板10设置上述的第1支撑电极31或固定部件42、第2绝缘层51,以通过这些也支撑第1可熔导体13。
这样的温度短路元件70中,若第1可熔导体13在第1可熔导体13的熔点以上的温度气氛中熔化,则如图20所示,熔化导体13a凝聚于第1电极11上,并且还凝聚于在顶面25b与第1电极11对置配置的盖部电极71上。由此,温度短路元件70能够经由熔化导体13a及盖部电极71而使第1、第2电极11、12短路。
[温度切换元件]
接着,对适用本发明的温度切换元件进行说明。此外,在温度切换元件的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30、40、50、60、70相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
[温度切换元件80]
适用本发明的温度切换元件80,如图21(A)(B)所示,具备:第1电极11;与第1电极11邻接地设置的第2电极12;通过熔化从而遍及第1、第2电极11、12间而凝聚、从而使第1、第2电极11、12短路的第1可熔导体13;第3电极83及第4电极84;以及横跨第3、第4电极83、84而连接,通过熔化而截断第3、第4电极83、84间的第3可熔导体81。
而且,如图22(A)(B)所示,温度切换元件80无需在元件内部具备发热体,而第1、第3可熔导体13、81在第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛中熔化。由此温度切换元件80中,熔化导体13a凝聚于第1电极11的周围,从而还与第1电极11邻接配置的第2电极12接触,从而使第1、第2电极11、12间短路,并且第3可熔导体81熔断,截断第3、第4电极83、84间。
[温度气氛]
温度切换元件80与上述的温度短路元件1同样,利用从外部的热源15传递的热使第1、第3可熔导体13、81熔化。温度气氛如上所述是指由温度切换元件80的外部的热源15作出的第1、第3可熔导体13、81熔化的温度环境,例如设在温度切换元件80附近的器件异常发热而产生的余热传递到温度切换元件80的内部而作出。另外,第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛,也可以因使用温度切换元件80的电子制品起火或周围的火灾而产生的热传递到温度切换元件80的内部而作出。进而,第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛,不仅在事故、灾害时等的紧急情况,而且作为不可逆地切换开关的通常的使用方式,因外部的热源产生的热传递到温度切换元件80的内部而作出也可。
[传热部件]
另外,使第1、第3可熔导体13、81熔化的温度气氛,通过使温度切换元件80内部的空气或元件内部的结构部件作为传递元件外部的热的传热部件82发挥功能而作出。传热部件82传递温度切换元件80外部的热源的热,能够使用例如后述的温度切换元件80的外壳体或绝缘基板、第1~第4电极11、12、83、84及其他的构成部件,通过与第1、第3可熔导体13、81直接、间接地连接,加热第1、第3可熔导体13、81。传热部件82能够通过例如与第1电极11或第3、第4电极83、84连接的电极图案、线材料、或热管等形成,具有将来自热源15的热经由第1电极11间接地传递到第1可熔导体13的第1传热部件82A、和将来自热源15的热直接传递到第3可熔导体81的第2传热部件82B。
此外,传热部件82与图3所示的传热部件14同样,在使用热管等的导电性的部件的情况下,为了谋求与周围的绝缘,优选以绝缘材料至少覆盖表面。
[第1~第4电极]
第1、第2电极11、12与上述的温度短路元件1同样。第3、第4电极83、84也与第1、第2电极11、12同样,例如在氧化铝等的绝缘基板上通过高熔点金属膏的印刷/烧成等而在同一平面上形成。另外,第3、第4电极83、84也可以使用由高熔点金属构成的线材料、板材料等的机构部件,通过在既定位置支撑等而形成。
第3、第4电极83、84隔开既定间隔而设置,从而被开放,经由第3可熔导体81始终电连接。第3、第4电极83、84与第3可熔导体81的连接,能够使用上述连接焊锡等的接合材料18。而且,如图22(A)(B)所示,因温度切换元件80工作而第3可熔导体81熔断,从而第3、第4电极83、84的导通被截断。第3、第4电极83、84各自在一端设有外部连接端子83a、84a。第3、第4电极83、84经由这些外部连接端子83a、84a与因温度切换元件80动作而截断的电源电路或数字信号电路等的外部电路连接。因第3、第4电极83、84间截断而温度切换元件80能够截断该外部电路的电流路径或者功能电路。
[第3可熔导体]
第3可熔导体81与第1可熔导体13同样,能够使用因温度切换元件80的温度气氛而迅速熔化的任一种金属,能够优选使用例如Sn或SnBi类焊锡、SnIn类焊锡、其他以Sn为主成分的无铅焊锡等的低熔点金属。
另外,第3可熔导体81也可以含有低熔点金属和高熔点金属。低熔点金属及高熔点金属能够使用与在上述第1可熔导体13使用的材料同样的材料。
此外,第3可熔导体81为了防止氧化、提高润湿性等而涂敷有焊剂24。
[电路结构/应用]
温度切换元件80具有图23(A)(B)所示的电路结构。即,温度切换元件80构成开关2,以在动作前的状态下,第1电极11和第2电极12接近并且分离而绝缘,因第1可熔导体13熔化而短路。另外,温度切换元件80经由第3可熔导体81连接第3、第4电极83、84间,因第3可熔导体81熔化而截断。
如图24所示,第1、第2电极11、12串联连接在安装温度切换元件80的电路基板的电流路径上,从而装入电源电路、信号电路等的各种外部电路28A、28B间。同样地,第3、第4电极83、84也串联连接在安装温度切换元件80的电路基板的电流路径上,从而装入电源电路、信号电路等的各种外部电路85A、85B间。
