[发明专利]额定电流可调且可监测的过流保护器及制备方法

说明书

本发明公开了一种额定电流可调且可监测的过流保护器及制备方法，过流保护器包括第一衬底；第二衬底；在第一衬底上形成开放腔、悬臂梁、第一绝缘层和第二绝缘层；第一电极的两层分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且位于悬臂梁的固定端；第二电极的两层分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且位于悬臂梁的中部位置；第三电极的两层分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且位于悬臂梁的悬空端。本发明利用MEMS体加工和键合工艺，设置开放腔、悬臂梁、第一电极、第二电极和第三电极，使过流保护器的额定电流可调且可监测，以提高电路或系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种过流保护器及其制备方法。

背景技术

为防止电路或系统不会因过电流影响而导致损毁，需要引入过流保护器。当流过电路或系统的电流超过额定值时会触发过流保护器工作，其内部开关断开，防止意外发生。由于过电流常常伴随着异常的升温，因此过流保护器是一种对温度和/或电流都敏感的装置，可以对电路或系统中由于温度和电流导致的热过载起到控制和保护作用。过流保护器广泛应用于家用电器、仪器仪表、电源转换器和电机等的温度和/或电流的控制和保护。

市面上常见的过流保护器一般用热膨胀系数不同的双金属应变片作为敏感元件，利用双金属应变片因温度升高而产生形变，导致开关断开进而实现对电路或系统的保护，根据其工作原理可以看出，常见过流保护器在制备完成之后其额定电流即为定制，无法调控，在使用过程中无法对双金属应变片的质量进行实时监测，同时现有的金属应变片制备和封装工艺往往导致其体积较大，难以应用于微型化、智能化场景中。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种额定电流可调且可监测的过流保护器及制备方法，以提高电路或系统的可靠性。

技术方案：一种额定电流可调且可监测的过流保护器，包括：

第一衬底；

开放腔，在第一衬底上表面形成；

悬臂梁，为正对开放腔的悬空部分，并且作为第一衬底的一部分，固定的一端称为固定端，悬空的一端称为悬空端；

第一绝缘层，覆盖在第一衬底的上表面；

第二绝缘层，覆盖在第一绝缘层的上表面；

第二衬底；

第一电极，分为上第一电极和下第一电极，分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且从悬臂梁的固定端向悬臂梁的悬空端方向设置；

第三电极，分为上第三电极和下第三电极，分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且位于悬臂梁的悬空端；

第二电极，分为上第二电极和下第二电极，分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且位于第一电极和第三电极之间，且分别与第一电极和第三电极存在间隔；

其中，上第一电极与下第一电极紧密贴合；上第一电极、上第二电极、上第三电极、下第二电极、下第三电极、引线和焊盘的厚度相同且小于下第一电极的厚度；

键合层，分为上键合层和下键合层，分别对称设置在第二衬底和第二绝缘层上，且位于第二衬底的两端；所述第一衬底和第二衬底通过键合层键合在一起。

进一步的，所述第一电极的面积为悬臂梁面积的40%-60%，第二电极的面积为第一电极面积的10%-40%，第三电极的面积为第二电极面积的20%-50%。

进一步的，所述第一电极、第二电极和第三电极分别通过一条引线连接到一个对应的焊盘上。

进一步的，所述第一衬底的材料为单晶硅；所述第二衬底的材料为玻璃。

进一步的，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料分别为二氧化硅和氮化硅，厚度均为50-100nm。