TWI683335B - 溫度短路元件、溫度切換元件 - Google Patents

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TWI683335B TW104125052A TW104125052A TWI683335B TW I683335 B TWI683335 B TW I683335B TW 104125052 A TW104125052 A TW 104125052A TW 104125052 A TW104125052 A TW 104125052A TW I683335 B TWI683335 B TW I683335B
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Abstract

本發明提供一種在不具備發熱體之情形下，亦能在可熔導體之熔點以上之溫度環境中作動的溫度短路元件。
溫度短路元件，具備第1電極11、與第1電極11相鄰設置之第2電極12、以及藉由熔融而在第1、第2電極11、12間凝結以使第1、第2電極11、12短路之第1可熔導體13，在第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境中第1可熔導體13熔融而使第1、第2電極11、12短路。

Description

溫度短路元件、溫度切換元件
本發明係關於藉由溫度環境使可熔導體熔融，使開放狀態之端子間物理性且電性短路之溫度短路元件、及使開放狀態之端子間物理性且電性短路並使連接狀態之端子間物理性且電性遮断之溫度切換元件。
大部分可充電後反覆利用之二次電池，係加工為電池組後提供給使用者。尤其是於重量能量密度高之鋰離子二次電池，為確保使用者及及電子機器之安全，一般而言，皆會於電池組內建過充電保護、過放電保護等若干個保護電路，具有在既定場合遮斷電池組輸出之功能。
此種保護元件中，有一種使用內建在電池組(battery pack)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。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断，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，而有效活用正常電池，形成一僅繞過異常電池之旁通路徑的短路元件。
於圖40顯示短路元件之一構成例，於圖41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40及圖41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。
於短路元件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41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從充放電路徑上遮断該電池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。
為了使此種短路元件作動，於元件內部設置可熔導體及作為使可熔導體熔融之熱源之發熱體、並將短路元件連接於對發熱體之通電路徑上是必須的。又，於通電路徑上，必須設置控制對發熱體之通電之控制元件，必須在電池之異常電壓時等、滿足既定作動條件時對發熱體之通電。
此處，若能以來自元件外部之熱源之熱使可熔導體熔融的話，即無需將發熱體設置在短路元件內，可謀求小型化、製造步驟之簡化，此外，亦無需進行對發熱體之通電控制之電流控制元件，能適用之應用軟體亦廣泛。再者，亦能避免控制對發熱體之通電之電流控制元件之故障而產生發熱體無法發熱等之意外。
因此，本發明之目的在提供一種在不具備發熱體之情形下，亦能在可熔導體之熔點以上之溫度環境中使之作動之溫度短路元件及溫度切換元件。
為解決上述課題，本發明之溫度短路元件，具備第1電極、與上述第1電極相鄰設置之第2電極、以及藉由熔融而在上述第1、第2電極間凝結以使上述第1、第2電極短路之第1可熔導體，於上述第1可熔導體之熔點以上之溫度環境中上述第1可熔導體熔融。
又，本發明之溫度切換元件，具備第1電極、與上述第1電極相鄰設置之第2電極、藉由熔融而在上述第1、第2電極間凝結以使上述第1、第2電極短路之第1可熔導體、第3電極及第4電極、以及跨接在上述第3、第4電極並藉由熔融以遮斷上述第3、第4電極間之第3可熔導體，於上述第1、第3可熔導體之熔點以上之溫度環境中，上述第1、第3可熔導體熔融。
依據本發明，可熔導體可因熔點以上之溫度環境而熔融，藉由熔融導體凝結於第1電極周圍，而亦與第1電極相鄰配置之第2電極接 觸，而能使第1、第2電極間短路。又，依據本發明，可熔導體可因熔點以上之溫度環境而熔融，以遮斷第3、第4電極間。
1‧‧‧溫度短路元件
2‧‧‧開關
10‧‧‧絶緣基板
11‧‧‧第1電極
11a‧‧‧外部連接端子
12‧‧‧第2電極
12a‧‧‧外部連接端子
13‧‧‧第1可熔導體
13a‧‧‧熔融導體
14‧‧‧導熱構件
15‧‧‧熱源
17‧‧‧第1絶緣層
18‧‧‧接合材
21‧‧‧第2可熔導體
24‧‧‧助焊劑
25‧‧‧覆蓋構件
25a‧‧‧側壁
25b‧‧‧頂面
28‧‧‧外部電路
30‧‧‧溫度短路元件
31‧‧‧第1支承電極
40‧‧‧溫度短路元件
42‧‧‧固定構件
43‧‧‧第2支承電極
50‧‧‧溫度短路元件
51‧‧‧第2絶緣層
52‧‧‧開口部
60‧‧‧溫度短路元件
61‧‧‧開口部
70‧‧‧溫度短路元件
71‧‧‧覆蓋部電極
80‧‧‧溫度切換元件
81‧‧‧第3可熔導體
82‧‧‧導熱構件
83‧‧‧第3電極
83a‧‧‧外部連接端子
84‧‧‧第4電極
84a‧‧‧外部連接端子
85‧‧‧外部電路
87‧‧‧溫度切換元件
90‧‧‧溫度切換元件
91‧‧‧高熔點金屬層
92‧‧‧低熔點金屬層
93‧‧‧開口部
94‧‧‧開口部
95‧‧‧開口部
97‧‧‧溫度切換元件
W1‧‧‧第1、第2電極11、12之間隔
W2‧‧‧第1電極11之寬度
圖1係顯示適用本發明之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖2係顯示第1可熔導體熔融之溫度短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖3係顯示適用本發明之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為具備導熱構件之溫度短路元件的外觀立體圖。
圖4係顯示溫度短路元件之電路構成例的圖。
圖5係顯示溫度短路元件之開關為ON狀態之電路構成例的圖。
圖6係顯示具備第2可熔導體之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖7係顯示第1可熔導體及第2可熔導體熔融之溫度短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖8係顯示表面構裝型溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖9係顯示第1可熔導體熔融之表面構裝型溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖10係顯示具備第1支承電極之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖11係顯示具備第1支承電極之溫度短路元件之第1可熔導體熔融之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖12係顯示具備第1、第2可熔導體之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖13係顯示第1、第2可熔導體熔融之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖14係顯示具備第1、第2可熔導體及支承第1、第2可熔導體之第2支承電極之構成的剖面圖，(A)顯示熔斷前、(B)顯示熔斷後。
圖15係顯示以第2絶緣層支承第1可熔導體之溫度短路元件之構成的剖面圖，(A)顯示第1可熔導體之熔融前、(B)顯示第1可熔導體之熔融後。
圖16係顯示以第1、第2絶緣層支承第1可熔導體之溫度短路元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖17係將圖16所示之溫度短路元件在除去覆蓋構件及第1可熔導體後加以顯示的俯視圖。
圖18係顯示於圖16所示之溫度短路元件中，第1可熔導體熔融之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖19係顯示具備覆蓋部電極之溫度短路元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖20係顯示於圖19所示之溫度短路元件中，第1可熔導體熔融之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖21係顯示適用本發明之溫度切換元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖22係顯示第1、第3可熔導體熔融之溫度切換元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖23係顯示溫度切換元件之電路構成例的圖，(A)顯示第1、第2可熔導體之熔融前、(B)顯示第1、第2可熔導體之熔融後。
圖24係顯示與外部電路連接之溫度切換元件之電路構成例的圖。
圖25係顯示表面構裝型溫度切換元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖26係顯示第1、第3可熔導體熔融之表面構裝型溫度切換元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖27係顯示以第1、第2絶緣層支承第1可熔導體之溫度切換元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖28係顯示具備第1~第3可熔導體之溫度切換元件之構成的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖29係顯示於圖28所示之溫度切換元件中，第1、第3可熔導體熔融之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖。