外部电路28A、28B是在温度切换元件80工作前,因第1、第2电极11、12间开放而截断,因第1、第2电极11、12的短路而物理性、不可逆地短路的电路,能够例示例如在装入温度切换元件80的电子设备的器件发生异常发热的情况下、或者火灾等的紧急情况中,进行冷却装置、喷水设备等的启动、后备电路的启动、警报器等的异常报知***的工作、旁路电流路径的构建等的各种功能电路。或者,外部电路28A、28B也可以进行对于网络通信设备中的骇客、破解***使数据服务器迂回的旁路信号路径的构建或者通常的器件、软件的激活。
另外,外部电路85A、85B是在温度切换元件80工作前,因经由第3可熔导体81连接第3、第4电极83、84间而连接,因第3、第4电极83、84间的截断而物理性、不可逆地截断的电路,能够适用于例如电池组或电子设备的电源电路、信号电路、网络通信设备中的因特网电路等所有电路。
温度切换元件80中,若传来来自器件的伴随故障的异常发热、火灾等、外部的热源15的热,从而成为第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛,则如图22(A)(B)所示,第1、第3可熔导体13、81被加热、熔化。由此,温度切换元件80中,熔化导体13a凝聚于第1电极11的周围,并且还与邻接配置的第2电极11接触,绝缘的第1、第2电极11、12经由熔化导体13a短路,连接外部电路28A、28B。另外,温度切换元件80因第3可熔导体81熔断而截断第3、第4电极83、84间的导通,截断外部电路85A、85B。
此外,在温度切换元件80中,与温度短路元件1同样,也可以对第2电极12连接第2可熔导体21,并且使传热部件82A与第1、第2电极11、12连续,经由第2电极2而使第2可熔导体21熔化。
[熔化顺序]
另外,温度切换元件80也可以通过限制第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序,限制外部电路28A、28B间的短路和外部电路85A、85B间的截断的顺序。
即,温度切换元件80中,通过使第1可熔导体13先于第3可熔导体81熔化,能够在使外部电路28A、28B短路之后,使外部电路85A、85B间截断。由此,例如在由紧急电源电路或后备电路构成的外部电路28A、28B间启动之后,能够截断由通常的电源电路或功能电路构成的外部电路85A、85B间。
另外,温度切换元件80中,通过使第3可熔导体81先于第1可熔导体13熔化,在使外部电路85A、85B间截断后,能够使外部电路28A、28B短路。由此,例如在使由电源电路构成的外部电路85A、85B间截断之后,能够使由警报***电路构成的外部电路28A、28B启动。
这样的第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序,能够通过在第1可熔导体13和第3可熔导体81设置熔点差进行限制。例如,在以SnIn类焊锡形成第1可熔导体13,以SnBi类焊锡形成第3可熔导体81时,铟锡合金的熔点为120℃,锡铋合金的熔点为138℃,因此第1可熔导体13的熔点低于第3可熔导体81,能够先于熔化。
另外,第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序,也能通过改变第1可熔导体13和第3可熔导体81的截面积进行限制。可熔导体截面积越粗就变得越难以熔化,减小先熔化的熔化导体的截面积,增大后面熔化的熔化导体的截面积即可。
另外,第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序,也可以通过改变传热部件82的路径长度、粗细度来对热传导性设置差异,从而进行限制。
[表面安装型]
另外,适用本发明的温度切换元件能够形成为能够表面安装在外部电路基板。以表面安装用途形成的温度切换元件80,如图25(A)(B)所示,在绝缘基板10的表面10a层叠有第1~第4电极11、12、83、84。第1可熔导体13通过连接焊锡等的接合材料18被支撑在第1电极11上,并且与第2电极12重叠,被形成在第2电极12上的第1绝缘层17支撑。由此,温度切换元件80开放有第1、第2电极11、12。第3可熔导体81利用接合材料18横跨第3、第4电极83、84上而连接。此外,图25(A)是表面安装型的温度切换元件80的平面图,图25(B)是同图(A)的A-A´截面图。
绝缘基板10能够使用与上述的温度短路元件1的绝缘基板10同样的部件,通过使用陶瓷基板等的热传导性优异的绝缘材料或表面被绝缘材料涂敷的金属基板,作为向第1、第3可熔导体13、81传递外部的热源15的热的传热部件82发挥功能。外部的热源15的热经由绝缘基板10传递到第1、第3、第4电极11、83、84,并经由接合材料18直接传递到第1、第3可熔导体13、81,并且作为温度切换元件80内的余热间接传递到第1、第3可熔导体13、81。由此,温度切换元件80能够作出第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛,从而使第1、第3可熔导体13、81熔化。
第1~第4电极11、12、83、84形成在绝缘基板10的表面10a的导体图案。另外,第1~第4电极11、12、83、84与形成在绝缘基板10的背面10b的外部连接端子(未图示)连接。温度切换元件80经由这些外部连接端子装入电源电路、后备电路等的各种外部电路。
第1~第4电极11、12、83、84能够通过利用丝网印刷技术在绝缘基板10的表面10a上图案形成Ag等的高熔点金属膏并烧成等而形成。另外,第1~第4电极11、12、83、84通过使用Ag等的热传导性优异的材料形成,能够作为向第1可熔导体13传递外部的热源15的热的传热部件82发挥功能。
