[实用新型]水银式微机械惯性开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域中的一种水银式微机械惯性开关器件，特别适用于炮弹、导弹引信上作引信保险开关及作民用产品的惯性开关装置。

背景技术

在军事及汽车、照相机、玩具、鼠标等民用产品领域都需要大量应用惯性开关。研制性能更好、可靠性更高、价格更低的惯性开关一直是人们追求的目标。目前特别在炮弹、导弹上常采用惯性开关作为引信的保险开关，现在炮弹、导弹上的引信保险惯性开关采用由质量块、挂钩、弹簧等机械结构组合的无源惯性开关，这种机械结构式无源惯性开关其主要不足是体积大、结构复杂、可靠性能差，制造困难，生产成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种半导体无源结构的水银式微机械惯性开关，且本实用新型还具有结构简单，生产工艺简易，成本价格低廉，可靠性好，体积小，重量轻等特点。

本实用新型所要解决的技术问题由以下技术方案实现的：它包括底晶片1、1至6层中间下晶片2、1至6层中间上晶片3、顶晶片4、绝缘层5至8、水银腔体9、1至6个空腔体10、沟道11、水银珠12、电极13、14。其中底晶片1表面上氧化一层绝缘层5结构，绝缘层5上涂一层光刻胶，其上覆盖掩膜版后经光刻、显影获得电极13、14的光刻胶窗口，再溅射金属后剥离光刻胶及其上金属获得电极13、14结构。顶晶片4表面上氧化一层绝缘层8结构，1至6层中间下晶片2表面上氧化一层绝缘层6结构，1至6层中间上晶片3表面上氧化一层绝缘层7结构，1至6层中间下晶片2及绝缘层6上光刻腐蚀水银腔体9、沟道11及1至6个空腔体10，1至6层中间上晶片3及绝缘层7上光刻腐蚀水银腔体9、沟道11及1至6个空腔体10，1至6层中间下晶片2及绝缘层6的面与底晶片1及绝缘层5、电极13、14的面用绝缘胶粘接固定安装，1至6层中间上晶片3及绝缘层7的面与顶晶片4及绝缘层8的面用绝缘胶粘接固定安装，1至6层中间下晶片2另一面与1至6层中间上晶片3另一面用绝缘胶粘接固定安装，水银腔体9与1至6个空腔体10通过沟道11贯通构成整体结构，水银腔体9内灌注水银珠12，电极13、14一端裸露在空腔体10内，另一端超声焊接外接引线，底晶片1、1至6层中间下晶片2、1至6层中间上晶片3及顶晶片4切成芯片用环氧树脂封装在半导体器件管壳内。

本实用新型相比背景技术具有如下优点：

1.本实用新型采用水银珠12在承受设定的加速度时运动使开关动作，具有传感器的作用，无源工作，性能可靠。

2.本实用新型结构采用半导体晶片及半导体微加工工艺制作，因此结构简单，生产工艺简易成熟，能极大降低成本，便于批量生产。

3.本实用新型采用半导体晶片制作惯性开关，因此具有体积小，重量轻，价格低廉，便于制作多种型号规格结构的惯性开关。

附图说明

图1是本实用新型主视剖面结构示意图。

图2是本实用新型俯视剖面结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，本实用新型由底晶片1、1至6层中间下晶片2、1至6层中间上晶片3、顶晶片4、绝缘层5至8、水银腔体9、1至6个空腔体10、沟道11、水银珠12、电极13、14构成。其中底晶片1表面上氧化一层绝缘层5结构，顶晶片4表面上氧化一层绝缘层8结构，1至6层中间下晶片2上氧化层绝缘层6结构，1至6层中间上晶片3表面上氧化一层绝缘层7结构，实施例底晶片1、1至6层中间下晶片2、1至6层中间上晶片3、顶晶片4均采用市售晶体切割的单晶硅片制作，绝缘层5至8均采用二氧化硅材料制作绝缘层，制作时采用市场上通用的氧化炉进行表面氧化生长绝缘层。绝缘层5上右端光刻溅射金属剥离出电极13、14，实施例制作过程如下：首先绝缘层5上在通用的EM5026A型光刻机中光刻出电极13、14形状，然后用溅射工艺采用通用的磁控溅射台在底晶片1及绝缘层5上覆盖金属，一般覆盖金属采用多层复合金属材料，再用剥离工艺采用H66025型超声波发生器剥离掉无用金属获得金属电极13、14。