圖30係顯示改變了第1、第2電極之熱傳導路徑、與第3電極之熱傳導路徑之熱傳導率之溫度切換元件的俯視圖。
圖31係顯示具備覆蓋部電極之溫度切換元件的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖32係顯示於圖31所示之溫度短路元件中，第1、第3可熔導體熔融之狀態的圖，(A)為俯視圖、(B)為A-A’線剖面圖、(C)為B-B’線剖面圖。
圖33係顯示低熔點金屬層被高熔點金屬層被覆之可熔導體之構成例的圖，(A)為長條狀、(B)為線狀可熔導體的立體圖。
圖34係顯示低熔點金屬層與高熔點金屬層積層之可熔導體之構成例的圖，(A)為2層構造、(B)為3層構造之可熔導體的立體圖。
圖35係顯示積層構造之可熔導體之製程的立體圖。
圖36係顯示以低熔點金屬層與高熔點金屬層反覆4層以上之多層構造製造之可熔導體的剖面圖。
圖37係顯示設有條狀開口部之可熔導體的圖，(A)顯示於長邊方向設有開口部之可熔導體的俯視圖、(B)顯示於寬度方向設有開口部之可熔導體的俯視圖。
圖38係顯示設有圓形開口部之可熔導體的俯視圖。
圖39係顯示於內層之高熔點金屬層，設有充填了低熔點金屬之圓形開口部之可熔導體的俯視圖。
圖40係顯示參考例之短路元件的俯視圖。
圖41係顯示組裝有參考例之短路元件之電池組的電路圖。
以下，針對適用了本發明之溫度短路元件及溫度切換元件，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。
〔溫度短路元件1〕
適用本發明之溫度短路元件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、以及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。並且，溫度短路元件1，如圖2(A)、(B)所示，可在元件內部不具備發熱體之情形下，於第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境中，第1可熔導體13熔融，藉由熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍，而亦與和第1電極11相鄰配置之第2電極12接觸，使第1、第2電極11、12間短路。
〔溫度環境〕
溫度短路元件1，係藉由從外部熱源傳來之熱使第1可熔導體13熔融。溫度環境，係指以溫度短路元件1之外部熱源作出之可使第1可熔導體13熔融之溫度環境，例如以設在溫度短路元件1近旁之元件之異常發熱而產生之熱風傳至溫度短路元件1內部據以作出。又，第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境，亦可以是使用溫度短路元件1之電子產品冒火或周圍之火災而產生之熱傳至溫度短路元件1內部所作出者。再者，第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境，不限於意外或災害時等之緊急事故，亦可以是作為不可逆的用以使開關ON之通常的使用方法，藉由外部熱源產生之熱傳至溫度短路元件1內部所作出者。
〔導熱構件〕
又，使第1可熔導體13熔融之溫度環境，係藉由溫度短路元件1內部 之空氣或元件內部之構成零件發揮作為傳遞元件外部之熱之導熱構件14所作出。導熱構件14，係傳遞溫度短路元件1外部之熱源之熱之物，可使用例如後述之溫度短路元件1之外筐體或絶緣基板、第1、第2電極11、12、極其他構成構件，藉由直接的、或間接的與第1可熔導體13連接，據以加熱第1可熔導體13。導熱構件14，例如可由與第1電極11連接之電極圖案、線材、或熱管等形成，將來自熱源15之熱透過第1電極11間接的傳至第1可熔導體13，使之熔融。
又，導熱構件14，如圖3所示，在使用熱管等之導電性構件之情形時，為謀求與周圍之絶緣，至少表面被絶緣材料16被覆較佳。
〔第1、第2電極〕
第1、第2電極11、12，例如係於氧化鋁等之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，亦可使用由高熔點金屬構成之線材或板材等之機構零件，藉支承於既定位置等加以形成。
第1、第2電極11、12係近接配置並呈開放，藉由溫度短路元件1之作動，如圖2(A)(B)所示，後述第1可熔導體13之熔融導體13a凝結、結合，構成透過此熔融導體13a短路之開關2。第1、第2電極11、12，分別於一端設有外部連接端子11a、12a。第1、第2電極11、12，透過此等外部連接端子11a、12a與藉由溫度短路元件1之動作而連接之電源電路或數位訊號電路等之外部電路連接。溫度短路元件1，藉由第1、第2電極11、12透過熔融導體13a而短路，成為該外部電路之電流路徑、或對功能電路之供電路徑。
〔第1絶緣層〕
第2電極12，於至少一部分設有第1絶緣層17。又，第2電極12，與被第1電極11支承之第1可熔導體13重疊、並以第1絶緣層17支承第1可熔導體13。於溫度短路元件1，藉由連接於第1電極11之第1可熔導體13被第1絶緣層17支承，據以使第1、第2電極11、12間開放(圖1)。
第1絶緣層17，可使用具有絶緣性之各種材料，例如由玻璃層構成。溫度短路元件1，當第1可熔導體13熔融時，熔融導體13a即接觸第2電極12之除第1絶緣層17以外之區域，使第1、第2電極11、12短路。此時，第1絶緣層17可將熔融導體13a在第2電極12上之凝結位置控制在第1電極12側，更迅速地且確實地使熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間。
〔第1可熔導體〕
第1可熔導體13，可使用能因溫度短路元件1之溫度環境迅速地熔融之任一種金屬，例如非常適合使用Sn或SnBi系焊料及SnIn系焊料、其他以Sn為主成分之無鉛焊料等之低熔點金屬。
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，以使用上述Sn或以Sn為主成分之無鉛焊料等焊料較佳，作為高熔點金屬，以使用Ag、Cu或以此等為主成分之合金等較佳。藉由含有高熔點金屬與低熔點金屬，在以回流焊構裝溫度短路元件1時，即使回流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，維持第1可熔導體13之形狀。又，在短路時，亦能藉由低熔點金屬之熔融來熔蝕高熔點金屬，而能以高熔點金屬之熔點以下溫 度迅速地使之熔融。又，第1可熔導體13，如後之說明，可藉由各種構成形成。
第1可熔導體13形成為略矩形板狀，於第1電極11上透過連接用焊料等之接合材18連接。又，第1可熔導體13突出於第2電極12側並與第2電極12重疊，藉由被上述第1絶緣層17支承而與第2電極12分離。據此，溫度短路元件1，於作動前維持第1、第2電極11、12之開放狀態。而第1可熔導體13藉由來自外部熱源之熱成為熔點以上之溫度環境而熔融，熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍並亦與和第1電極11相鄰配置之第2電極12接觸，使第1、第2電極11、12間短路。
例如，第1可熔導體13，藉由使用SnBi系之焊料合金，在約140℃之溫度環境下開始熔融。又，第1可熔導體13，藉由使用SnIn系之焊料合金，在約120℃之溫度環境下開始熔融。
又，第1可熔導體13，為防止氧化、提升潤濕性等，塗布有助焊劑24(參照圖8等)。
又，第1可熔導體13不一定須被支承於第1電極11。例如，第1可熔導體13可將一端支承於上述第1絶緣層17、並將另一端以未圖示之設在支承構件或絶緣基板等之固定構件加以支承。此時，第1可熔導體13被支承在與第1、第2電極11、12重疊之位置，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間(參照圖15)。
〔電路構成、應用〕
溫度短路元件1具有如圖4所示之電路構成。亦即，溫度短路元件1，於動作前之狀態，係第1電極11與第2電極12近接並分離而絶緣，藉由第 1可熔導體13熔融構成短路之開關2。第1、第2電極11、12，藉由串聯在構裝溫度短路元件1之電路基板等之電流路徑上，而組裝在電源電路或訊號電路等之各種外部電路28A、28B間。
外部電路28A、28B，係在溫度短路元件1之作動前因第1、第2電極11、12間之開放而被遮断，因第1、第2電極11、12之短路而物理性不可逆的短路之電路，可以是例如在組裝有溫度短路元件1之電子機器之元件產生異常發熱之情形、或火災等之緊急事故中，進行冷卻裝置或灑水裝置等之起動、備用電路之起動、警報器等異常通報系統之作動、旁通電流路徑之建構等的各種功能電路。或者，外部電路28A、28B亦可以是進行網路通訊機器中對駭侵(hacking)或破碼(cracking)繞過資料伺服器之旁通訊號路徑之建構、或一般的元件或軟體之啟動(activation)者。
溫度短路元件1，當隨著元件故障之異常發熱或火災等、從外部熱源15傳來熱而成為第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境時，如圖2(A)、(B)所示，第1可熔導體13即被加熱、熔融，原本是絶緣之第1、第2電極11、12即透過熔融導體13a而短路。據此，如圖5所示，於溫度短路元件1，開關2成為ON，而連接外部電路28A、28B。
〔第2可熔導體〕
又，溫度短路元件1，如圖6所示，亦可於第2電極12連接第2可熔導體21、並使導熱構件14與第1、第2電極11、12連續，透過第2電極2使第2可熔導體21熔融。
亦可藉由在第2電極12亦設置第2可熔導體21，如圖7所示，於溫度短路元件1，藉由第1可熔導體13及第2可熔導體21之各熔融 導體13a、21a，增加在第1、第2電極11、12間凝結之熔融導體之量，以確實地使之短路。第2可熔導體21可使用與第1可熔導體13相同材料形成，而能在第1可熔導體13熔融之溫度環境中同樣的熔融。又，第2可熔導體21亦如後之說明，可以各種構成形成。此外，第2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18接合於第2電極12。
又，第2可熔導體21，以從第2電極12往第1電極11側突出之方式設置，與第1電極11分離之同時突出至與之重疊之位置較佳。此外，第2可熔導體21可藉由支承為亦與第1可熔導體13重疊，使第2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。