在第1、第2电极11、12上,利用玻璃等的绝缘材料设有第1绝缘层17,并且横跨第1、第2电极11、12间而搭载有以板状形成的第1可熔导体13。第1、第2电极11、12用第1绝缘层17支撑第1可熔导体13,从而与第1可熔导体13分离。另外,第1电极11设有接合焊锡等的接合材料18,经由接合材料18连接有第1可熔导体13。
另外,在第3、第4电极83、84上,与第3可熔导体81的连接部附近,利用玻璃等的绝缘材料设有第1绝缘层17。
第1绝缘层17形成在第3、第4电极83、84与各外部连接端子之间,防止接合材料18、熔化导体81a的流出。由此,第1绝缘层17防止熔化导体81a向各外部连接端子侧流出,对与外部电路的连接状态产生影响的情况。
此外,第1、第3可熔导体13、81为了防止氧化、提高润湿性等而涂敷有焊剂24。另外,温度切换元件80中,盖部件25覆盖在绝缘基板10的表面10a上。
温度切换元件80在外部的热源发热时,如图26(A)(B)所示,经由绝缘基板10、第1~第4电极11、12、83、84等的传热部件加热熔化第1、第3可熔导体13、81。而且,温度切换元件80中,因熔化导体13a凝聚于第1、第2电极11、12间而第1、第2电极11、12间短路,另外,因第3可熔导体81熔断而第3、第4电极83、84间截断。
此外,如图25所示,温度切换元件80也可以使第1可熔导体13向第1电极11的与第2电极12相反侧延伸,并且向第2电极12的与第1电极11相反侧延伸。由此,温度切换元件80能够增大凝聚于第1、第2电极11、12间的熔化导体13a的量,从而使之可靠地短路。
另外,在温度切换元件80中,优选以板状形成的第1可熔导体13具有比与第1电极11的连接面积大的面积。由此,第1可熔导体13能够确保充分的使第1、第2电极11、12间短路的熔化导体的量。
另外,温度切换元件80与上述温度短路元件30同样,也可以设置支撑被支撑于第1电极11的第1可熔导体13的端部。
[温度切换元件87]
另外,适用本发明的温度切换元件,也可以为表面安装用途而形成,并且扩大由第1、第2电极11、12形成的第1可熔导体13的支撑面积,以防止第1可熔导体13的变形并且防止初始短路。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
如图27所示,该温度切换元件87具备:绝缘基板10;形成在绝缘基板10的表面10a的第1~第4电极11、12、83、84;在第1、第2电极11、12上露出第1、第2电极11、12的对置的各前端部11b、12b而层叠的第1绝缘层17;比形成在绝缘基板10的表面10a上的第1、第2电极11、12厚的第2绝缘层51;搭载于第1、第2绝缘层17、51上的第1可熔导体13;以及连接在第3、第4电极83、84间的第3可熔导体81。此外,图27(A)是除去温度切换元件87的盖部件25而示出的平面图,同图(B)是同图(A)所示的A-A’截面图,同图(C)是同图(A)所示的B-B’截面图。
温度切换元件87中的第1、第2电极11、12与温度短路元件60同样,遍及以矩形状形成的绝缘基板10的长度方向而广泛形成,并且从绝缘基板10的宽度方向的两侧边缘形成到中央部,隔开既定间隔而对置,从层叠在大致中央部的第1绝缘层17露出相对置的前端部11b、12b。
另外,温度切换元件87中第1、第2绝缘层17、51与温度短路元件60同样地形成,形成有使第1、第2电极11、12的相对置的各前端部11b、12b露出的大致矩形状的开口部61。
第1可熔导体13以覆盖开口部61的方式搭载于第1、第2绝缘层17、51上,并且经由接合用焊锡等的接合材料18固接在第1电极11。由此,第1可熔导体13整个周围被第1、第2绝缘层17、51支撑,防止长度方向及宽度方向的挠曲。
因此,依据温度切换元件87,在回流安装时等中能够可靠地防止第1可熔导体13弯曲,并能防止第1、第2电极11、12间因第1可熔导体13的变形而短路的初始短路。
此外,第1可熔导体13也可以取代第1电极11、或者除了第1电极11以外还经由接合材料18固接在第1绝缘层17和/或第2绝缘层51。通过将第1可熔导体13多处固接,在回流安装时等的温度环境下,也防止错位等,能够稳定地进行保持。
这样的温度切换元件87中,若第1、第3可熔导体13、81在第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛中熔化,则熔化导体13a遍及从开口部61面临的第1、第2电极11、12的各前端部11b、12b间而凝聚。由此,温度切换元件87中,熔化导体13a遍及第1、第2电极11、12间而凝聚,第1、第2电极11、12间被可靠地短路。另外,温度切换元件87中,因第3可熔导体81熔断而第3、第4电极83、84间被截断。
[温度切换元件90]
另外,适用本发明的温度切换元件,也可以在第1电极11支撑第1可熔导体13,并且在第2电极12支撑第2可熔导体21。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、40、50、60、70及温度切换元件80相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
图28所示的温度切换元件90与上述的温度短路元件40同样,在绝缘基板10上形成有第1、第2电极11、12,在第1电极11上支撑有第1可熔导体13,在第2电极12上支撑有第2可熔导体21。温度切换元件90因为第1、第2电极11、12分别独立地支撑可熔导体,所以在第1、第2可熔导体13、21的熔化前开放。第1~第3可熔导体13、21、81具有相同的材料、相同的结构,在大致相同的温度气氛中熔化。此外,为了防止氧化、提高润湿性等而在第1~第3可熔导体13、21、81涂敷有焊剂24。
