(57)【要約】【課題】容易に破壊して通電を遮断する高温安全装置を提供する。【解決手段】  第１金属２と第２金属３とが接合されることにより形成される接合体であり、第１金属２と第２金属３との界面のうちの一部の領域にのみに設けられた阻害物４を有する。阻害物４を設けた構成とされることで、第２金属３へ拡散しようとする第１金属２の原子のうちの一部の原子の拡散を阻害されることにより、第１金属２の原子の拡散が不均一となる。これにより、従来の装置よりも、短時間にてボイド６が形成され、容易に破壊して、その結果熱源への通電を遮断する。【選択図】図１
2014207143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属にて構成された第１金属（２）と、
前記第１金属に接合されている、金属にて構成された第２金属（３）と、
前記第１金属と前記第２金属との界面のうちの一部の領域にのみに設けられていることにより、前記第２金属へ拡散しようとする前記第１金属の原子のうちの一部の原子の拡散を阻害することで前記第１金属の原子が前記第２金属へ不均一に拡散するようにする阻害物（４）と、を有し、
前記第１金属および前記第２金属は、それぞれ、前記第２金属中における前記第１金属の拡散係数が前記第１金属中における前記第２金属の拡散係数よりも大きくなる材質にて構成されていることを特徴とする高温安全装置。
【請求項２】
前記阻害物は、前記第１金属と前記第２金属との界面において９×１０１６個／ｍ２〜２×１０１８個／ｍ２の密度で設けられており、最大寸法が１ｎｍ〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の高温安全装置。
【請求項３】
前記阻害物は、前記第１金属と前記第２金属との界面において互いに間隔を空けて点在させられていることを特徴とする請求項１または２に記載の高温安全装置。
【請求項４】
前記阻害物は、前記第１金属との間で化学反応しない物質にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の高温安全装置。
【請求項５】
前記第１金属はＡｕ、前記第２金属はＡｌにて構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の高温安全装置。
【請求項６】
前記第１金属と前記第２金属との界面に対する法線方向における前記第１金属の長さが４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の高温安全装置。
【請求項７】
前記第１金属および前記第２金属が、それぞれ、前記第１金属と前記第２金属とが反応して金属間化合物の層を形成する材質にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の高温安全装置。
【請求項８】
前記第１金属と前記第２金属とが拡散接合にて接合されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の高温安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温時に通電を遮断する高温安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温時に自己破壊して通電を遮断する高温安全装置として、例えば特許文献１における高温安全装置が提案されている。この装置は、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｎｂ、およびこれらを主成分とする合金からなる群から選択される少なくとも一つの第１金属に、ＡｌおよびＡｌを主成分とする合金のいずれかで構成された第２金属を接合することにより形成される接合体である。この装置では、ある温度域に加熱保持されると、第１金属と第２金属との界面において第１金属と第２金属との相互拡散により脆い金属間化合物を形成する。加熱時間の増加に伴って脆い金属間化合物の生成量がある所定量を超えた時、装置が自動的に折損し、その結果熱源への通電を遮断する。この装置では、装置が折損しやすくなるように、装置に対して曲げ力、ねじり力、引っ張り力のいずれかが前もって負荷されている。
【０００３】
