[发明专利]一种万向导通微冲击开关及其制备方法

说明书

本发明公开了一种万向导通微冲击开关及其制备方法。本发明的微冲击开关包括：可动电极，水平固定电极和竖直固定电极；可动电极进一步包括质量块、质量块弹簧、触点弹簧和触点；水平固定电极包括悬臂梁，锚点和衬底，竖直固定电极上镀有金属电极和引线。可动电极通过水平触点和竖直触点可使开关可以在水平和竖直方向均能导通。可动电极上的两个质量块分别被质量块弹簧环绕，以便最大限度地提高空间利用率，减小器件的结构尺寸。水平固定电极的悬臂梁与可动电极上的悬臂梁都可以增加质量块在冲击作用下的位移，减小反弹效应，延长开关的接触时间，提高器件的可靠性。本发明在汽车，家电，机电行业具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于半导体制造技术，具体涉及一种万向导通微冲击开关及其制备方法。

背景技术

微冲击开关是一种集传感器与执行器于一体的惯性器件，是应用较为广泛的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)MEMS器件之一，具有尺寸小，成本低，精度高，功耗低等优点，广泛应用于汽车、家电、工业制造等领域。在当前技术中，微冲击开关在受到冲击时，在弹簧的作用下，可动电极与固定电极接触，从而导通开关。大多数微冲击开关只能在单一方向导通，并且在导通过程中可能会碰撞过度，碰撞偏移导致接触不良，稳定性和可靠性不高。随着产品需求的发展，在水平和竖直方向上均能导通的微冲击开关也受到越来越多的关注。

发明内容

针对以上现有微冲击开关的问题和需求，本发明提出一种万向导通微冲击开关及其制备方法，工艺简便，结构简单，可靠性高，成本低，良率高，且可大批量生产。

本发明的目的在于提供一种万向导通微冲击开关及其制备方法。

本发明的万向导通微冲击开关包括：可动电极、水平固定电极和竖直固定电极；所述可动电极进一步包括第一质量块和第二质量块，第一质量块弹簧，第二质量块弹簧，触点弹簧，水平触点和竖直触点，所述第一质量块弹簧分别水平连接水平固定电极和第一质量块，所述第二质量块弹簧分别水平连接第一质量块和第二质量块，使得可动电极悬空。所述水平固定电极包括悬臂梁，锚点和衬底，水平固定电极完全环绕可动电极，竖直固定电极与水平固定电极上下连接在一起。

可动电极在受到竖直或水平方向冲击之后，会在质量块弹簧的作用下向竖直固定电极或水平固定方向移动，可动电极上的触点与固定电极接触使开关导通。本发明的万向导通微冲击开关的质量块上布置了均匀大小的小孔，可进一步减小运动阻尼，水平固定电极的悬臂梁与可动电极上的悬臂梁都可以增加质量块在冲击作用下的位移，减小反弹效应，延长开关的接触时间。

进一步地，所述可动电极上的第一质量块上面布置了多个圆孔，第一质量块弹簧为蛇形布置，环绕第一质量块。第一质量块弹簧一端与第一质量块水平相连，另一端与第一衬底水平相连。

进一步地，所述可动电极上的多个水平触点后端均布置触点弹簧，水平触点分布在第一质量块的边缘。

进一步地，所述竖直触点位于第二质量块的中心，多个所述第二质量块弹簧环绕第二质量块。

进一步地，所述水平触点与悬臂梁接触时，所述可动电极与水平固定电极导通。所述竖直触点与竖直固定电极接触时，所述可动电极与竖直固定电极导通。

进一步地，所述竖直固定电极与水平固定电极的接触面上镀有金属电极和引线。所述第一衬底上布置了凹槽，防止竖直固定电极上的金属引线短路。

进一步地，所述竖直固定电极采用键合或者粘接的方式，分别与水平固定电极和可动电极连接在一起。

本发明的另一个目的在于提供一种万向导通微冲击开关制备方法。

本发明的一种万向导通微冲击开关制备方法，包括如下步骤：

1)采用MEMS技术在半导体材料构成的晶片上光刻刻蚀加工质量块，质量块弹簧，触点，悬臂梁，锚点和引线凹槽。