另外,温度切换元件90与上述的温度短路元件40同样,也可以通过固定部件42在绝缘基板10固接被支撑在第1电极11的第1可熔导体13的一端,同样地,通过固定部件42在绝缘基板10固接被支撑在第2电极12的第2可熔导体21的一端。另外,温度切换元件90与上述的温度短路元件40同样,也可以在绝缘基板10设置第2支撑电极43,经由接合材料18支撑第1、第2可熔导体13、21的端部。
温度切换元件90使第1~第3可熔导体13、21、81在第1~第3可熔导体13、21、81的熔点以上的温度气氛中熔化。由此,如图29所示,温度切换元件90中,熔化导体13a凝聚于第1电极11上并且熔化导体21a凝聚于第2电极12上。由此,熔化导体13a、21a遍及第1、第2电极11、12间而凝聚,从而第1、第2电极11、12间短路。另外,第3可熔导体81熔断,第3、第4电极83、84间被截断。
此外,以板状形成的第1、第2可熔导体13、21,优选具有与各自第1、第2电极11、12的连接面积大的面积。由此,第1、第2可熔导体13、21能够确保充分的使第1、第2电极11、12间短路的熔化导体的量。
[热传导路径]
另外,如上所述温度切换元件90与温度切换元件80同样,也可以通过限制第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序,来限制外部电路28A、28B间的短路和外部电路85A、85B间的截断的顺序。第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序,能够通过设置第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔点差、或改变截面积来进行限制。
另外,温度切换元件90也可以通过改变作为传热部件82发挥功能的第1电极11的第1可熔导体13为止的热传导路径、和作为传热部件82发挥功能的第3电极83的第3可熔导体81为止的热传导路径的热传导率,来限制第1可熔导体13和第3可熔导体81的熔化顺序。
即,如图30所示,温度切换元件90中,第1、第2电极11、12作为向第1可熔导体13传递来自外部的热源的热的传热部件发挥功能,第3电极83作为向第3可熔导体81传递来自外部的热源的热的传热部件发挥功能。此时,例如温度切换元件90中,第1、第2电极11、12的来自外部的热源的传热路径P1、P2形成为细且长,第3电极83的来自外部的热源的传热路径P3形成为粗且短。
由此,向第1可熔导体13传递热的传热路径P1、P2的热传导率相对低于向第3可熔导体81传递热的传热路径P3。由此,温度切换元件90在来自外部的热源15的热而成为第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛时,比第1可熔导体13先向第3可熔导体81传热。因此,温度切换元件90能够使第3可熔导体81先熔化从而截断外部电路85A、85B间,然后,使第1可熔导体13熔化而使外部电路28A、28B间短路。
除此之外,温度切换元件90也可以通过用热传导率的不同材料形成第1、第2电极11、12和第3电极83,改变来自外部的热源的传热路径P1、P2和传热路径P3的热传导率。
[温度切换元件97]
另外,适用本发明的温度切换元件也可以为表面安装用途而形成,并且与将第2电极12设在盖部件的盖部电极连接。此外,在以下的说明中,对于与上述的温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90相同的结构标注相同的标号并省略其详细。
如图31所示,该温度切换元件97在绝缘基板10的表面10a层叠有第1~第4电极11、12、83、84,第3可熔导体81通过接合材料18横跨第3、第4电极83、84上而连接。另外,温度切换元件97具备覆盖在绝缘基板10的表面上的盖部件25,第2电极12与在盖部件25的顶面25b与第1电极11对置地形成的盖部电极71连接。此外,图31(A)是除去第1可熔导体13熔化前的温度切换元件97的盖部件25而示出的平面图,同图(B)是同图(A)所示的A-A’截面图,同图(C)是同图(A)所示的B-B’截面图。另外,图32是除去第1可熔导体13熔化后的温度切换元件97的盖部件25而示出的平面图,同图(B)是同图(A)所示的A-A’截面图,同图(C)是同图(A)所示的B-B’截面图。
盖部件25从盖部件25的一侧边缘部25a到顶面25b形成有盖部电极71,通过搭载于绝缘基板10,盖部电极71与第2电极12连接。另外,第1、第2电极11、12互相分离而开放。另外,第1、第2电极11、12与形成在绝缘基板10的背面10b的外部连接端子11a、12a连接。温度切换元件97经由该外部连接端子11a、12a装入电源电路等的各种外部电路。
另外,盖部电极71与形成在绝缘基板10上的第1电极11对置,并且在与第1电极11之间配置有第1可熔导体13。第1可熔导体13经由接合材料18固接在第1电极11上。此外,第1可熔导体13也可以在绝缘基板10设置上述的固定部件42或第1支撑电极31、第2绝缘层51,并通过这些来支撑。
这样的温度切换元件97中,若第1、第3可熔导体13、81在第1、第3可熔导体13、81的熔点以上的温度气氛中熔化,则如图32所示,熔化导体13a凝聚于第1电极11上,并且也凝聚于在顶面25b与第1电极11对置配置的盖部电极71上。由此,温度切换元件97经由熔化导体13a及盖部电极71能够使第1、第2电极11、12短路。另外,温度切换元件97中,第3可熔导体81熔断,从而第3、第4电极83、84间被截断。
[其他的结构]