特許文献１に記載の装置では、例えば、装置に対して前もって０．５［ｋｇ／ｍｍ２］〜１［ｋｇ／ｍｍ２］程度の曲げ力を負荷させておき、４００［℃］〜４２０［℃］に加熱保持して通電開始から約３２０時間連続使用後に装置が自動的に折損し、その結果熱源への通電を遮断する。また、装置に対して前もって０．５［ｋｇ／ｍｍ２］〜１［ｋｇ／ｍｍ２］程度の引っ張り力を負荷させておき、４２０［℃］〜４４０［℃］に加熱保持して通電開始から約２９０時間連続使用後に装置が自動的に折損し、その結果熱源への通電を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３２８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の高温安全装置においては、第１金属と第２金属との相互拡散により形成される金属間化合物の脆弱性のみを利用することにより装置が折損する。このため、この装置では、４２０［℃］〜４４０［℃］の高温に保持されてから装置が折損して通電を遮断するまでに約２９０時間以上の長時間の経過を要する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、より短時間で容易に破壊して通電を遮断する高温安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１〜８に記載の発明では、金属にて構成された第１金属（２）と、第１金属に接合されている、金属にて構成された第２金属（３）と、第１金属と第２金属との界面のうちの一部の領域にのみに設けられていることにより、第２金属へ拡散しようとする第１金属の原子のうちの一部の原子の拡散を阻害することで第１金属の原子が第２金属へ不均一に拡散するようにする阻害物（４）と、を有し、第１金属および第２金属は、それぞれ、第２金属中における第１金属の拡散係数が第１金属中における第２金属の拡散係数よりも大きくなる材質にて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように、第１金属と第２金属との界面において阻害物が設けられている。このため、阻害物が無い場合よりも、第１金属のうちの各阻害物の周囲部分の第１金属の原子がより多く第２金属側へ拡散することとなり、第１金属の原子の第２金属への拡散が不均一となる。これにより、第１金属の原子が拡散して存在しなくなった空間においてボイド（６）が形成されやすくなる。形成されるボイドは、加熱時間すなわち高温に曝される時間が経過するに従って成長して大きくなっていき、これに伴い高温安全装置の強度が低下する。そして、ボイドがある程度の大きさおよび密度で形成された時点において、高温安全装置が自動的に破壊して、その結果熱源への通電が遮断される。
【０００９】
すなわち、阻害物を設けた構成とすることで、第２金属へ拡散しようとする第１金属の原子のうちの一部の原子の拡散を阻害することにより、積極的に、第１金属の原子の拡散を不均一にする。これにより、上述した従来の装置よりも短時間で装置中にボイドが形成され、容易に高温安全装置が破壊される。
【００１０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる高温安全装置の加熱前における概略断面図である。
【図２】本発明にかかる高温安全装置において、第１金属２と第２金属３との界面の法線方向から見たときの界面における阻害物４の付着状況のイメージを示した図である。
【図３】本発明にかかる高温安全装置の加熱時のボイド６形成前における概略断面図である。
【図４】本発明にかかる高温安全装置の加熱時のボイド６形成後における概略断面図である。
【図５】本発明にかかる高温安全装置における加熱時間と破壊強度の関係のイメージを示した図である。
【図６】本発明にかかる高温安全装置において、阻害物４を設けない構成とした場合の原子の流れのイメージを示した図である。
【図７】第１実施形態における高温安全装置の使用構造全体を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
本発明の第１実施形態にかかる高温安全装置について図１〜図５に基づいて説明する。本実施形態にかかる高温安全装置１は、図１に示すように、第１金属２と第２金属３とが接合されることにより形成される接合体であり、第１金属２と第２金属３との界面のうちの一部の領域にのみに設けられた阻害物４を有する構成とされる。
【００１４】
また、本実施形態では、図１に示すように、高温安全装置１に対して下地材５が接合された構成とされている。より具体的には、高温安全装置１を構成する第１金属２のうちの第１金属２と第２金属３との界面と反対側の面において、下地材５が接合されている。下地材５は、例えばＮｉなどの金属よりなる。
【００１５】