接合了第2可熔導體21之第2電極12，與第1電極11同樣的，透過導熱構件14傳來外部熱源15之熱。據此，第2電極12能使第2可熔導體21迅速地熔融。
〔表面構裝型〕
又，適用本發明之溫度短路元件，形成為可於外部電路基板進行表面構裝。形成為表面構裝用之溫度短路元件1，如圖8(A)、(B)所示，於絶緣基板10之表面10a積層有第1、第2電極11、12。第1可熔導體13藉由連接焊料等之接合材18被支承於第1電極11上並與第2電極12重疊，被支承於形成在第2電極12上之第1絶緣層17。據此，於溫度短路元件1，第1、第2電極11、12呈開放。又，圖8(A)係表面構裝型溫度短路元件1的俯視圖、圖8(B)係圖8(A)之A-A′線剖面圖。
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熔斷時之溫度。
又，絶緣基板10，較佳係使用陶瓷基板等熱傳導性佳之絶緣材料、或表面以絶緣材料做成塗層之金屬基板。據此，絶緣基板10即具有將外部熱源15之熱傳至第1可熔導體13之導熱構件14之功能。外部之熱源15之熱直接透過絶緣基板10傳至第1電極11、透過接合材18傳至第1可熔導體13，並作為溫度短路元件1內之散熱間接傳至第1可熔導體13。據此，即能於溫度短路元件1作出第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境，使第1可熔導體13熔融。
第1、第2電極11、12係形成在絶緣基板10之表面10a之導體圖案。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(未圖示)連接。溫度短路元件1透過此等外部連接端子組裝於電源電路等之各種外部電路。
於第1、第2電極11、12上，以玻璃等之絶緣材料設有第1絶緣層17，且形成為板狀之第1可熔導體13跨載在第1、第2電極11、12間。第1、第2電極11、12，藉由以第1絶緣層17支承第1可熔導體13，而與第1可熔導體13分離。又，於第1電極11，設有接合焊料等之接合材18，透過接合材18連接有第1可熔導體13。
又，第1絶緣層17，形成在相鄰設置之第1、第2電極11、12之對向部分外，防止接合材18及熔融導體13a之流出並將熔融導體13a之凝結位置控制在第1、第2電極11、12間。據此，第1絶緣層17除能防 止熔融導體13a往外部連接端子側流出以避免對與外部電路支連接狀態造成影響，亦能確實地使第1、第2電極11、12間短路。
第1、第2電極11、12，可將Ag等之高熔點金屬糊以網版印刷技術於絶緣基板10之表面10a上形成圖案後，藉燒成等形成。又，藉由使用Ag等熱傳導性佳之材料形成第1、第2電極11、12，可使其具有將外部熱源15之熱傳至第1可熔導體13之導熱構件14的功能。
又，第1可熔導體13，為防止氧化、提升潤濕性等而塗布有助焊劑24。此外，於溫度短路元件1，絶緣基板10之表面10a上被覆蓋構件25覆蓋。
溫度短路元件1，當外部之熱源發熱時，如圖9(A)、(B)所示，透過絶緣基板10及第1、第2電極11、12等之導熱構件加熱第1可熔導體13使之熔融，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間使其短路。此時，於溫度短路元件1，因係將第1可熔導體13支承為與第2電極12重疊，因此藉由熔融導體13a之表面張力或重力使熔融導體13a往第2電極12接觸，而能確實地使第1、第2電極11、12間短路。
又，溫度短路元件1，如圖8所示，可使第1可熔導體13延伸至第1電極11與第2電極12相反側、及第2電極12與第1電極11之相反側。據此，於溫度短路元件1，能增大凝結在第1、第2電極11、12間之熔融導體13a之量，確實地使之短路。
又，於上述溫度短路元件1中，形成為板狀之第1可熔導體13以具有較與第1電極11之連接面積大的面積較佳。據此，第1可熔導體13可確保使第1、第2電極11、12間短路所需充分之熔融導體之量。
〔溫度短路元件30〕
又，於適用本發明之溫度短路元件，可設置用以支承被第1電極11支承之第1可熔導體13之端部的支承電極。又，於以下說明中，針對與上述溫度短路元件1相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
圖10所示之溫度短路元件30，與上述溫度短路元件1同樣的，於絶緣基板10之表面10a上形成有第1、第2電極11、12，於第1電極11上透過接合材18支承第1可熔導體13。又，第1可熔導體13因被設在第1、第2電極11、12上之第1絶緣層17支承，而與第1、第2電極11、12分離，據此，第1、第2電極11、12間成開放。
又，於溫度短路元件30，第1可熔導體13之兩端從第1、第2電極11、12往外側突出，兩端部被支承在設於絶緣基板10之表面10a上之第1支承電極31。第1支承電極31與第1、第2電極11、12同樣的，可將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上形成圖案後，藉燒成等而形成，以和第1、第2電極11、12在同一製程中形成較佳。
又，於第1支承電極31設有接合焊料等之接合材18，藉此固接第1可熔導體13之兩端部。於溫度短路元件30，由於具備第1可熔導體13從第1、第2電極11、12往外側突出之大小，因此能獲得使第1、第2電極11、12間短路之充分的熔融導體13a。此外，藉由將第1可熔導體13之兩端部固接於第1支承電極31，即使是在回流構裝時等之溫度環境下，亦能安定的支承第1可熔導體13。再者，於第1可熔導體13上，為防止氧化、提升潤濕性等而塗有助焊劑24。
於溫度短路元件30，藉由在第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境下第1可熔導體13熔融，如圖11所示，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12上。據此，融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間，使第1、第2電極11、12間短路。
又，此時，藉由在第1、第2電極11、12形成第1絶緣層17，除能防止接合材18及熔融導體13a之流出，並能使熔融導體13a之凝結位置停留在第1、第2電極11、12間，確實地使第1、第2電極11、12短路。
又，形成為板狀之第1可熔導體13，具有較與第1、第2電極11、12分別之連接面積大的面積。據此，第1可熔導體13可確保使第1、第2電極11、12間短路所需之充分的熔融導體之量。
〔溫度短路元件40〕
又，適用本發明之溫度短路元件，亦可於第1電極11支承第1可熔導體13、並使第2電極12支承第2可熔導體21。於以下說明中，與上述溫度短路元件1、30相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
圖12所示之溫度短路元件40，於絶緣基板10之表面10a上形成有第1、第2電極11、12，於第1電極11上支承第1可熔導體13，於第2電極12上支承第2可熔導體21。於溫度短路元件40，藉由第1、第2電極11、12分別獨立的支承可熔導體，使第2可熔導體13、21在熔融前是成開放的。
於第1、第2電極11、12上分別形成有第1絶緣層17，並設有接合材18，使第1、第2可熔導體13、21在分離之同時被支承。第2 可熔導體21與第1可熔導體13為相同材料、具有相同構成，第1、第2可熔導體13、21大致在同一溫度環境下熔融。又，於第1、第2可熔導體13、21上，為防止氧化、提升潤濕性等而塗有助焊劑24。
〔固定構件〕
又，於溫度短路元件40，亦可將被支承在第1電極11之第1可熔導體13之一端以固定構件42固接於絶緣基板10，同樣的，將被支承在第2電極12之第2可熔導體21之一端以固定構件42固接於絶緣基板10。第1、第2可熔導體13、21，分別因設於第1、第2電極11、12之接合材18、與固接在設於絶緣基板10之表面10a上之固定構件42，即使是在溫度短路元件40於回流焊構裝時等被加熱之情形時，亦不會往彼此接近之方向移動。因此，溫度短路元件40，可防止在回流焊構裝時等本來之作動前，第1、第2可熔導體13、21往接近之方向移動而接觸之初期短路。
固接第1、第2可熔導體13、21之固定構件42，可使用與接合焊料等接合材18相同之材料。
溫度短路元件40，藉由在第1、第2可熔導體13、21之熔點以上之溫度環境下第1、第2可熔導體13、21熔融，如圖13所示，熔融導體13a凝結在第1電極11上、且熔融導體21a凝結在第2電極12上。據此，熔融導體13a、21a凝結在從第1電極11到第2電極12間，使第1、第2電極11、12間短路。
又，此時，可於第1、第2電極11、12形成第1絶緣層17以防止接合材18及熔融導體13a、21a之流出並使熔融導體13a、21a之凝結位置停留在第1、第2電極11、12間，確實地使第1、第2電極11、12短 路。
又，形成為板狀之第1、第2可熔導體13、21，最好是能具有較分別與第1、第2電極11、12之連接面積大的面積較佳。如此，第1、第2可熔導體13、21可確保使第1、第2電極11、12間短路充分之熔融導體之量。
又，於溫度短路元件40，如圖14所示，亦可設置支承第1、第2可熔導體13、21之端部的第2支承電極43。第2支承電極43與第1、第2電極11、12同樣的，可將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，藉燒成等來形成，以和第1、第2電極11、12在同一製程中形成較佳。
又，第2支承電極43設有接合焊料等之接合材18，藉此固接有第1、第2可熔導體13、21之端部。溫度短路元件40，因第1、第2可熔導體13、21具備從第1、第2電極11、12往外側突出之大小，因此能獲得使第1、第2電極11、12間短路之充分的熔融導體13a、21a。此外，藉由將第1、第2可熔導體13、21之兩端部固接於第2支承電極43，即使是在回流焊構裝時等之溫度環境下，亦能安定的支承第1、第2可熔導體13、21。
〔溫度短路元件50〕
又，於適用本發明之溫度短路元件中，第1可熔導體13亦可不是支承於第1電極11。此外，於以下說明中，與上述溫度短路元件1，30，40相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
圖15(A)所示之溫度短路元件50，具有絶緣基板10、形 成在絶緣基板10之表面10a的第1、第2電極11、12、形成在絶緣基板10之表面10a上較第1、第2電極11、12厚的第2絶緣層51、以跨在第1、第2電極11、12上之方式被支承於第2絶緣層51的第1可熔導體13、以及覆蓋絶緣基板10之表面10a上的覆蓋構件25。