此外,在上述的各温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90、97中,优选使以板状形成的第1可熔导体13具有与第1电极11的连接面积的2倍以上的面积。由此,第1可熔导体13不仅确保充分的使第1电极11与第2电极12或盖部电极71之间短路的熔化导体13a的量,而且在将端部支撑于固定部件42或第1支撑电极31的情况下,也能迅速熔断。
另外,在上述的各温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90、97中,用线材料形成第1可熔导体13也可,在该情况下,优选使第1可熔导体13具有与第1电极11的连接长度的2倍以上的长度。由此,第1可熔导体13不仅确保充分的使第1电极11与第2电极12或盖部电极71之间短路的熔化导体13a的量,而且在将端部支撑于固定部件42或第1支撑电极31的情况下,也能迅速熔断。
进而,在上述的各温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90、97中,优选使第1、第2电极11、12的间隔为第1、第2电极间隔的延长线上的第1电极11的宽度以下。例如,如图1所示,温度短路元件1中,优选使第1、第2电极11、12的间隔W1为第1、第2电极间隔的延长线上的第1电极11的宽度W2以下。由此,第1、第2电极11、12会配置在更加接近的位置,当第1可熔导体13的熔化导体13a凝聚于第1电极11的周围时,能够更加可靠地还与第2电极12接触,使熔化导体13a遍及第1、第2电极11、12间而凝聚。
另外,在上述的各温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90、97的第1~第4电极11、12、83、84、第1、第2支撑电极31、43及盖部电极71能够使用Cu、Ag等的一般电极材料形成,优选利用镀层处理等的公知的方法在表面上涂敷Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等的覆膜。由此,各温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90、97能够防止第1~第4电极11、12、83、84、第1支撑电极31及盖部电极71的氧化,并能可靠地保持第1~第3可熔导体13、21、81。另外,在将温度短路元件1、30、40、50、60、70及温度切换元件80、90、97回流安装的情况下,通过连接第1~第3可熔导体13、21、81的连接用焊锡等的接合材料18或者形成第1~第3可熔导体13、21、81的外层的低熔点金属的熔化,能够防止第1~第4电极11、12、83、84、第1、第2支撑电极31、43及盖部电极71被熔蚀(蚀焊锡)。
[可熔导体的结构]
如上所述,第1~第3可熔导体13、21、81也可以含有低熔点金属和高熔点金属。此外,在以下的说明中,除了需要特别区别的情况之外,将第1~第3可熔导体13、21、81统称为“可熔导体13、21、81”。作为低熔点金属,优选使用以Sn为主成分的无铅焊锡等的焊锡,作为高熔点金属,优选使用Ag、Cu或以这些为主成分的合金等。此时,可熔导体13、21、81如图33(A)(B)所示,也可以使用作为内层设置低熔点金属层92、作为外层设置高熔点金属层91的可熔导体。在该情况下,可熔导体13、21、81既可为低熔点金属层92的整个面被高熔点金属层91覆盖的结构,也可为除了相对置的一对侧面之外被覆盖的结构。
低熔点金属层92的由高熔点金属层91形成的覆盖结构,能够使用镀层等的公知的成膜技术来形成。其中,能够对线状或者长尺状的低熔点金属材料连续地实施高熔点金属镀层的电解镀敷法,在操作效率上、制造成本上来说是有利的。
此外,可熔导体13、21、81也可以使用作为外层设有低熔点金属层92、作为内层设有高熔点金属层91的可熔导体。在该情况下,可熔导体13、21、81既可以为使高熔点金属层91的整个面被低熔点金属层92覆盖的结构,也可为除了相对置一对侧面之外被覆盖的结构。
另外,如图34所示,可熔导体13、21、81也可为高熔点金属层91和低熔点金属层92层叠的层叠结构。
在该情况下,可熔导体13、21、81如图34(A)所示,既可为以由与第1~第4电极11、12、83、84或第1、第2支撑电极31、43等连接的下层和在下层上层叠的上层构成的2层结构形成,在成为下层的高熔点金属层91的上表面层叠成为上层的低熔点金属层92,也可以相反地在成为下层的低熔点金属层92的上表面层叠成为上层的高熔点金属层91。或者,可熔导体13、21、81如图34(B)所示,既可以作为由内层和在内层的上下表面层叠的外层构成的3层结构形成,也可以在成为内层的高熔点金属层91的上下表面层叠成为外层的低熔点金属层92,相反地在成为内层的低熔点金属层92的上下表面层叠成为外层的高熔点金属层91也可。
高熔点金属层91和低熔点金属层92的层叠结构体,能够通过层叠片状的低熔点金属材料和片状的高熔点金属材料来形成。例如,在成为内层的低熔点金属层92的上下表面层叠成为外层的高熔点金属层91的层叠结构,如图35所示,能够在构成片状的低熔点金属层92的焊锡箔92a的上下表面,层叠构成片状的高熔点金属层91的Ag箔91a,在既定温度、压力下进行热压或热轧而形成。由高熔点金属层91和低熔点金属层92的层叠结构体构成的可熔导体13、21、81中,低熔点金属材料和高熔点金属材料的界面通过在既定温度、压力下冲压或滚轧而被合金化、一体化。另外,该可熔导体13、21、81遍及低熔点金属层92的整个面而以大致均匀的厚度层叠有高熔点金属层91。
其他,高熔点金属层91和低熔点金属层92的层叠结构体,也可以通过在构成片状的低熔点金属层92的焊锡箔92a的上下表面,利用蒸镀、溅射等的公知的薄膜形成工序来层叠构成高熔点金属层91的金属材料而形成。