本実施形態にかかる高温安全装置１は、半導体スイッチング素子が設けられモジュール化されており、大電流制御を行うパワーモジュールなどに設けられて用いられる。パワーモジュールは、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）などである。
【００１６】
第１金属２は、Ａｕなどの単一の金属元素からなる純金属もしくはＡｕなどの金属元素を主成分とする合金にて構成される。第２金属３は、Ａｌなどの単一の金属元素からなる純金属もしくはＡｌなどの金属元素を主成分とする合金にて構成される。さらに、第１金属２および第２金属３を構成する元素は、それぞれ、第２金属３中における第１金属２の拡散係数が第１金属２中における第２金属３の拡散係数よりも大きくなるように選択されている。すなわち、第１金属２を構成する元素および第２金属３を構成する元素は、それぞれ、所定範囲の温度（例えば、１００［℃］〜２５０［℃］）に曝されたときの第２金属３中における第１金属２の原子の拡散速度が、第１金属２中における第２金属３の原子の拡散速度と比べて高くなるように選択されている。
【００１７】
なお、第１金属２および第２金属３を構成する元素は、それぞれ、高温に曝されたときに第１金属２と第２金属３とが反応して金属間化合物の層を形成するように選択されることがより好ましい。このように選択される場合には、金属間化合物の層の脆弱性により、高温安全装置１がより破壊しやすくなるからである。また、第１金属２の厚さは４０［ｎｍ］以下に構成されてるようにしてある。
【００１８】
また、第１金属２と第２金属３との接合方法は特に限定されるものではなく、ボンディングや圧着など種々の接合方法が採用され得るが、拡散接合にて構成することが特に好ましい。拡散接合にて構成する場合には、特に接合強度が高くなるため、高温安全装置１における気密性を高くできる。
【００１９】
阻害物４は、図１に示すように、複数備えられており、複数の阻害物４が互いに間隔を空けて点在させられている。阻害物４は、第１金属２と第２金属３との界面のうちの一部の領域にのみに設けられていることにより、詳細は後述するが、所定範囲の温度にて第２金属３へ拡散しようとする第１金属２の原子のうちの一部の原子２の拡散を阻害する。これにより、阻害物４は、第１金属２の原子が第２金属３へ不均一に拡散するように作用する。
【００２０】
阻害物４としては、上記作用を奏する物であれば、特に材質等が限定されず、例えばＳｎなどの金属が採用され、金属以外の物質、酸化物、有機物なども採用され得る。なお、阻害物４を、第１金属２との間で化学反応しない物質にて構成した場合には、高温時において阻害物４を構成する原子が拡散し難くなるため、特に好ましい。
【００２１】
本実施形態では、図２に示すように、複数の阻害物４が、第１金属２と第２金属３との界面の法線方向から見て、散らばって点在するように配置された構成とされているが、これは一例であり、本発明にかかる阻害物４のレイアウトはこれに限られない。例えば、複数の阻害物４が界面において整列して設けられた構成としてもよく、阻害物４の数を任意に設定して構成することもできる。
【００２２】
上述したように、本実施形態にかかる高温安全装置１では、第１金属２を構成する元素および第２金属３を構成する元素は、それぞれ、第２金属３中における第１金属２の拡散係数が第１金属２中において第２金属３の拡散係数よりも大きくなるように選択されている。この拡散係数の差異により、高温安全装置１が加熱されて所定の温度となった時点において、第１金属２の原子が第２金属３へ拡散しようとする。
【００２３】
そして、本実施形態にかかる高温安全装置１では、第１金属２と第２金属３との界面において阻害物４が設けられている。このため、所定範囲の温度にて第１金属２の原子が第２金属３へ拡散しようとする際、第１金属２の原子のうちの一部の原子は、図３に示すように、阻害物４に進路を阻まれることにより阻害物４を避けるように迂回しつつ第２金属３へ拡散することとなる。このため、第２金属３のうちの各阻害物４を挟んで第１金属２と反対側の部分において第１金属２の原子の濃度が相対的に薄くなり、この部分と第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分とで第１金属２の原子の濃度勾配が大きくなる。このため、フィックの法則より、第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分における第１金属２の原子の拡散流束が大きくなる。