第2絶緣層51，例如由玻璃層構成，於絶緣基板10之表面10a，形成在除覆蓋構件25之側壁25a、第1、第2電極11、12及隔著第1、第2電極11、12電性開放之間隙部外的區域。據此，第2絶緣層51形成第1、第2電極11、12之表面及相對向之側緣露出之開口部52。又，第2絶緣層51形成為較第1、第2電極11、12之厚度厚，且於上面搭載第1可熔導體13。
第1可熔導體13係以跨在可從第2絶緣層51之開口部52看見之第1、第2電極11、12上方之方式搭載在第2絶緣層51上。第1可熔導體13，係被第2絶緣層51在除了與開口部52重疊之中央部以外之兩側被廣範圍的支承。
又，覆蓋構件25係使用工程塑膠等之絶緣材料形成，具有搭載在絶緣基板10之表面10a上的側壁25a、與覆蓋絶緣基板10之表面10a上的頂面25b。覆蓋構件25以側壁25a包覆第2絶緣層51及第1可熔導體13之周圍。
此種溫度短路元件50，當在第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境下第1可熔導體13熔融時，如圖15(B)所示，熔融導體13a之移動位置即被控制在可從設於第2絶緣層51之開口部52看見之第1、第2電極11、12上。亦即，溫度短路元件50，係以對第1可熔導體13之熔融 導體13a不具備潤濕性之第2絶緣層51及覆蓋構件25封閉第1可熔導體13之周圍，因此熔融導體13a會凝結在唯一具備潤濕性之第1、第2電極11、12上。
據此，於溫度短路元件50，熔融導體13a凝結跨在第1、第2電極11、12間，確實地使第1、第2電極11、12間短路。
〔溫度短路元件60〕
又，適用本發明之溫度短路元件，亦可形成為用於表面構裝且擴大第1、第2電極11、12對第1可熔導體13之支承面積，以防止第1可熔導體13之變形、並防止初期短路。此外，於以下說明中，針對與上述溫度短路元件1、30、40、0相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
此溫度短路元件60，如圖16、圖17所示，具備絶緣基板10、形成在絶緣基板10之表面10a的第1、第2電極11、12、在第1、第2電極11、12上以使第1、第2電極11、12之對向之各前端部11b、12b露出之方式積層的第1絶緣層17、形成在絶緣基板10之表面10a上較第1、第2電極11、12厚的第2絶緣層51、以及搭載在第1、第2絶緣層17、51上的第1可熔導體13。又，圖16(A)係除去溫度短路元件60之覆蓋構件25後所示的俯視圖、同圖(B)係同圖(A)中所示之A-A’線剖面圖、同圖(C)係同圖(A)中所示之B-B’線剖面圖。再者，圖17係除去溫度短路元件60之覆蓋構件25及第1可熔導體13後所示的俯視圖。
溫度短路元件60中之第1、第2電極11、12，係於形成為矩形之絶緣基板10之長度方向廣範圍的形成，並形成在從絶緣基板10之寬度方向兩側緣至中央部處，相距既定間隔對向。又，第1、第2電極11、12， 於略中央部積層第1絶緣層17，相對向之前端部11b、12b露出。
於溫度短路元件60，藉由將第1、第2電極11、12之短路長度形成為較長，除能提升短路之確實性、亦能降低第1、第2電極11、12短路後之短路電阻以因應高額定電流。
第2絶緣層51，形成在第1、第2電極11、12之相對向的側緣兩端中第1、第2電極11、12之間隙部。又，第2絶緣層51形成為較第1、第2電極11、12之厚度厚，與形成在第1、第2電極11、12上之第1絶緣層17連續。據此，於第1、第2絶緣層17、51形成使第1、第2電極11、12之相對向的各前端部11b、12b露出之略矩形開口部61。
第1可熔導體13透過接合用焊料等之接合材18固接於第1電極11。又，第1可熔導體13，係以覆蓋開口部61之方式被支承在設於第1、第2電極11、12之第1絶緣層17及第2絶緣層51上。亦即，溫度短路元件60，於絶緣基板10上廣範圍的積層第1、第2電極11、12，且除了此等第1、第2電極11、12之各前端部11b、12b外，被第1、第2絶緣層17、51圍繞。據此，第1可熔導體13被第1、第2絶緣層17、51於全周支承，防止了長邊方向及寬度方向之撓曲。
因此，根據溫度短路元件60，可確實地防止於回流焊構裝時等第1可熔導體13彎曲之情形，防止因第1可熔導體13之變形導致之第1、第2電極11、12間短路的初期短路。
又，第1可熔導體13，可取代第1電極11、或在第1電極11之外，另透過接合材18固接於第1絶緣層17及/或第2絶緣層51。藉由將第1可熔導體13於複數處加以固接，即使是在回流焊構裝時等之溫度 環境下，亦能防止位置偏移等，安定地加以保持。
於此種溫度短路元件60，當在第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境下第1可熔導體13熔融時，如圖18所示，熔融導體13a之移動位置被控制在可從設在第1、第2絶緣層17、51之開口部61看見之第1、第2電極11、12之各前端部11b、12b上。亦即，於溫度短路元件60，係被對第1可熔導體13之熔融導體13a不具備潤濕性之第1、第2絶緣層17、51支承，因此，熔融導體13a凝結在唯一具備潤濕性之第1、第2電極11、12上。
據此，於溫度短路元件60，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12之間，確實地使第1、第2電極11、12間短路。
〔溫度短路元件70〕
又，適用本發明之溫度短路元件，可形成為表面構裝用、並將第2電極12與設在覆蓋構件之覆蓋部電極連接。此外，於以下說明中，針對與上述溫度短路元件1、30、40、50、60相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
此溫度短路元件70，如圖19所示，係一具備覆蓋絶緣基板10之表面上的覆蓋構件25，第2電極12與在覆蓋構件25之頂面25b和第1電極11對向形成之覆蓋部電極71連接。又，圖19(A)係除去在第1可熔導體13熔融前之溫度短路元件70之覆蓋構件25後所示的俯視圖，同圖(B)為同圖(A)中所示之A-A’線剖面圖、同圖(C)為同圖(A)所示之B-B’線剖面圖。又，圖20係除去在第1可熔導體13熔融後之溫度短路元件70之覆蓋構件25後所示的俯視圖，同圖(B)為同圖(A)中所示之A -A’線剖面圖、同圖(C)為同圖(A)中所示之B-B’線剖面圖。
覆蓋構件25，具有連接在絶緣基板10之表面10a之外緣部的側壁25a、與頂面25b，可使用各種工程塑膠或與絶緣基板10相同材料形成。覆蓋構件25，在從覆蓋構件25之一側緣部25a到頂面25b，形成有覆蓋部電極71。
覆蓋部電極71，藉由覆蓋構件25被搭載於絶緣基板10而與形成在絶緣基板10之表面10a之第2電極12連接。第1、第2電極11、12因彼此分離而開放。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。溫度短路元件70透過此外部連接端子11a、12a組裝在電源電路等之各種外部電路。
又，覆蓋部電極71，與形成在絶緣基板10之表面10a上之第1電極11對向、且在與第1電極11之間配置有第1可熔導體13。第1可熔導體13透過接合材18固接在第1電極11上。又，第1可熔導體13，亦可將上述第1支承電極31及固定構件42、第2絶緣層51設置在絶緣基板10，藉由此等來加以支承。
此種溫度短路元件70，當在第1可熔導體13之熔點以上之溫度環境下第1可熔導體13熔融時，如圖20所示，熔融導體13a即凝結在第1電極11上、並且亦凝結在頂面25b與第1電極11對向配置之覆蓋部電極71上。據此，溫度短路元件70即能透過熔融導體13a及覆蓋部電極71使第1、第2電極11、12短路。
〔溫度切換元件〕
接著，說明適用本發明之溫度切換元件。又，於溫度切換元件之說明 中，針對與上述溫度短路元件1、30、40、50、60、70相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
〔溫度切換元件80〕
適用本發明之溫度切換元件80，如圖21(A)、(B)所示，具備第1電極11、與第1電極11相鄰設置的第2電極12、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短路的第1可熔導體13、第3電極83及第4電極84、以及跨接在第3、第4電極83、84並藉由熔融以遮斷第3、第4電極83、84間的第3可熔導體81。
此外，溫度切換元件80，如圖22(A)、(B)所示，在元件內部不具備發熱體，而係在第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境下第1、第3可熔導體13、81熔融。據此，於溫度切換元件80，藉由熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍而與和第1電極11相鄰配置之第2電極12亦接觸，使第1、第2電極11、12間短路並且第3可熔導體81熔斷以將第3、第4電極83、84間遮断。
〔溫度環境〕
溫度切換元件80與上述溫度短路元件1同樣的，係以從外部之熱源15傳來之熱使第1、第3可熔導體13、81熔融。所謂溫度環境，如上所述，係指以溫度切換元件80之外部之熱源15作出之第1、第3可熔導體13、81熔融之溫度環境，例如係藉由設在溫度切換元件80近旁之元件之異常發熱而產生之輻射熱傳遞至溫度切換元件80之內部所作出。又，第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境，亦可以是溫度切換元件80所使用之電子產品之發火或周圍之火災產生之熱傳遞至溫度切換元件80內部所作出 者。再者，第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境，亦不限於意外或災害時等之緊急事態，亦可以是作為用以不可逆的切換開關之一般的使用方法，由外部熱源產生之熱傳至溫度切換元件80內部所作出者。
〔導熱構件〕
又，使第1、第3可熔導體13、81熔融之溫度環境，係由溫度切換元件80內部之空氣或元件內部之構成零件發揮作為傳遞元件外部之熱之導熱構件82所作出。導熱構件82，係用以傳遞溫度切換元件80外部之熱源之熱，可使用例如後述溫度切換元件80之外筐體或絶緣基板、第1~第4電極11、12、83、84及其他構成構件，直接的或間接的與第1、第3可熔導體13、81連接據以加熱第1、第3可熔導體13、81。導熱構件82，例如可由與第1電極11或第3、第4電極83、84連接之電極圖案、線材、或熱管等形成，具有將來自熱源15之熱透過第1電極11間接的傳至第1可熔導體13的第1導熱構件82A、與將來自熱源15之熱直接的傳至第3可熔導體81的第2導熱構件82B。