另外,可熔导体13、21、81如图36所示,也可为高熔点金属层91和低熔点金属层92交替层叠的4层以上的多层结构。在该情况下,可熔导体13、21、81也可为利用构成最外层的金属层来覆盖整个面或除了相对置的一对侧面之外进行覆盖的结构。
另外,可熔导体13、21、81也可以在构成内层的低熔点金属层92的表面以条纹状局部地层叠高熔点金属层91。图37是可熔导体13、21、81的平面图。
图37(A)所示的可熔导体13、21、81通过在低熔点金属层92的表面沿宽度方向以既定间隔沿长度方向形成多个线状的高熔点金属层91,沿着长度方向形成线状的开口部93,从该开口部93露出低熔点金属层92。可熔导体13、21、81通过使低熔点金属层92从开口部93露出,增加熔化的低熔点金属和高熔点金属的接触面积,进一步促进高熔点金属层91的侵蚀作用而能够提高熔断性。开口部93能够通过例如对低熔点金属层92局部实施构成高熔点金属层91的金属的镀层而形成。
另外,可熔导体13、21、81如图37(B)所示,也可以在低熔点金属层92的表面沿长度方向以既定间隔沿着宽度方向形成多个线状的高熔点金属层91,从而沿着宽度方向形成线状的开口部93。
另外,可熔导体13、21、81如图38所示,也可以在低熔点金属层92的表面形成高熔点金属层91,并且使圆形的开口部94遍及高熔点金属层91的整个面而形成,从该开口部94露出低熔点金属层92。开口部94能够通过例如在低熔点金属层92局部实施构成高熔点金属层91的金属的镀层而形成。
可熔导体13、21、81通过从开口部94露出低熔点金属层92,增加与熔化的低熔点金属和高熔点金属的接触面积,进一步促进高熔点金属的侵蚀作用而能够提高熔断性。
另外,可熔导体13、21、81如图39所示,也可以在成为内层的高熔点金属层91形成多个开口部95,利用镀层技术等来在该高熔点金属层91成膜低熔点金属层92,填充于开口部95内。由此,可熔导体13、21、81增大熔化的低熔点金属与高熔点金属相接的面积,因此能够在更短时间内低熔点金属会熔蚀高熔点金属。
另外,可熔导体13、21、81优选形成为使低熔点金属层92的体积多于高熔点金属层91的体积。可熔导体13、21、81因熔点以上的温度气氛而被加热,因低熔点金属熔化而熔蚀高熔点金属,由此能够迅速熔化、熔断。因此,可熔导体13、21、81通过形成为使低熔点金属层92的体积多于高熔点金属层91的体积,促进该熔蚀作用,能够使第1、第2电极11、12间迅速短路。
另外,可熔导体13、21、81为了防止氧化造成的熔断特性的变差,也可以在表面设置CuO膜、Au膜等的防氧化膜。
标号说明
1 温度短路元件;10 绝缘基板;11 第1电极;11a 外部连接端子;12 第2电极;12a 外部连接端子;13 第1可熔导体;13a 熔化导体;14 传热部件;15 热源;17第1绝缘层;18 接合材料;21 第2可熔导体;24 焊剂;25 盖部件;25a 侧壁;25b 顶面;28 外部电路;30 温度短路元件;31 第1支撑电极;40 温度短路元件;42 固定部件;43 第2支撑电极;50 温度短路元件;51 第2绝缘层;52 开口部;60 温度短路元件;61 开口部;70 温度短路元件;71 盖部电极;80 温度切换元件;81 第3可熔导体;82 传热部件;83 第3电极;83a 外部连接端子;84 第4电极;84a 外部连接端子;85外部电路;87 温度切换元件;90 温度切换元件;91 高熔点金属层;92 低熔点金属层;93 开口部;94 开口部;95 开口部;97 温度切换元件。
Claims (72)
1.一种温度短路元件,其中具备:
第1电极;
第2电极,与所述第1电极邻接地设置;以及
第1可熔导体,通过熔化从而遍及所述第1、第2电极间而凝聚,使所述第1、第2电极短路,
所述第1可熔导体在所述第1可熔导体的熔点以上的温度气氛中熔化,
在所述第2电极的至少一部分设有第1绝缘层,
所述第1可熔导体与所述第2电极重叠并且被所述第1绝缘层支撑,从而所述第1、第2电极开放。
2.如权利要求1所述的温度短路元件,其中,
具备传递来自热源的热的传热部件,
所述传热部件与所述第1电极或所述第1可熔导体连续。
3.如权利要求2所述的温度短路元件,其中,所述传热部件至少表面为绝缘材料。
4.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,所述第1可熔导体被支撑在所述第1电极。
5.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,
具有绝缘基板,
所述第1、第2电极是形成在所述绝缘基板上的导体图案。
6.如权利要求4所述的温度短路元件,其中,
具有绝缘基板,
所述第1、第2电极是形成在所述绝缘基板上的导体图案。
7.如权利要求5所述的温度短路元件,其中,
在所述绝缘基板上,设有比所述第1、第2电极的厚度还高的第2绝缘层,
所述第1可熔导体与所述第1、第2电极重叠并且被所述第2绝缘层支撑,从而所述第1、第2电极开放。
8.如权利要求6所述的温度短路元件,其中,
所述第1绝缘层层叠在所述第1、第2电极上,并且通过在所述绝缘基板上设有比所述第1、第2电极的厚度还高的第2绝缘层,设有使所述第1、2电极的对置的各前端部露出的开口,
所述第1可熔导体以覆盖所述开口的方式搭载于所述第1、第2绝缘层。
9.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,设有支撑所述第1可熔导体的第1支撑电极。
10.如权利要求6所述的温度短路元件,其中,设有支撑所述第1可熔导体的第1支撑电极。