この結果、本実施形態にかかる高温安全装置１では、阻害物４が無い場合よりも、第１金属２の原子の第２金属３への拡散が不均一となるため、第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分の第１金属２の原子がより多く第２金属３側へ拡散することとなる。これにより、図４に示すように、第１金属２の原子が拡散して存在しなくなった空間においてボイド６が形成されやすくなる。具体的には、第１金属２の層内もしくは第１金属２と第２金属３とが反応して形成される金属間化合物の層内においてボイド６が形成され、このボイド６が形成された層がボイド含有層となる。また、形成されるボイド６は、図５に示すように、加熱時間すなわち高温安全装置１が高温に曝される時間が経過するに従って成長して大きくなっていき、これに伴い高温安全装置１の破壊強度が低下する。そして、ボイド６がある程度の大きさおよび密度で形成された時点において、高温安全装置１が自動的に破壊して、その結果熱源への通電が遮断される。
【００２４】
すなわち、本実施形態にかかる高温安全装置１では、阻害物４を設けた構成とすることで、第２金属３へ拡散しようとする第１金属２の原子のうちの一部の原子の拡散を阻害することにより、積極的に、第１金属２の原子の拡散を不均一にする。これにより、本実施形態にかかる高温安全装置１においては、後述する実施例で示すように、上述した従来の装置よりも、短時間で高温安全装置１中にボイド６が形成され、容易に高温安全装置１が破壊される。
【００２５】
なお、接合した異なる２種の金属間において、これら２種の金属間で拡散係数の差異がある場合に、拡散係数の大きい方の金属の原子が拡散係数の小さい方の金属層へ不均一に拡散したときにカーケンダルボイドが生じ得ることは一般に知られている。しかしながら、本実施形態のような阻害物４を設けない構成の装置では、ボイドが形成されるまでに長時間を要するか、金属の材質や構造、加熱温度等によっては全くボイドが形成されない。かかる場合にボイドが形成され難い原因詳細については不明であるが、少なくとも、阻害物４を設けない装置においては、本実施形態にかかる高温安全装置１と比べると、図６に示すように、第１金属２の原子が一様に第２金属３の側へ拡散して、第１金属２の原子が均一に拡散するため、原子の拡散が不均一となり難く、ボイドが形成され難くなると考えられる。これに対して、本実施形態にかかる高温安全装置１では、第１金属２と第２金属３との界面に阻害物４を設けることにより、積極的に、第１金属２の原子の拡散を不均一にする。このため、高温安全装置１では、阻害物４を設けない装置と比べて、ボイド６が形成されやすく、容易に高温安全装置１が破壊しやすい。
【００２６】
ここで、阻害物４の径の大きさ、および、第１金属２と第２金属３との界面における阻害物４の密度によって、発生するボイド６の径の大きさ、および、ボイド含有層におけるボイド６の密度（界面の法線方向からみたときの単位面積当りのボイド６の個数）が変わる。そして、ボイド６の径もしくは密度が大きくなればなるほど、ボイド含有層のうちの第１金属２と第２金属３との界面に平行な面の全面積に対するボイド６ではない部分の面積の割合（以下、非ボイド面積率という）が小さくなるため、高温安全装置１の強度が低下する。従って、高温に曝されたときの高温安全装置１の強度を低下させるには、非ボイド面積率が小さくなるように、阻害物４の径の大きさおよび密度を構成すべきである。
【００２７】
阻害物４の径の大きさおよび密度とボイド６の形成との関係について、より具体的に述べる。阻害物４の径が大きければ大きいほど、第１金属２と第２金属３との界面における阻害物４の面積が大きくなるため、上述した濃度勾配が生じる部分が広くなることでより大きなボイド６が形成されやすくなる点では好ましい。しかしながら、阻害物４の径が大きすぎる場合には、以下の理由から好ましくない。上述したように、阻害物４は第１金属２の原子の拡散を阻害するものであるから、第１金属２の原子は阻害物４を通過して第２金属３側へ拡散することはできない。よって、第１金属２と第２金属３との界面における阻害物４の面積が大きければ大きいほど、より多くの第１金属２の原子が、第２金属３へ拡散できずに、第１金属２のうちの阻害物４を挟んで第２金属３と反対側の部分において滞留することとなる。このため、この部分においてはボイド６が形成され難くなると考えられるため、阻害物４の径が大きすぎる場合には高温安全装置１の破壊強度を十分に低下させることができないこととなり得る。
【００２８】