又，導熱構件82與圖3所示之導熱構件14同樣的，使用熱管等之導電性構件之情形時，為謀求與周圍之絶緣，至少表面被絶緣材料被覆較佳。
〔第1~第4電極〕
第1、第2電極11、12與上述溫度短路元件1相同。第3、第4電極83、84亦與第1、第2電極11、12同樣的，係在例如氧化鋁等之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3、第4電極83、84，亦可使用由高熔點金屬構成之線材或板材等之機構零件，藉 由支承於既定位置等來形成。
第3、第4電極83、84係藉由隔著既定間隔設置而開放，平常透過第3可熔導體81電性連接。第3、第4電極83、84與第3可熔導體81之連接，可使用上述連接焊料等之接合材18。第3、第4電極83、84因溫度切換元件80作動，而如圖22(A)、(B)所示，藉由第3可熔導體81熔斷而遮斷導通。第3、第4電極83、84，分別於一端設有外部連接端子83a、84a。第3、第4電極83、84透過此等外部連接端子83a、84a與因溫度切換元件80動作而被遮断之電源電路或數位訊號電路等之外部電路連接。溫度切換元件80，因第3、第4電極83、84間被遮断，而能遮斷該外部電路之電流路徑、或功能電路。
〔第3可熔導體〕
第3可熔導體81與第1可熔導體13同樣的，可使用因溫度切換元件80之溫度環境而迅速地熔融之任一種金屬，例如非常適合使用Sn或SnBi系焊料或SnIn系焊料、及其他以Sn為主成分之無鉛焊料等之低熔點金屬。
又，第3可熔導體81可含有低熔點金屬與高熔點金屬。低熔點金屬及高熔點金屬，可使用與上述第1可熔導體13所使用者相同之物。
又，第3可熔導體81，為防止氧化、提升潤濕性等而塗有助焊劑24。
〔電路構成、應用〕
溫度切換元件80，具有如圖23(A)、(B)所示之電路構成。亦即，溫度切換元件80，於動作前之狀態下，係構成為第1電極11與第2電極12近接並分離而絶緣，藉由第1可熔導體13熔融而短路之開關2。又，於溫 度切換元件80，第3、第4電極83、84間透過第3可熔導體81連接，藉由第3可熔導體81熔融而被遮断。
如圖24所示，第1、第2電極11、12，藉由串聯在構裝溫度切換元件80之電路基板之電流路徑上，據以組裝在電源電路或訊號電路等之各種外部電路28A、28B間。同樣的，第3、第4電極83、84亦係藉由串聯在構裝溫度切換元件80之電路基板之電流路徑上，據以組裝在電源電路或訊號電路等之各種外部電路85A、85B間。
外部電路28A、28B，係一在溫度切換元件80之作動前，因第1、第2電極11、12間開放而被遮断，藉由第1、第2電極11、12之短路而物理性、不可逆的短路之電路，可以是例如在溫度切換元件80被組裝之電子機器之元件產生異常發熱之情形、或火災等之緊急狀態下，進行冷卻裝置及灑水設備等之起動、備用電路之起動、警報器等異常通報系統之作動、旁通電流路徑之建構等的各種功能電路。或者，外部電路28A、28B亦可以是在網路通訊機器中對駭侵或破碼進行繞過資料伺服器之旁通訊號路徑之建構、或進行一般元件或軟體之活化者。
又，外部電路85A、85B，係一在溫度切換元件80之作動前，第3、第4電極83、84間透過第3可熔導體81連接而連接，藉由第3、第4電極83、84間之遮断而物理性、不可逆的遮断之電路，可適用於例如電池組及電子機器之電源電路、訊號電路、網路通訊機器中之網際網路線路等任何種類之電氣電路。
溫度切換元件80，當因伴隨元件故障之異常發熱或火災等來自外部熱源15之熱傳來，而達到第1、第3可熔導體13、81之熔點以上 之溫度環境時，如圖22(A)、(B)所示，第1、第3可熔導體13、81即被加熱、熔融。據此，於溫度切換元件80，熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍並也與相鄰配置之第2電極11接觸，原本絶緣之第1、第2電極11、12透過熔融導體13a而短路，連接外部電路28A、28B。此外，於溫度切換元件80，因第3可熔導體81熔斷而遮斷第3、第4電極83、84間之導通，遮斷外部電路85A、85B。
此外，於溫度切換元件80，亦可與溫度短路元件1同樣的，於第2電極12連接第2可熔導體21並使導熱構件82A與第1、第2電極11、12連續，透過第2電極12使第2可熔導體21熔融。
〔熔融順序〕
又，於溫度切換元件80，亦可藉由規定第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序，據以規定外部電路28A、28B間之短路、與外部電路85A、85B間之遮断的順序。
亦即，於溫度切換元件80，可藉由使第1可熔導體13較第3可熔導體81先熔融，以在使外部電路28A、28B短路後，遮斷外部電路85A、85B間。據此，例如可在非常電源電路或備用電路構成之外部電路28A、28B間起動後，遮斷由一般之電源電路或功能電路構成之外部電路85A、85B間。
又，於溫度切換元件80，可藉由使第3可熔導體81較第1可熔導體13先熔融，以在遮斷外部電路85A、85B間後，使外部電路28A、28B短路。據此，例如可在遮斷由電源電路構成之外部電路85A、85B間後，使由警報系統電路構成之外部電路28A、28B起動。
此種第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序，可藉由對第1可熔導體13與第3可熔導體81設定熔點差來加以規定。例如，當以SnIn系焊料形成第1可熔導體13、以SnBi系焊料形成第3可熔導體81時，由於銦錫合金之熔點為120℃、錫鉍合金之熔點為138℃，因此第1可熔導體13之熔點較第3可熔導體81低，可使其先熔融。
又，第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序，亦可藉由改變第1可熔導體13與第3可熔導體81之剖面積來加以規定。由於可熔導體之剖面積越太越不易熔融，因此只要將欲使其先熔融之熔融導體之剖面積做得較小、與使其後熔融之熔融導體之剖面積做得較大即可。
又，第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序，亦可藉由改變導熱構件82之路徑長或粗細以使熱傳導性產生差異來加以規定。
〔表面構裝型〕
又，適用本發明之溫度切換元件，可行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溫度切換元件80，如圖25(A)、(B)所示，於絶緣基板10之表面10a積層有第1~第4電極11、12、83、84。第1可熔導體13，係以連接焊料等之接合材18支承在第1電極11上並與第2電極12重疊，被支承在形成於第2電極12上之第1絶緣層17。據此，於溫度切換元件80，第1、第2電極11、12成開放。第3可熔導體81藉由接合材18跨接在第3、第4電極83、84上。又，圖25(A)係表面構裝型溫度切換元件80的俯視圖，圖25(B)為同圖(A)中之A-A′線剖面圖。
絶緣基板10，可使用與上述溫度短路元件1之絶緣基板10相同之構件，藉由陶瓷基板等熱傳導性優異之絶緣材料、或表面以絶緣材 料塗層之金屬基板之使用，而具有對第1、第3可熔導體13、81傳遞外部熱源15之熱之導熱構件82的功能。外部熱源15之熱透過絶緣基板10傳至第1、第3、第4電極11、83、84及透過接合材18直接傳至第1、第3可熔導體13、81，並作為溫度切換元件80內之輻射熱間接的傳至第1、第3可熔導體13、81。據此，於溫度切換元件80，即作出第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境，可使第1、第3可熔導體13、81熔融。
第1~第4電極11、12、83、84係形成在絶緣基板10之表面10a之導體圖案。又，第1~第4電極11、12、83、84與形成在絶緣基板10之背面10b之外部連接端子(未圖示)連接。溫度切換元件80透過此等外部連接端子組裝在電源電路或備用電路等之各種外部電路。
第1~第4電極11、12、83、84，可將Ag等高熔點金屬糊使用網版印刷技術於絶緣基板10之表面10a上進行圖案形成後，藉燒成等加以形成。又，第1~第4電極11、12、83、84，可藉由使用Ag等熱傳導性優異之材料形成，而使其具有將外部熱源15之熱傳至第1可熔導體13之導熱構件82的功能。
於第1、第2電極11、12上以玻璃等絶緣材料設有第1絶緣層17且形成為板狀之第1可熔導體13跨載在第1、第2電極11、12間。第1、第2電極11、12，藉由以第1絶緣層17支承第1可熔導體13，而與第1可熔導體13分離。又，於第1電極11設有接合焊料等之接合材18，透過接合材18連接有第1可熔導體13。
此外，於第3、第4電極83、84上，在與第3可熔導體81之連接部近旁，以玻璃等絶緣材料設有第1絶緣層17。
第1絶緣層17形成在第3、第4電極83、84與各外部連接端子之間，以防止接合材18及熔融導體81a之流出。據此，第1絶緣層17可防止熔融導體81a往各外部連接端子側流出，對與外部電路之連接狀態造成影響等情形。
又，第1、第3可熔導體13、81，為防止氧化、提升潤濕性等而塗有助焊劑24。此外，於溫度切換元件80，絶緣基板10之表面10a上被覆蓋構件25覆蓋。
溫度切換元件80，當外部之熱源發熱時，如圖26(A)、(B)所示，透過絶緣基板10及第1~第4電極11、12、83、84等之導熱構件，第1、第3可熔導體13、81被加熱而熔融。且於溫度切換元件80，藉由熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間使第1、第2電極11、12間短路，又，藉由第3可熔導體81之熔斷，遮斷第3、第4電極83、84間。
又，於溫度切換元件80，如圖25所示，亦可使第1可熔導體13延伸至第1電極11之與第2電極12之相反測、及第2電極12之與第1電極11之相反側。據此，溫度切換元件80，能增加凝結在第1、第2電極11、12間之熔融導體13a之量，確實地使之短路。
又，於溫度切換元件80，形成為板狀之第1可熔導體13以具有較與第1電極11之連接面積大的面積較佳。如此一來，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。
又，溫度切換元件80，與上述溫度短路元件30同樣的，亦可設置支承被第1電極11支承之第1可熔導體13之端部的第1支承電極31。
〔溫度切換元件87〕