11.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,具有至少覆盖所述第1可熔导体的盖部件。
12.如权利要求11所述的温度短路元件,其中,
所述盖部件的顶面在内部设有与所述第1电极及所述第1可熔导体重叠并且与所述第2电极连续的盖部电极,
所述第1可熔导体在所述第1可熔导体的熔点以上的温度气氛中熔化,所述第1、第2电极经由所述盖部电极短路。
13.如权利要求5所述的温度短路元件,其中,所述绝缘基板、所述第1电极或外壳体成为向所述第1可熔导体传递来自热源的热的传热部件。
14.如权利要求5所述的温度短路元件,其中,所述绝缘基板为陶瓷基板或表面被绝缘覆盖的金属基板。
15.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,具备与所述第2电极连接的第2可熔导体。
16.如权利要求5所述的温度短路元件,其中,具备与所述第2电极连接的第2可熔导体。
17.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,所述第1可熔导体具有比与所述第1电极的连接面积大的面积。
18.如权利要求5所述的温度短路元件,其中,所述第1可熔导体通过固定部件使与所述第1电极的连接部以外的部位至少与所述绝缘基板固接。
19.如权利要求15所述的温度短路元件,其中,所述第2可熔导体具有比与所述第2电极的连接面积大的面积。
20.如权利要求15所述的温度短路元件,其中,设有支撑所述第1、第2可熔导体的第2支撑电极。
21.如权利要求16所述的温度短路元件,其中,所述第2可熔导体通过固定部件使与所述第2电极的连接部以外的部位至少与所述绝缘基板固接。
22.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,在所述第1可熔导体的至少一部分涂敷有焊剂。
23.如权利要求1~3的任一项所述的温度短路元件,其中,所述第1可熔导体具有低熔点金属和高熔点金属。
24.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述第1可熔导体是所述低熔点金属和所述高熔点金属的层叠体。
25.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述第1可熔导体是所述低熔点金属的表面由所述高熔点金属覆盖的覆盖结构。
26.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述低熔点金属为焊锡,所述高熔点金属为Ag、Cu或以Ag或Cu为主成分的合金。
27.如权利要求26所述的温度短路元件,其中,所述低熔点金属为Sn或以Sn为主成分的合金。
28.如权利要求26所述的温度短路元件,其中,所述低熔点金属为SnBi类或SnIn类的低熔点合金。
29.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述低熔点金属体积多于所述高熔点金属。
30.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述高熔点金属通过对所述低熔点金属的表面镀层而形成。
31.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述高熔点金属通过对所述低熔点金属的表面粘贴金属箔而形成。
32.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述高熔点金属通过薄膜形成工序形成在所述低熔点金属的表面。
33.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,在所述高熔点金属的表面进一步形成有防氧化膜。
34.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,所述低熔点金属和所述高熔点金属交替地层叠多层。
35.如权利要求23所述的温度短路元件,其中,除所述低熔点金属的对置的2个端面之外的外周部被所述高熔点金属覆盖。
36.一种温度切换元件,其中具备:
第1电极;
第2电极,与所述第1电极邻接地设置;
第1可熔导体,通过熔化从而遍及所述第1、第2电极间而凝聚,从而使所述第1、第2电极短路;
第3电极及第4电极;以及
第3可熔导体,横跨所述第3、第4电极地连接,通过熔化而截断所述第3、第4电极间,
所述第1、第3可熔导体在所述第1、第3可熔导体的熔点以上的温度气氛中熔化,
在所述第2电极的至少一部分设有第1绝缘层,
所述第1可熔导体与所述第2电极重叠并且被支撑在所述第1绝缘层,从而所述第1、第2电极开放。
37.如权利要求36所述的温度切换元件,其中,
具备传递来自热源的热的传热部件,
所述传热部件与所述第1电极或所述第1可熔导体以及所述第3电极或所述第3可熔导体连续。
38.如权利要求37所述的温度切换元件,其中,所述传热部件至少表面为绝缘材料。
39.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体被支撑在所述第1电极。
40.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,
具有绝缘基板,
所述第1~第4电极是形成在所述绝缘基板上的导体图案。
41.如权利要求39所述的温度切换元件,其中,
具有绝缘基板,
所述第1~第4电极是形成在所述绝缘基板上的导体图案。
42.如权利要求40所述的温度切换元件,其中,
在所述绝缘基板上设有比所述第1、第2电极的厚度还高的第2绝缘层,
所述第1可熔导体与所述第1、第2电极重叠并且被支撑在所述第2绝缘层,从而所述第1、第2电极开放。