なお、この場合でも、第１金属２と第２金属３との界面に対する法線方向から見たときの阻害物４の周囲においては上述した濃度勾配が生じるため、第１金属２の原子が、阻害物４の周囲に向かって拡散したのちに第２金属３側へ拡散することがあるとも考えられる。しかしながら、阻害物４の面積が大きい場合には、第１金属２の原子が第２金属３側へ拡散するまでに移動する距離が長くなってしまうため、第１金属２の原子が第２金属３へ拡散して高温安全装置１が破壊し得る程度のボイド６を形成するまでに長時間を要すると考えられる。また、阻害物４の密度が大きければ大きいほど、単位面積当りにおいて、より多くの箇所で上述した濃度勾配を生じさせることができるため、より好ましい。ただし、第１金属２と第２金属３との界面の全面積に対する阻害物４の面積の割合が大きすぎると、第１金属２と第２金属３との接合強度が不十分となるため、好ましくない。
【００２９】
以上のことを考慮し、阻害物４は、直径が１［ｎｍ］〜２０［ｎｍ］の粒子で構成され、第１金属２と第２金属３との界面において９×１０１６［個／ｍ２］〜２×１０１８［個／ｍ２］の密度で付着させられている構成とされることが特に好ましい。
【００３０】
また、第１金属２の厚さは、本実施形態のように、４０［ｎｍ］以下に構成されることがより好ましい。第１金属２の厚さが大きすぎると、高温安全装置１が加熱されることで第１金属２の原子が移動しても、原子が移動して存在しなくなった領域を埋めるようにして新たな原子が供給されることが生じやすくなり、これによりボイド６が成長し難くなるからである。
【００３１】
また、高温安全装置１が破壊しやすくなるように、高温安全装置１に対して１０［Ｎ／ｍ２］〜６０［Ｎ／ｍ２］程度の引っ張り力、曲げ力、ねじり力のいずれかが前もって負荷された構成としてもよい。この負荷させておく力を、所定温度にて高温安全装置１が所定時間曝されたときに想定される高温安全装置１の破壊強度と同等の大きさとすることにより、目的とする所定時間後に高温安全装置１が破壊するようにできる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態にかかる高温安全装置１では、第１金属２と第２金属３との界面において阻害物４が設けられている。このため、阻害物４が無い場合よりも、第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分の第１金属２の原子がより多く第２金属３側へ拡散することとなり、第１金属２の原子の第２金属３への拡散が不均一となる。これにより、第１金属２の原子が拡散して存在しなくなった空間においてボイド６が形成されやすくなる。形成されるボイド６は、加熱時間すなわち高温安全装置１が高温に曝される時間が経過するに従って成長して大きくなっていき、これに伴い高温安全装置１の強度が低下する。そして、ボイド６がある程度の大きさおよび密度で形成された時点において、高温安全装置１が自動的に破壊して、その結果熱源への通電が遮断される。
【００３３】
すなわち、本実施形態にかかる高温安全装置１では、阻害物４を設けた構成とすることで、第２金属３へ拡散しようとする第１金属２の原子のうちの一部の原子の拡散を阻害することにより、積極的に、第１金属２の原子の拡散を不均一にする。これにより、本実施形態にかかる高温安全装置１においては、上述した従来の装置よりも短時間で装置中にボイド６が形成され、容易に高温安全装置１が破壊される。
【００３４】
以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
本実施例では、高温安全装置１を構成する第１金属２がＡｕにて構成され、第２金属３がＡｌにて構成され、阻害物４がＳｎにて構成されている。高温安全装置１は、図７に示すように、パワーモジュール９および電源１０に電気的に接続されており、パワーモジュール９および電源１０とともに電気回路を形成している。
【００３６】
第１金属２は、第１金属２と第２金属３との界面に対する法線方向の長さが４０［ｎｍ］であり、この方向に垂直の方向であり、かつ、互いに垂直である二方向の長さがそれぞれ１５０［μｍ］である直方体形状に構成とされている。
【００３７】
第２金属３は、第１金属２と第２金属３との界面に対する法線方向の長さが５０［ｎｍ］であり、この方向に垂直の方向であり、かつ、互いに垂直である二方向の長さがそれぞれ１５０［μｍ］である直方体形状に構成とされている。
【００３８】
阻害物４は、直径１〜２０［ｎｍ］のＳｎの粒子であり、高温安全装置１では、阻害物４が第１金属２と第２金属３との界面において４×１０１７［個／ｍ２］の密度で付着させられた構成とされている。
【００３９】
