JP6097178B2 - スイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法 - Google Patents

Description

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。

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。

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。 第１のスイッチ回路の構成を示す回路図である。 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。 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。 第１のスイッチ回路の他の構成を示す回路図である。 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。 第２のスイッチ回路の構成を示す回路図である。 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。 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。 第１のスイッチ回路の他の構成を示す回路図である。 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。 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。 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。 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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