又，適用本發明之溫度切換元件，可形成為表面構裝用，並加大第1、第2電極11、12對第1可熔導體13之支承面積，以防止第1可熔導體13之變形且防止初期短路。此外，於以下說明中，針對與上述溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
此溫度切換元件87，如圖27所示，具備絶緣基板10、形成在絶緣基板10之表面10a的第1~第4電極11、12、83、84、於第1、第2電極11、12上以露出第1、第2電極11、12之對向之各前端部11b、12b之方式積層的第1絶緣層17、形成在絶緣基板10之表面10a上較第1、第2電極11、12厚的第2絶緣層51、搭載在第1、第2絶緣層17、51上的第1可熔導體13、以及連接在第3、第4電極83、84間的第3可熔導體81。又，圖27(A)係除去溫度切換元件87之覆蓋構件25後所示的俯視圖，同圖(B)為同圖(A)中所示之A-A’線剖面圖、同圖(C)為同圖(A)中所示之B-B’線剖面圖。
溫度切換元件87中之第1、第2電極11、12，與溫度短路元件60同樣的，係於形成為矩形之絶緣基板10之長度方向廣範圍的形成且從絶緣基板10之寬度方向兩側緣至中央部形成，相隔既定間隔對向，從積層在略中央部之第1絶緣層17露出相對之前端部11b、12b。
又，溫度切換元件87中之第1、第2絶緣層17、51，與溫度短路元件60同樣的形成，形成有使第1、第2電極11、12之相對向的各前端部11b、12b露出之略矩形開口部61。
第1可熔導體13，於第1、第2絶緣層17、51上以覆蓋開口部61之方式搭載，並透過接合用焊料等之接合材18固接於第1電極11。據此，第1可熔導體13即被第1、第2絶緣層17、51於全周支承，防止長邊方向及寬度方向之撓曲。
因此，根據溫度切換元件87，能確實地防止在回流焊構裝時等第1可熔導體13彎曲之情形，可防止因第1可熔導體13之變形造成之第1、第2電極11、12間短路之初期短路。
又，第1可熔導體13，可取代第1電極11、或在第1電極11之外，透過接合材18固接於第1絶緣層17及/或第2絶緣層51。將第1可熔導體13於複數處加以固接，即使是在回流焊構裝時等之溫度環境下亦能防止位置偏移等，安定的加以保持。
此種溫度切換元件87，當在第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境下第1、第3可熔導體13、81熔融時，熔融導體13a即凝結在可從開口部61看見之第1、第2電極11、12之各前端部11b、12b間。據此，於溫度切換元件87，熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間，確實地使第1、第2電極11、12間短路。又，於溫度切換元件87，因第3可熔導體81熔斷而將第3、第4電極83、84間遮断。
〔溫度切換元件90〕
又，適用本發明溫度切換元件，可於第1電極11支承第1可熔導體13、並於第2電極12支承第2可熔導體21。於以下說明中，與上述溫度短路元件1、40、50、60、70及溫度切換元件80相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
圖28所示之溫度切換元件90，與上述溫度短路元件40同樣的，於絶緣基板10上形成第1、第2電極11、12，於第1電極11上支承第1可熔導體13、於第2電極12上支承第2可熔導體21。於溫度切換元件90，藉由第1、第2電極11、12分別獨立的支承可熔導體，在第1、第2可熔導體13、21之熔融前是開放的。第1~第3可熔導體13、21、81具有相同材料、相同構成，在大致同一溫度環境下熔融。此外，於第1~第3可熔導體13、21、81，為防止氧化、提升潤濕性等，塗有助焊劑24。
又，溫度切換元件90，與上述溫度短路元件40同樣的，可將被第1電極11支承之第1可熔導體13之一端以固定構件42固接於絶緣基板10，同樣的，將被第2電極12支承之第2可熔導體21之一端以固定構件42固接於絶緣基板10。此外，溫度切換元件90，與上述溫度短路元件40同樣的，可於絶緣基板10設置第2支承電極43，透過接合材18支承第1、第2可熔導體13、21之端部。
溫度切換元件90，於第1~第3可熔導體13、21、81之熔點以上之溫度環境下，第1~第3可熔導體13、21、81熔融。據此，如圖29所示，於溫度切換元件90，熔融導體13a凝結在第1電極11上、且熔融導體21a凝結在第2電極12上。據此，熔融導體13a、21a凝結在第1、第2電極11、12間，使第1、第2電極11、12間短路。又，第3可熔導體81熔斷，遮斷第3、第4電極83、84間。
又，形成為板狀之第1、第2可熔導體13、21，分別以具有較與第1、第2電極11、12之連接面積大的面積較佳。據此，第1、第2可熔導體13、21可確保使第1、第2電極11、12間短路之充分的熔融導體 之量。
〔熱傳導路徑〕
又，上述溫度切換元件90，與溫度切換元件80同樣的，可藉由規定第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序，據以規定外部電路28A、28B間之短路與外部電路85A、85B間之遮断的順序。第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序，可藉由對第1可熔導體13與第3可熔導體81設置熔點差、或改變剖面積來加以規定。
又，於溫度切換元件90，亦可藉由改變發揮導熱構件82之功能之第1電極11至第1可熔導體13之熱傳導路徑、與發揮導熱構件82之功能之第3電極83至第3可熔導體81之熱傳導路徑的熱傳導率，以改變第1可熔導體13與第3可熔導體81之熔融順序。
亦即，如圖30所示，於溫度切換元件90，第1、第2電極11、12發揮作為將來自外部熱源之熱傳遞至第1可熔導體13之導熱構件的功能，第3電極83發揮作為將來自外部熱源之熱傳遞至第3可熔導體81之導熱構件的功能。此時，例如，於溫度切換元件90，將第1、第2電極11、12之來自外部熱源之導熱路徑P1、P2形成為細且長，將第3電極83之來自外部熱源之導熱路徑P3形成為粗且短。
據此，將熱傳至第1可熔導體13之導熱路徑P1、P2之熱傳導率，即相對的較將熱傳至第3可熔導體81之導熱路徑P3低。據此，於溫度切換元件90，當因來自外部熱源15之熱而成為第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境時，熱會較第1可熔導體13先傳至第3可熔導體81。因此，溫度切換元件90，可先使第3可熔導體81熔融以遮斷外部電路 85A、85B間後，再使第1可熔導體13熔融以使外部電路28A、28B間短路。
除此之外，於溫度切換元件90，可藉由將第1、第2電極11、12與第3電極83以熱傳導率不同之材料形成，據以改變來自外部熱源之導熱路徑P1、P2與導熱路徑P3之熱傳導率。
〔溫度切換元件97〕
又，適用本發明之溫度切換元件，可形成為表面構裝用、並將第2電極12與設在覆蓋構件之覆蓋部電極連接。於以下說明中，針對與上述溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80，90相同之構成係賦予相同符號並省略詳細說明。
此溫度切換元件97，如圖31所示，於絶緣基板10之表面10a積層有第1~第4電極11、12、83、84，第3可熔導體81以接合材18跨接在第3、第4電極83、84上。又，溫度切換元件97，係一具備覆蓋絶緣基板10之表面上的覆蓋構件25，第2電極12與在覆蓋構件25之頂面25b與第1電極11對向形成之覆蓋部電極71連接之物。又，圖31(A)係除去在第1可熔導體13之熔融前之溫度切換元件97之覆蓋構件25所示的俯視圖，同圖(B)為同圖(A)中所示之A-A’線剖面圖、同圖(C)為同圖(A)中所示之B-B’線剖面圖。又，圖32係除去在第1可熔導體13之熔融後之溫度切換元件97之覆蓋構件25所示的俯視圖，同圖(B)為同圖(A)中所示之A-A’線剖面圖、同圖(C)為同圖(A)中所示之B-B’線剖面圖。
於覆蓋構件25，從覆蓋構件25之一側緣部25a到頂面25b形成有覆蓋部電極71，將之搭載於絶緣基板10，將覆蓋部電極71連接於第 2電極12。又，第1、第2電極11、12彼此分離而成開放。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。溫度切換元件97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。
又，覆蓋部電極71與形成在絶緣基板10上之第1電極11對向、並在與第1電極11之間配置有第1可熔導體13。第1可熔導體13透過接合材18固接在第1電極11上。此外，第1可熔導體13，亦可以上述固定構件42或將第1支承電極31、第2絶緣層51設置於絶緣基板10，以此等來加以支承。
此種溫度切換元件97，於第1、第3可熔導體13、81之熔點以上之溫度環境下第1、第3可熔導體13、81熔融時，如圖32所示，熔融導體13a凝結在第1電極11上、且亦凝結在於頂面25b與第1電極11對向配置之覆蓋部電極71上。據此，溫度切換元件97，可透過熔融導體13a及覆蓋部電極71使第1、第2電極11、12短路。又，於溫度切換元件97，第3可熔導體81熔斷，將第3、第4電極83、84間遮断。
〔其他構成〕
又，於上述各溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80、90、97中，形成為板狀之第1可熔導體13，以具有和第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即可確保使第1電極11與第2電極12或與覆蓋部電極71之間短路所需之充分的熔融導體13a之量，並且在將端部支承於固定構件42或第1支承電極31之情形時，以能迅速地熔斷。
又，於上述各溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80、90、97中，可將第1可熔導體13以線材形成，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即可確保使第1電極11與第2電極12或與覆蓋部電極71之間短路所需之充分的熔融導體13a之量，並且在將端部支承於固定構件42或第1支承電極31之情形時，亦能迅速地熔斷。