なお、本実施例では、高温安全装置１に対してＮｉよりなる下地材５が接合させられており、さらに、この高温安全装置１と下地材５とを接合させた接合体に対して、固定部材７、８が接合させられている。より具体的には、高温安全装置１を構成する第１金属２のうち第２金属３とは反対側の面において、Ｎｉよりなる下地材５が接合させられている。下地材５は、第１金属２と第２金属３との界面に対する法線方向の長さが４．５［μｍ］であり、この方向に垂直の方向であり、かつ、互いに垂直である二方向の長さがそれぞれ１５０［μｍ］である直方体形状に構成されている。また、下地材５のうちの第１金属２とは反対側の面において、固定部材７が接合されている。さらに、第２金属３のうちの第１金属２とは反対側の面において、固定部材８が接合されている。固定部材７、８は、導電体よりなり、パワーモジュール９および電源１０に電気的に接続されている。
【００４０】
本実施例では、図７に示すように、固定部材７に対して引っ張り力が負荷されることにより、高温安全装置１に対して前もって引っ張り力が負荷されている。より具体的には、図７に示すように、高温安全装置１に対して負荷させておく力σとして、３２［Ｎ／ｍ２］の引っ張り力が前もって加えられている。なお、負荷させておく力σは、曲げ力、ねじり力などであってもよい。
【００４１】
高温安全装置１が接続された電気回路を通電させて、１８０［℃］に加熱保持したところ、通電を開始してから約１時間連続使用後に高温安全装置１が自動的に破壊し、熱源への通電を遮断した。すなわち、本実施例では、上述した従来の装置に比べて短時間にて、高温安全装置１が自動的に破壊し、熱源への通電を遮断した。
【００４２】
高温安全装置１が自動的に破壊する直前の時点にて高温安全装置１の状況をみたところ、高温安全装置１中においてボイド６が形成されていることが確認された。より具体的には、直径が２０［ｎｍ］のボイド６が、第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分において、３×１０１５［個／ｍ２］の密度で形成されていた。また、非ボイド面積率は８％であった。また、第１金属２と第２金属３との間において、第１金属２と第２金属３とが反応して形成されたＡｕＡｌなどの金属間化合物の層が形成されていた。そして、高温安全装置１が自動的に破壊する直前の時点における高温安全装置１の破壊強度［Ｎ／ｍ２］は、加熱前における破壊強度［Ｎ／ｍ２］に対して２０％程度となっていた。
【００４３】
これらの結果より、本実施例の高温安全装置１によれば、短時間で高温安全装置１中に多くのボイド６が形成されることによりボイド６ではない部分の面積が小さくなる。このため、短時間で高温安全装置１の破壊強度が低下して装置１が自動的に破壊したと考えられる。
【００４４】
なお、本実施例にかかる高温安全装置１と下地材５とを接合させた接合体は、例えば、Ｎｉよりなる部材にＡｕよりなるめっき層を設けたのち、このめっき層の表面に対して阻害物４であるＳｎを付着させることにより製造され得る。
【００４５】
（実施例２）
本実施例では、実施例１に対して、阻害物４を、直径１［ｎｍ］〜２０［ｎｍ］のＳｎの粒子にて構成し、阻害物４が第１金属２と第２金属３との界面において９×１０１６［個／ｍ２］の密度で付着させられた構成に変更したものである。その他については実施例１と同様であるため、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
高温安全装置１が接続された電気回路を通電させて、１８０［℃］に加熱保持したところ、通電を開始してから約１時間連続使用後に高温安全装置１が自動的に破壊し、熱源への通電を遮断した。すなわち、本実施例では、上述した従来の装置に比べて短時間で高温安全装置１が自動的に破壊し、熱源への通電を遮断した。
【００４７】
高温安全装置１が自動的に破壊する直前の時点にて高温安全装置１の状況をみたところ、高温安全装置１中においてボイド６が形成されていることが確認された。より具体的には、４０［ｎｍ］の大きさのボイド６が、第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分において、６×１０１４［個／ｍ２］の密度で形成されていた。また、非ボイド面積率は１９％であった。また、高温安全装置１が自動的に破壊する直前の時点における高温安全装置１の破壊強度［Ｎ／ｍ２］は、加熱前における破壊強度［Ｎ／ｍ２］に対して５０％程度となっていた。
【００４８】
