[发明专利]一种步进吸合静电锁定的微机械惯性开关

摘要

本发明提供一种步进吸合静电锁定的微机械惯性开关，其中：阵列式固定电极为阵列式分布并通过布局连线构成，与吸合电极通过空气间隙相互绝缘并位于绝缘衬底上；柔性连接多平面式移动电极与连体蛇形弹簧相连，通过弹簧固定支座形成悬空可动结构，反向限位阻挡结构悬空位于柔性连接多平面式移动电极上方。本发明平面内阵列式布局大大增加固定电极与柔性连接多平面式移动电极接触可能性；吸合电极与柔性连接多平面式移动电极之间静电吸合作用能够任意延长固定电极与柔性连接多平面式移动电极之间接触时间，提升接触性能；反向阻挡限位结构能够有效抑制柔性连接多平面式移动电极在非敏感方向的大幅度变形，提升器件稳定性。

主权项

1.一种步进吸合静电锁定的微机械惯性开关，其特征在于，包括：柔性连接多平面式移动电极、反向阻挡限位结构、连体蛇形弹簧、弹簧固定支座、阵列式固定电极、吸合电极、绝缘衬底，其中：所述柔性连接多平面式移动电极与连体蛇形弹簧相连，并通过弹簧固定支座悬空于反向阻挡限位结构的下方、阵列式固定电极和吸合电极所在平面的上方，且柔性连接多平面式移动电极与反向阻挡限位结构之间存在间隙；所述连体蛇形弹簧使柔性连接多平面式移动电极处于悬空状态，且在施加外界加速度时为柔性连接多平面式移动电极提供恢复力；所述弹簧固定支座固定于绝缘衬底上，且与连体蛇形弹簧相连，用于对连体蛇形弹簧、柔性连接多平面式移动电极起支撑作用；所述反向阻挡限位结构固定于绝缘衬底上，用于对柔性连接多平面式移动电极在敏感方向的反方向大位移运动起阻挡作用；所述阵列式固定电极与吸合电极均固定于绝缘衬底上，且阵列式固定电极与吸合电极通过空气间隙相互绝缘；当外界的加速度沿敏感方向作用于所述微机械惯性开关，柔性连接多平面式移动电极向阵列式固定电极方向运动，同时柔性连接多平面式移动电极与吸合电极之间的静电力不断增大，当静电力起主要作用时，柔性连接多平面式移动电极向下运动接触到阵列式固定电极，从而实现对外电路的导通，并通过静电力实现柔性连接多平面式移动电极与阵列式固定电极之间的锁定，任意控制接触时间；当外界的加速度沿非敏感方向作用于所述微机械惯性开关时，反向阻挡限位结构能够有效抑制柔性连接多平面式移动电极在非敏感方向的大幅度变形，从而提升所述微机械惯性开关的稳定性；所述柔性连接多平面式移动电极为通过多次叠层电镀金属形成的方形结构；所述柔性连接多平面式移动电极由分块平面移动电极和柔性结构构成，其中：分块平面移动电极为方形结构或圆形结构；柔性结构为矩形结构；在所述柔性连接多平面式移动电极上设有一系列的孔以便于制备工艺的最后释放，即去除牺牲层和种子层；所述柔性连接多平面式移动电极的四个侧面分别与一个连体蛇形弹簧相连接，且每个侧面与对应连接的连体蛇形弹簧有两个接触点；所述阵列式固定电极为通过多次叠层电镀金属形成的阵列式排列圆柱结构，且阵列式排列圆柱结构之间相互连通；或者，所述固定电极为通过多次叠层电镀金属形成的阵列式排列多边体结构。