43.如权利要求41所述的温度切换元件,其中,
所述第1绝缘层层叠在所述第1、第2电极上,并且通过在所述绝缘基板上设有比所述第1、第2电极的厚度还高的第2绝缘层,设有使所述第1、2电极的对置的各前端部露出的开口,
所述第1可熔导体以覆盖所述第1绝缘层的所述开口的方式搭载于所述第1、第2绝缘层。
44.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,设有支撑所述第1可熔导体的第1支撑电极。
45.如权利要求41所述的温度切换元件,其中,设有支撑所述第1可熔导体的第1支撑电极。
46.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,具有至少覆盖所述第1可熔导体的盖部件。
47.如权利要求46所述的温度切换元件,其中,
所述盖部件的顶面在内部设有与所述第1电极及所述第1可熔导体重叠并且与所述第2电极连续的盖部电极,
所述第1可熔导体在所述第1可熔导体的熔点以上的温度气氛中熔化,所述第1、第2电极经由所述盖部电极短路。
48.如权利要求40所述的温度切换元件,其中,所述绝缘基板、所述第1电极、所述第3电极或外壳体成为向所述第1可熔导体和/或第3可熔导体传递来自热源的热的传热部件。
49.如权利要求40所述的温度切换元件,其中,所述绝缘基板为陶瓷基板或表面被绝缘覆盖的金属基板。
50.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,具备与所述第2电极连接的第2可熔导体。
51.如权利要求40所述的温度切换元件,其中,具备与所述第2电极连接的第2可熔导体。
52.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体具有比与所述第1电极的连接面积大的面积。
53.如权利要求40所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体通过固定部件使与所述第1电极的连接部以外的部位至少与所述绝缘基板固接。
54.如权利要求50所述的温度切换元件,其中,所述第2可熔导体具有比与所述第2电极的连接面积大的面积。
55.如权利要求50所述的温度切换元件,其中,设有支撑所述第1、第2可熔导体的第2支撑电极。
56.如权利要求51所述的温度切换元件,其中,所述第2可熔导体通过固定部件使与所述第2电极的连接部以外的部位至少与所述绝缘基板固接。
57.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,在所述第1可熔导体及所述第3可熔导体的至少一部分涂敷有焊剂。
58.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体及所述第3可熔导体具有低熔点金属和高熔点金属。
59.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体及所述第3可熔导体是所述低熔点金属和所述高熔点金属的层叠体。
60.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体及所述第3可熔导体是所述低熔点金属的表面由所述高熔点金属覆盖的覆盖结构。
61.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述低熔点金属为焊锡,所述高熔点金属为Ag、Cu或以Ag或Cu为主成分的合金。
62.如权利要求61所述的温度切换元件,其中,所述低熔点金属为Sn或以Sn为主成分的合金。
63.如权利要求61所述的温度切换元件,其中,所述低熔点金属为SnBi类或SnIn类的低熔点合金。
64.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述低熔点金属体积多于所述高熔点金属。
65.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述高熔点金属通过对所述低熔点金属的表面镀层而形成。
66.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述高熔点金属通过对所述低熔点金属的表面粘贴金属箔而形成。
67.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述高熔点金属利用薄膜形成工序形成在所述低熔点金属的表面。
68.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,在所述高熔点金属的表面进一步形成有防氧化膜。
69.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,所述低熔点金属和所述高熔点金属交替地层叠多层。
70.如权利要求58所述的温度切换元件,其中,除所述低熔点金属的对置的2个端面之外的外周部被所述高熔点金属覆盖。
71.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,所述第1可熔导体和所述第3可熔导体任意一个的熔点低于另一个,在该一个可熔导体熔化之后,另一个可熔导体熔化。
72.如权利要求36~38的任一项所述的温度切换元件,其中,到作为传热部件发挥功能的所述第1电极的所述第1可熔导体为止的热传导路径和到作为传热部件发挥功能的所述第3电极的所述第3可熔导体为止的热传导路径,任意一个的热传导率高于另一个,在与该一个热传导路径连接的一个可熔导体熔化之后,与另一个热传导路径连接的另一个可熔导体熔化。
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