進一步的，於上述各溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80、90、97中，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第1電極11之寬度以下較佳。例如圖1所示，於溫度短路元件1，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第1電極11之寬度W2以下較佳。如此，第1、第2電極11、12即被配置在更為近接之位置，於第1可熔導體13之熔融導體13a凝結在第1電極11之周圍時，能更確實地亦接觸於第2電極12，使熔融導體13a凝結在第1、第2電極11、12間。
又，上述各溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80、90、97之第1~第4電極11、12、83、84、第1、第2支承電極31、43及覆蓋部電極71，可使用Cu及Ag等之一般電極材料形成，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，各溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80、90、97，即能防止第1~第4電極11、12、83、84、第1支承電極31及覆蓋部電極71之氧化，確實地保持第1~第3可熔導體13、21、81。此外，對溫度短路元件1、30、40、50、60、70及溫度切換元件80、90、97 進行回流焊構裝時，由於連接第1~第3可熔導體13、21、81之連接用焊料等之接合材18、或形成第1~第3可熔導體13、21、81之外層的低熔點金屬熔融，而能防止第1~第4電極11、12、83、84、第1、第2支承電極31、43及覆蓋部電極71熔蝕(焊料浸蝕)。
〔可熔導體之構成〕
如上所述，第1~第3可熔導體13、21、81可含有低熔點金屬與高熔點金屬。又，以下說明忠，除非特別需要加以區別之情形外，將第1~第3可熔導體13、21、81統稱為「可熔導體13、21、81」。作為低熔點金屬，以使用Sn為主成分之無鉛焊料等之焊料較佳，作為高熔點金屬，則以使用Ag、Cu或以此等為主成分之合金等較佳。此時，可熔導體13、21、81，如圖33(A)、(B)所示，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、21、81，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，亦可以是除了相對向之一對側面外被被覆之構造。
低熔點金屬層92被高熔點金屬層91被覆之被覆構造，可使用鍍敷等之公知成膜技術來形成。其中，尤以可對線狀或長條狀低熔點金屬材料連續施以高熔點金屬鍍敷之電鍍法，在作業效率上、製造成本上是較有利的。
又，可熔導體13、21、81，亦可使用作為外層設置低熔點金屬層92、作為內層設置高熔點金屬層91之可熔導體。此場合，可熔導體13、21、81亦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。
又，可熔導體13、21、81，如圖34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、21、81，亦可如圖34(A)所示，形成為由連接於第1~第4電極11、12、83、84或第1、第2支承電極31，43等之下層、與積層在下層之上之上層所構成的2層構造，可在作為下層之高熔點金屬層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、21、81，亦可如圖34(B)所示，可形成為由內層與積層在內層之上下面之外層所構成之3層構造，可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。
高熔點金屬層91與低熔點金屬層92之積層構造體，可藉由片狀之低熔點金屬材料與片狀之高熔點金屬材料來形成。例如，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的積層構造，如圖35所示，可藉由在構成片狀之低熔點金屬層92之焊料箔92a之上下面，積層構成片狀之高熔點金屬層91之Ag箔91a，並以既定溫度、壓力進行熱壓或熱間壓延來形成。由高熔點金屬層91與低熔點金屬層92之積層構造體構成之可熔導體13、21、81，係低熔點金屬材料與高熔點金屬材料之界面在既定溫度、壓力下以沖壓或壓延使其合金化、一體化。此外，此可熔導體13、21、81，於低熔點金屬層92之全面以略均勻之厚度積層有高熔點金屬層91。
除此之外，高熔點金屬層91與低熔點金屬層92之積層構造 體，亦可在構成片狀之低熔點金屬層92之焊料箔92a之上下面，將構成高熔點金屬層91之金屬材料以蒸鍍或濺鍍等公知薄膜形成製程加以積層來形成。
又，可熔導體13、21、81，如圖36所示，以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、21、81，可以是以構成最外層之金屬層被覆全面、或被覆除了相對向之一對側面外的構造。
又，可熔導體13、21、81，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37係可熔導體13、21、81的俯視圖。
圖37(A)所示之可熔導體13、21、81，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、21、81，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、21、81，如圖37(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。
此外，可熔導體13、21、81，如圖38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、21、81，藉由低熔點金屬層92從開口部94露出，可增加熔融之低熔點金屬與高熔點金屬之接觸面積，更為促進高熔點金屬之浸蝕作用以提升熔斷性。
又，可熔導體13、21、81，如圖39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、21、81，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融蝕高熔點金屬。
又，可熔導體13、21、81，最好是將低熔點金屬層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、21、81在熔點以上之溫度環境下被加熱，藉由低熔點金屬之熔融來熔蝕高熔點金屬，如此能迅速地熔融、熔斷。因此，於可熔導體13、21、81，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，可促進此熔蝕作用，迅速地使第1、第2電極11、12間短路。
又，可熔導體13、21、81，為防止氧化造成之熔斷特性之劣化，可於表面設置CuO膜或Au膜等之氧化防止膜。
1‧‧‧溫度短路元件
2‧‧‧開關
11‧‧‧第1電極
11a‧‧‧外部連接端子
12‧‧‧第2電極
12a‧‧‧外部連接端子
13‧‧‧第1可熔導體
14‧‧‧導熱構件
15‧‧‧熱源
17‧‧‧第1絶緣層
18‧‧‧接合材
24‧‧‧助焊劑
W1‧‧‧第1、第2電極11、12之間隔
W2‧‧‧第1電極11之寬度

Claims (68)

  1. 一種溫度短路元件，其具備：第1電極；第2電極，與該第1電極相鄰設置；以及第1可熔導體，藉由熔融在該第1、第2電極間凝結，以使該第1、第2電極短路；且於該第2電極之至少一部分設有第1絶緣層；藉由該第1可熔導體與該第2電極重疊並被支承於該第1絶緣層，該第1、第2電極呈開放；在該第1可熔導體之熔點以上之溫度環境中，該第1可熔導體熔融。
  2. 一種溫度短路元件，其具備：第1電極；第2電極，與該第1電極相鄰設置；以及第1可熔導體，藉由熔融在該第1、第2電極間凝結，以使該第1、第2電極短路；且具有絶緣基板；該第1、第2電極係形成在該絶緣基板上之導體圖案；於該絶緣基板上設有厚度較該第1、第2電極厚之第2絶緣層；藉由該第1可熔導體與該第1、第2電極重疊並被支承於該第2絶緣層，該第1、第2電極呈開放；在該第1可熔導體之熔點以上之溫度環境中，該第1可熔導體熔融。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之溫度短路元件，其具備傳導來自熱源 之熱的導熱構件；該導熱構件與該第1電極或該第1可熔導體連續。
  4. 如申請專利範圍第3項之溫度短路元件，其中，該導熱構件至少表面為絶緣材料。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之溫度短路元件，其中，該第1可熔導體被支承於該第1電極。
  6. 如申請專利範圍第1項之溫度短路元件，其具有絶緣基板；該第1、第2電極係形成在該絶緣基板上之導體圖案。
  7. 如申請專利範圍第6項之溫度短路元件，其中，於該絶緣基板上設有厚度較該第1、第2電極厚之第2絶緣層；藉由該第1可熔導體與該第1、第2電極重疊並被支承於該第2絶緣層，該第1、第2電極呈開放。
  8. 如申請專利範圍第2項之溫度短路元件，其中，第1絶緣層積層在該第1、第2電極上，並設置有使該第1、2電極之對向之各前端部露出的開口；該第1可熔導體係以覆蓋該開口之方式搭載於該第1、第2絶緣層。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之溫度短路元件，其設有支承該第1可熔導體之第1支承電極。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之溫度短路元件，其具有至少覆蓋該第1可熔導體之覆蓋構件。
  11. 如申請專利範圍第10項之溫度短路元件，其中，該覆蓋構件之頂面，於內部設有與該第1電極及該第1可熔導體重疊、並與該第2電極連 續之覆蓋部電極；於該第1可熔導體之熔點以上之溫度環境中，該第1可熔導體熔融，透過該覆蓋部電極使該第1、第2電極短路。
  12. 如申請專利範圍第2或6項之溫度短路元件，其中，該絶緣基板、該第1電極或外筐體為將來自熱源之熱傳至該第1可熔導體之導熱構件。
  13. 如申請專利範圍第2或6項之溫度短路元件，其中，該絶緣基板係陶瓷基板或表面經絶緣塗層之金屬基板。
  14. 如申請專利範圍第2或6項之溫度短路元件，其具備連接於該第2電極之第2可熔導體。
  15. 如申請專利範圍第5項之溫度短路元件，其中，該第1可熔導體具有較與該第1電極之連接面積大的面積。
