[发明专利]微型含能开关

说明书

技术领域

本发明涉及微型高压开关技术领域，具体涉及一种微型含能开关。

背景技术

在高压放电场合，如爆炸箔起爆系统中常用到高压开关作为隔断器件，如目前常用的立体式的气体火花隙开关，它是以传统的机械加工为基础，体积较大，封装要求较高，成本较高。近年来，高压开关的小型化和批量生产是人们研究的热点：一方面，高压开关的小型化可降低系统体积，便于开关和其它器件的集成；另一方面，实现批量生产对提高器件一致性，作用的可靠性，降低成本有着重要作用。

对本领域文献进行检索，高压开关典型的结构和特点如下：专利CN101814701A采用多次叠层电镀镍或者铜的方法制备开关的正负电极和触发极。这种开关在一定气体氛围下工作，其工作稳定性容易受到封装技术的影响。美国专利US6977468B1中采用MEMS加工技术，制备开关两个主电极和位于主电极中间的触发极，采用固体介质材料填充触发极和两主电极之间的间隙，由于这种高压开关制备也是采用传统的微加工技术，加工成本较低，但是通过加高压的方式将绝缘介质击穿，使得开关放电较难控制。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种运行可靠的微型含能开关。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种微型含能开关，它包括绝缘基底、正电极、负电极、微型加热器和绝缘介质层，所述正电极和负电极设置所述绝缘基底上，所述微型加热器设置所述正电极与负电极之间的绝缘基底上，所述正电极和负电极之间的微型加热器上方形成一个反应区，所述反应区内设置含能材料，所述绝缘介质层将所述微型加热器和含能材料全部覆盖、以及将所述正电极部分区域和所述负电极部分区域覆盖，所述微型加热器还与贯穿所述绝缘介质层的微型加热器连接端连接。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述含能材料是一种或几种选自铝/镍、铝/聚四氟乙烯、硼/钛或叠氮化铜的材料。

根据本发明的另一个实施方案，所述正电极或负电极为梯形或圆形。

根据本发明的另一个实施方案，所述正电极和负电极之间的距离为100微米～300微米。

根据本发明的另一个实施方案，所述绝缘基底是一种或几种选自高分子绝缘材料、陶瓷、石英、玻璃或者硅的绝缘材料。

根据本发明的另一个实施方案，所述正电极、负电极或微型加热器采用的是一种选自铜、铝、钨、铂金的单一材料，或采用合金材料。

根据本发明的另一个实施方案，所述正电极或负电极的高度范围为5微米～100微米。

根据本发明的另一个实施方案，所述微型加热器距正电极和负电极的距离均为5微米～40微米。

根据本发明的另一个实施方案，所述绝缘介质层是一种选自聚对二甲苯、环氧树脂或者聚酰亚胺的绝缘材料，所述绝缘介质层的厚度为50微米～500微米。

本发明还可以是：

根据本发明的另一个实施方案，所述微型加热器高度范围为1微米～3微米。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种微型含能开关，其正电极接电容正极，负电极接电容负极，在微型加热器通电之前，开关处于断开状态；当微型加热器两端加上电压，产生的热量足以激发加热器上反应区域发生剧烈的放热反应，导致正负电极之间的绝缘介质在热流或者冲击的作用下遭到破坏，绝缘强度下降，开关正负极之间的间隙击穿。本微型含能开关性能稳定，不易受到外界因素影响，能在高温、低温、高湿环境下可靠工作。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本发明一个实施例的在基底表面形成开关正电极、负电极、微型加热器和微型加热器连接端的示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的在基底表面形成开关正电极、负电极、微型加热器、微型加热器连接端和反应区的示意图。

图3示出了根据本发明一个实施例的在基底表面形成开关正负电极，微型加热器、反应区和固体绝缘介质的示意图。

图4示出了图3的A-A剖面示意图。

图5示出了根据本发明一个实施例的在基底表面形成开关正电极、负电极，微型加热器、微型加热器连接端、反应区和固体绝缘介质示意图。