よって、実施例１と同様に、これらの結果より、高温安全装置１によれば、短時間で高温安全装置１中に多くのボイド６が形成されることによりボイド６ではない部分の面積が小さくなる。このため、短時間で高温安全装置１の破壊強度が低下して高温安全装置１が自動的に破壊したと考えられる。
【００４９】
（実施例３）
本実施例では、実施例１に対して、阻害物４を、直径１［ｎｍ］〜２０［ｎｍ］のＳｎの粒子にて構成し、阻害物４が第１金属２と第２金属３との界面において２×１０１８［個／ｍ２］の密度で付着させられた構成に変更したものである。その他については実施例１と同様であるため、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。
【００５０】
高温安全装置１が接続された電気回路を通電させて、１８０［℃］に加熱保持したところ、通電を開始してから約１時間連続使用後に高温安全装置１が自動的に破壊し、熱源への通電を遮断した。すなわち、本実施例では、上述した従来の装置に比べて短時間で高温安全装置１が自動的に破壊し、熱源への通電を遮断した。
【００５１】
高温安全装置１が自動的に破壊する直前の時点にて高温安全装置１の状況をみたところ、高温安全装置１中においてボイド６が形成されていることが確認された。より具体的には、２０［ｎｍ］のボイド６が、第１金属２のうちの各阻害物４の周囲部分において、２×１０１８［個／ｍ２］の密度で形成されていた。また、非ボイド面積率は８％であった。また、高温安全装置１が自動的に破壊する直前の時点における高温安全装置１の破壊強度［Ｎ／ｍ２］は、加熱前における破壊強度［Ｎ／ｍ２］に対して１０％程度となっていた。
【００５２】
よって、実施例１と同様に、高温安全装置１によれば、短時間で高温安全装置１中に多くのボイド６が形成されることによりボイド６ではない部分の面積が小さくなる。このため、短時間で高温安全装置１の破壊強度が低下して高温安全装置１が自動的に破壊したと考えられる。
【００５３】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５４】
第１実施形態では、高温安全装置１が、電力供給経路中に設けられることで、経路中に高電流が流されて高温となった場合に破壊することにより、通電を遮断する用途に使用される例を示したが、高温安全装置１の用途はこれに限られない。
【００５５】
例えば、第１実施形態にかかる高温安全装置１を、センサなどのＩＣ（半導体集積回路）パッケージにおけるパッケージを構成する樹脂などの部材間の接合部分として適用した場合には、パッケージが容易に開封するようにできる。すなわち、ＩＣについて破壊調査を行う際に、高温安全装置１を含むＩＣパッケージを加熱装置などの中に入れて高温に曝すことにより、短時間で高温安全装置１が破壊し、容易にパッケージを開封することができる。なお、破壊調査とは、ＩＣパッケージなどの電子部品において、故障箇所の観察、解析をし易くするために、封止樹脂などを除去して内部の素子を露出させて行う調査である。
【００５６】
また、第１実施形態にかかる高温安全装置１を、圧力機器や圧力配管などにおける安全弁として適用することもできる。例えば、二次電池において安全弁として高温安全装置１を適用した場合には、二次電池の内部圧力が異常に上昇して安全弁である高温安全装置１が高温に曝されることにより、短時間で高温安全装置１が破壊し、これにより圧力を放出させて内部圧力の降下させることができる。
【００５７】
また、第１実施形態にかかる高温安全装置１を、電化製品等を構成する部材のうちの異種金属を接続させた部材の代用品として適用した場合には、電化製品等を容易に分解することができる。すなわち、電化製品等をリサイクル利用するために分解する際に、高温安全装置１を含む電化製品等を加熱装置などの中に入れて高温に曝すことにより、短時間で高温安全装置１が破壊し、容易に電化製品等を分解することができる。
【００５８】
なお、第１実施形態において、阻害物４の直径が１［ｎｍ］〜２０［ｎｍ］であることが特に好ましい旨を述べたが、阻害物４の最大寸法がこの範囲内に含まれればこの条件をみたす。
【符号の説明】
【００５９】
１          高温安全装置
２          第１金属
３          第２金属
４          阻害物
５          下地材
６          ボイド
７，８      固定部材
９          パワーモジュール
１０        電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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