  16. 如申請專利範圍第2項之溫度短路元件，其中，該第1可熔導體，其與該第1電極之連接部以外之部位藉由固定構件，與至少該絶緣基板或該第2絕緣層之任一者固接。
  17. 如申請專利範圍第14項之溫度短路元件，其中，該第2可熔導體具有較與該第2電極之連接面積大的面積。
  18. 如申請專利範圍第14項之溫度短路元件，其設有支承該第1、第2可熔導體之第2支承電極。
  19. 如申請專利範圍第14項之溫度短路元件，其中，該第2可熔導體，其與該第2電極之連接部以外之部位藉由固定構件，與至少該絶緣基板固接。
  20. 如申請專利範圍第1或2項之溫度短路元件，其中，於該第1可熔 導體之至少一部分塗有助焊劑。
  21. 如申請專利範圍第1或2項之溫度短路元件，其中，該第1可熔導體具有低熔點金屬與高熔點金屬。
  22. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該第1可熔導體係該低熔點金屬與該高熔點金屬之積層體。
  23. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該第1可熔導體係該低熔點金屬之表面以該高熔點金屬被覆之被覆構造。
  24. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該低熔點金屬係焊料，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24項之溫度短路元件，其中，該低熔點金屬係Sn或以Sn為主成分之合金。
  26. 如申請專利範圍第24項之溫度短路元件，其中，該低熔點金屬係SnBi系或SnIn系之低熔點合金。
  27. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該低熔點金屬之體積較該高熔點金屬大。
  28. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該高熔點金屬係藉由在該低熔點金屬表面鍍敷而形成。
  29. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該高熔點金屬係藉由在該低熔點金屬表面貼合金屬箔而形成。
  30. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該高熔點金屬係藉由在該低熔點金屬表面進行薄膜形成製程而形成。
  31. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，於該高熔點金屬 表面進一步形成有氧化防止膜。
  32. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該低熔點金屬與該高熔點金屬係交互地積層複數層。
  33. 如申請專利範圍第21項之溫度短路元件，其中，該低熔點金屬除對向2端面外之外周部，被該高熔點金屬被覆。
  34. 一種溫度切換元件，其具有：第1電極；第2電極，與該第1電極相鄰設置：第1可熔導體，藉由熔融在該第1、第2電極間凝結，以使該第1、第2電極短路；第3電極及第4電極；以及第3可熔導體，跨接在該第3、第4電極，藉由熔融將該第3、第4電極間遮断；且於該第2電極之至少一部分設有第1絶緣層；藉由該第1可熔導體與該第2電極重疊並被支承於該第1絶緣層，該第1、第2電極呈開放；在該第1、第3可熔導體之熔點以上之溫度環境中，該第1、第3可熔導體熔融。
  35. 一種溫度切換元件，其具有：第1電極；第2電極，與該第1電極相鄰設置：第1可熔導體，藉由熔融在該第1、第2電極間凝結，以使該第1、第 2電極短路；第3電極及第4電極；第3可熔導體，跨接在該第3、第4電極，藉由熔融將該第3、第4電極間遮断；以及絶緣基板；且該第1~第4電極係形成在該絶緣基板上之導體圖案；於該絶緣基板上設有厚度較該第1、第2電極厚之第2絶緣層；藉由該第1可熔導體與該第1、第2電極重疊並被支承於該第2絶緣層，該第1、第2電極呈開放；在該第1、第3可熔導體之熔點以上之溫度環境中，該第1、第3可熔導體熔融。
  36. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其具備傳導來自熱源之熱的導熱構件；該導熱構件，與該第1電極或該第1可熔導體、及該第3電極或該第3可熔導體連續。
  37. 如申請專利範圍第36項之溫度切換元件，其中，該導熱構件至少表面為絶緣材料。
  38. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體被支承於該第1電極。
  39. 如申請專利範圍第34項之溫度短路元件，其具有絶緣基板；該第1~第4電極係形成在該絶緣基板上之導體圖案。
  40. 如申請專利範圍第39項之溫度切換元件，其中，於該絶緣基板上 設有厚度較該第1、第2電極厚之第2絶緣層；藉由該第1可熔導體與該第1、第2電極重疊並被支承於該第2絶緣層，該第1、第2電極呈開放。
  41. 如申請專利範圍第35項之溫度切換元件，其中，第1絶緣層積層在該第1、第2電極上，並設置有使該第1、2電極之對向之各前端部露出的開口；該第1可熔導體係以覆蓋該開口之方式搭載於該第1、第2絶緣層。
  42. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其設有支承該第1可熔導體之第1支承電極。
  43. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其具有覆蓋至少該第1可熔導體之覆蓋構件。
  44. 如申請專利範圍第43項之溫度切換元件，其中，該覆蓋構件之頂面，於內部設有與該第1電極及該第1可熔導體重疊、並與該第2電極連續之覆蓋部電極；在該第1可熔導體之熔點以上之溫度環境中，該第1可熔導體熔融，透過該覆蓋部電極使該第1、第2電極短路。
  45. 如申請專利範圍第35或39項之溫度切換元件，其中，該絶緣基板、該第1電極、該第3電極或外筐體，為將來自熱源之熱傳至該第1可熔導體及/或第3可熔導體之導熱構件。
  46. 如申請專利範圍第35或39項之溫度切換元件，其中，該絶緣基板係陶瓷基板或表面經絶緣塗層之金屬基板。
  47. 如申請專利範圍第35或39項之溫度切換元件，其具備連接於該第 2電極之第2可熔導體。
  48. 如申請專利範圍第38項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體具有較與該第1電極之連接面積大的面積。
  49. 如申請專利範圍第35項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體，其與該第1電極之連接部以外之部位藉由固定構件，與至少該絶緣基板或該第2絕緣層之任一者固接。
  50. 如申請專利範圍第47項之溫度切換元件，其中，該第2可熔導體具有較與該第2電極之連接面積大的面積。
  51. 如申請專利範圍第47項之溫度切換元件，其設有支承該第1、第2可熔導體之第2支承電極。
  52. 如申請專利範圍第47項中任一項之溫度切換元件，其中，該第2可熔導體，其與該第2電極之連接部以外之部位藉由固定構件，與至少該絶緣基板固接。
  53. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其中，於該第1可熔導體及該第3可熔導體之至少一部分塗有助焊劑。
  54. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體及該第3可熔導體具有低熔點金屬與高熔點金屬。
  55. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體及該第3可熔導體，係該低熔點金屬與該高熔點金屬之積層體。
  56. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體及該第3可熔導體，係該低熔點金屬之表面以該高熔點金屬被覆之被覆構造。
  57. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該低熔點金屬係焊料，該高熔點金屬係Ag、Cu、或以Ag或Cu為主成分之合金。
  58. 如申請專利範圍第57項之溫度切換元件，其中，該低熔點金屬係Sn或以Sn為主成分之合金。
  59. 如申請專利範圍第57項之溫度切換元件，其中，該低熔點金屬係SnBi系或SnIn系之低熔點合金。
  60. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該低熔點金屬之體積較該高熔點金屬大。
  61. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該高熔點金屬係藉由在該低熔點金屬表面鍍敷而形成。
  62. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該高熔點金屬係藉由在該低熔點金屬表面貼合金屬箔而形成。
  63. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該高熔點金屬係藉由在該低熔點金屬表面進行薄膜形成製程而形成。
  64. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，於該高熔點金屬表面進一步形成有氧化防止膜。
  65. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該低熔點金屬與該高熔點金屬係交互地積層複數層。
  66. 如申請專利範圍第54項之溫度切換元件，其中，該低熔點金屬除對向之2端面外之外周部，被該高熔點金屬被覆。
  67. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其中，該第1可熔導體與該第3可熔導體，其中一方熔點較另一方低，在該一方之可熔導體 熔融後，另一方之可熔導體熔融。
  68. 如申請專利範圍第34或35項之溫度切換元件，其中，作為導熱構件發揮其功能之該第1電極之至該第1可熔導體的熱傳導路徑、與作為導熱構件發揮其功能之該第3電極之至該第3可熔導體的熱傳導路徑，其中一方之熱傳導率較另一方高，在與該一方之熱傳導路徑連接之一方之可熔導體熔融後，與另一方之熱傳導路徑連接之另一方之可熔導體熔融。
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