微型含能開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微型高壓開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微型含能開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓放電場(chǎng)合，如爆炸箔起爆系統(tǒng)中常用到高壓開(kāi)關(guān)作為隔斷器件，如目前常用的立體式的氣體火花隙開(kāi)關(guān)，它是以傳統(tǒng)的機(jī)械加工為基礎(chǔ)，體積較大，封裝要求較高，成本較高。近年來(lái)，高壓開(kāi)關(guān)的小型化和批量生產(chǎn)是人們研宄的熱點(diǎn):一方面，高壓開(kāi)關(guān)的小型化可降低系統(tǒng)體積，便于開(kāi)關(guān)和其它器件的集成；另一方面，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)對(duì)提高器件一致性，作用的可靠性，降低成本有著重要作用。
[0003]對(duì)本領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，高壓開(kāi)關(guān)典型的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)如下:專利CN101814701A采用多次疊層電鍍鎳或者銅的方法制備開(kāi)關(guān)的正負(fù)電極和觸發(fā)極。這種開(kāi)關(guān)在一定氣體氛圍下工作，其工作穩(wěn)定性容易受到封裝技術(shù)的影響。美國(guó)專利US6977468B1中采用MEMS加工技術(shù)，制備開(kāi)關(guān)兩個(gè)主電極和位于主電極中間的觸發(fā)極，采用固體介質(zhì)材料填充觸發(fā)極和兩主電極之間的間隙，由于這種高壓開(kāi)關(guān)制備也是采用傳統(tǒng)的微加工技術(shù)，加工成本較低，但是通過(guò)加高壓的方式將絕緣介質(zhì)擊穿，使得開(kāi)關(guān)放電較難控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)行可靠的微型含能開(kāi)關(guān)。
[0005]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種微型含能開(kāi)關(guān)，它包括絕緣基底、正電極、負(fù)電極、微型加熱器和絕緣介質(zhì)層，所述正電極和負(fù)電極設(shè)置所述絕緣基底上，所述微型加熱器設(shè)置所述正電極與負(fù)電極之間的絕緣基底上，所述正電極和負(fù)電極之間的微型加熱器上方形成一個(gè)反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置含能材料，所述絕緣介質(zhì)層將所述微型加熱器和含能材料全部覆蓋、以及將所述正電極部分區(qū)域和所述負(fù)電極部分區(qū)域覆蓋，所述微型加熱器還與貫穿所述絕緣介質(zhì)層的微型加熱器連接端連接。
[0007]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述含能材料是一種或幾種選自鋁/鎳、鋁/聚四氟乙烯、硼/鈦或疊氮化銅的材料。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述正電極或負(fù)電極為梯形或圓形。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述正電極和負(fù)電極之間的距離為100微米?300微米。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述絕緣基底是一種或幾種選自高分子絕緣材料、陶瓷、石英、玻璃或者硅的絕緣材料。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述正電極、負(fù)電極或微型加熱器采用的是一種選自銅、鋁、鎢、鉑金的單一材料，或采用合金材料。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述正電極或負(fù)電極的高度范圍為5微米?100微米。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述微型加熱器距正電極和負(fù)電極的距離均為5微米?40微米。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述絕緣介質(zhì)層是一種選自聚對(duì)二甲苯、環(huán)氧樹(shù)脂或者聚酰亞胺的絕緣材料，所述絕緣介質(zhì)層的厚度為50微米?500微米。
[0016]本發(fā)明還可以是:
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述微型加熱器高度范圍為I微米?3微米。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:
[0019]本發(fā)明的一種微型含能開(kāi)關(guān)，其正電極接電容正極，負(fù)電極接電容負(fù)極，在微型加熱器通電之前，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)微型加熱器兩端加上電壓，產(chǎn)生的熱量足以激發(fā)加熱器上反應(yīng)區(qū)域發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，導(dǎo)致正負(fù)電極之間的絕緣介質(zhì)在熱流或者沖擊的作用下遭到破壞，絕緣強(qiáng)度下降，開(kāi)關(guān)正負(fù)極之間的間隙擊穿。本微型含能開(kāi)關(guān)性能穩(wěn)定，不易受到外界因素影響，能在高溫、低溫、高濕環(huán)境下可靠工作。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚的說(shuō)明本申請(qǐng)文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅是對(duì)本申請(qǐng)文件中一些實(shí)施例的參考，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在基底表面形成開(kāi)關(guān)正電極、負(fù)電極、微型加熱器和微型加熱器連接端的示意圖。
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在基底表面形成開(kāi)關(guān)正電極、負(fù)電極、微型加熱器、微型加熱器連接端和反應(yīng)區(qū)的示意圖。
[0023]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在基底表面形成開(kāi)關(guān)正負(fù)電極，微型加熱器、反應(yīng)區(qū)和固體絕緣介質(zhì)的示意圖。
[0024]圖4示出了圖3的A-A剖面示意圖。
[0025]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在基底表面形成開(kāi)關(guān)正電極、負(fù)電極，微型加熱器、微型加熱器連接端、反應(yīng)區(qū)和固體絕緣介質(zhì)示意圖。
[0026]圖6示出了圖5的B-B剖面示意圖。
[0027]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為:
[0028]I 一絕緣基底，2 —正電極，3 —負(fù)電極，4 一微型加熱器連接端，5 —微型加熱器，6 —反應(yīng)區(qū)，7 —絕緣介質(zhì)層。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0030]如圖1?圖6所示，一種微型含能開(kāi)關(guān)，它包括絕緣基底1、正電極2、負(fù)電極3、微型加熱器5和絕緣介質(zhì)層7，所述正電極2和負(fù)電極3設(shè)置所述絕緣基底I上，所述微型加熱器5設(shè)置所述正電極2與負(fù)電極3之間的絕緣基底I上，所述正電極2和負(fù)電極3之間的微型加熱器5上方形成一個(gè)反應(yīng)區(qū)6，所述反應(yīng)區(qū)6內(nèi)設(shè)置含能材料，所述絕緣介質(zhì)層7將所述微型加熱器5和含能材料全部覆蓋、以及將所述正電極2部分區(qū)域和所述負(fù)電極3部分區(qū)域覆蓋，所述微型加熱器5還與貫穿所述絕緣介質(zhì)層7的微型加熱器連接端4連接。
[0031]所述含能材料可以是一種或幾種選自鋁/鎳、鋁/聚四氟乙烯、硼/鈦或疊氮化銅的材料，也可以是其它含能材料。
[0032]所述正電極2或負(fù)電極3可以為梯形、圓形或者其它任意形狀，梯形底邊長(zhǎng)優(yōu)選尺寸為5毫米?40毫米，半圓形直徑范圍為5毫米-40毫米。正電極2或負(fù)電極3的高度范圍為3微米?50微米。
[0033]如圖1、圖2所示，正電極2和負(fù)電極3為梯形，微型加熱器連接端4為方形，微型加熱器5為條帶狀，反應(yīng)區(qū)6位于微型加熱器5上方，為圓形，其圓形直徑可以為0.1毫米?I毫米。
[0034]如圖3、圖4所示，正電極2或負(fù)電極3可分別由多層反應(yīng)膜構(gòu)成，反應(yīng)區(qū)6的形狀為方形，方形邊長(zhǎng)范圍可以為0.1毫米?I毫米；反應(yīng)區(qū)6為多層反應(yīng)含能膜構(gòu)成，如鋁/鎳、硼/鈦等。
[0035]如圖5、圖6所示，正電極2、負(fù)電極3為梯形，微型加熱器連接端4為方形，微型加熱器5為條帶狀，材料為鎳、鈦、銅、鋁、鎢、鉑金等，反應(yīng)區(qū)6位于微型加熱器5上方，形狀為圓柱形，材料為疊氮化銅。絕緣介質(zhì)層7覆蓋部分開(kāi)關(guān)電極和全部微型加熱器5以及反應(yīng)區(qū)6。
[0036]所述正電極2和負(fù)電極3之間的距離為100微