CN105609352B - 一种薄膜开关及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄膜开关及其制备方法，利用薄膜的导体‑绝缘体‑导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关，通过在上下导体加特定电压或电流将绝缘体击穿形成永久通道，从而使开关导通。该薄膜开关具有超薄外形、超小形状因数、非常轻、极低功率、低成本；上千个这样的开关能够轻松的整合到一个单一的封装里；具有智能控制逻辑的智能开关能够整合到一个单一的封装里。

Description

一种薄膜开关及其制备方法
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，尤其涉及一种薄膜开关及其制备方法。
背景技术
机械开关是利用机械操作的方式控制电子器件的简单接口类型。简而言之，开关是由机械到电子的转换装置。
从基本的原理角度来看，电子开关从根本上说是利用电子方式去刺激机械开关的装置。如今开关的解决方案是笨重的、庞大的、沉重的、厚的、高功耗的，并不适合超薄外形用途(例如，可穿戴的电子产品)。
薄膜开关是集按键功能、指示元件、仪器面板为一体的一个操作系统。由面板、上电路、隔离层、下电路四部分组成。按下薄膜开关，上电路的触点向下变形，与下电路的极板接触导通，手指松开后，上电路触点反弹回来，电路断开，回路触发一个信号。薄膜开关结构严谨，外形美观，密封性好。
薄膜开关又称轻触式键盘，采用平面多层组合而成的整体密封结构，是将按键开关、面板、标记、符号显示及衬板密封在一起的集光、机、电一体化的一种新型电子元器件，是电子产品外观结构根本性的变革，它可取代常规分立元件的按键，更可靠地执行操作系统的任务。
薄膜开关具有良好的防水、防尘、防油、防有害气体侵蚀、性能稳定可靠、重量轻、体积小、寿命长、装联方便，面板可洗涤而字符不受损伤，色彩丰富，美观大方等优点。
薄膜开关是现在研究的一种新型的开关，其是指将多层材料复合，在不同材料上通过印刷，装配不同的导电线路，按键弹片，用户手指按压面贴上的功能按键时，导通线路，接通电信号，控制接口外的系统作用。
不过随着人们对于生活便捷性的需求越来越高，作为智能生活的薄膜开关开始成为人们的研究重点，不过现在关于薄膜开关的结构构筑主要还是停留在原始的简单的多层材料复合，其成本较高，并且不耐高压以及功率较高的缺点，急待构造新型的薄膜开关结构来简便现有技术的不足。
反熔丝编程技术也称熔通编程技术，这类器件是用反熔丝作为开关元件。这些开关元件在未编程时处于开路状态，编程时，在需要连接处的反熔丝开关元件两端加上编程电压，反熔丝将由高阻态变为低阻态，实现两点间的连接，编程后器件内的反熔丝模式决定了相应器件的逻辑功能。
反熔丝技术在当今已有很广泛的应用，可以用于基于反熔丝的FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)电路中一次可编程(One TimeProgrammable，OTP)存储器的制造。FPGA电路中反熔丝结构的一次可编程存储器在未编程状态下具有高阻特征，编程过后具有低阻特征。如果选择合适的原料，构造合适的结构，将反熔丝技术引入到薄膜开关还是一个挑战。
发明内容
本发明通过研制一种薄膜开关所述薄膜开关利用以反熔丝为基础的电容器作为关断开关,所述薄膜开关包括面板、上电路、隔离层和下电路，所述上电路为导体层，所述隔离层为绝缘体层，所述下电路为导体层，所述导体层和绝缘层通过薄膜形成工艺在支持基质上形成。
优选地，所述薄膜形成工艺包括以下一种或几种：真空沉积、印刷、喷雾、旋涂(spin on)、电镀工艺。
优选地，所述导体层为以下的一种或几种：金属、合金、可导电的金属氮化物、氧化物、硅化物、掺杂的多晶硅、导电的无机高分子聚合物、导电的有机高分子聚合物、一层导电薄膜、多层导电薄膜。
优选地，所述导体层包括以下的一种或几种：铜、钛、铝、钨、铝钨合金。
优选地，所述导体层包括以下的一种或几种：TiN、TaN、CoSi2、TiSi2。
优选地，所述导电薄膜为单层或多层石墨烯。
优选地，所述绝缘体层为SiO2层、Si3N4层或SiO2/Si3N4/SiO2的多层结构。
优选地，所述绝缘体层包括：(1)氧化物高介电常数和/或氮化物高介电常数的绝缘体；(2)塑料或有机绝缘薄片。
优选地，所述氧化物高介电常数的绝缘体为Al2O3和/或HfO2。
优选地，所述导电薄膜为单层或多层石墨烯。
优选地，所述导体层和绝缘体层的堆叠厚度小于10mm。
优选地，导通后所述绝缘体层的电阻小于500Ω。
优选地，所述导体层/绝缘体层/导体层为TiSi2/Al2O3/CoSi2，其重量比例为0.3～0.7:2.0～2.5:1.6～1.9。
优选地，所述导体层/绝缘体层/导体层为TaN/HfO2/CoSi2，其重量比例为0.3～0.7:2.0～2.5:1.6～1.9。
优选地，所述绝缘体包括按照重量份数计的如下原料：PET树脂120～130份、芳纶纤维15～25份、电气石粉6～8份、聚乙烯醇缩丁醛5～7份、DOPO-BQ 10～13份、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐5～6份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.1～0.2份、成核剂3988 9～10份、热稳定剂5～6份、抗氧剂8～9份；所述的热稳定剂为钡锌稳定剂；所述的抗氧剂为抗氧剂264。
本发明一种复合薄膜开关，由所述的多个薄膜开关整合在一个封装里。
优选地，所述复合薄膜开关还包括带有智能控制逻辑的智能开关。
本发明一种制备薄膜开关的方法，其特征在于：通过真空沉积、印刷、喷雾或旋压工艺，在的支持基质上形成导体层和绝缘体层。
与现有技术相比，本发明的发明点体现如下：
(1)，利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关，通过在上下导体加特定电压将绝缘体击穿形成永久通道，从而使开关导通。该薄膜开关具有超薄外形、超小形状因数、非常轻、极低功率、低成本；上千个这样的开关能够轻松的整合到一个单一的封装(package)里；具有智能控制逻辑的智能开关能够整合到一个单一的封装里。
(2)，本发明对于导体-绝缘体-导体式的结构和组成做了进一步深入的研究，选取了具有高导电效果的组合物作为导体层；并选择具有多种物质复合而成的组合物作为绝缘体层，该类似电容器的结果，电容能力大，其对于高压承受能力也较强，使得该薄膜开关耐用且能承受高压。
下面结合附图对发明的一种薄膜开关及其制备方法作进一步说明。
附图说明
图1本发明一种薄膜开关的结构示意图；
图2是图1所示一种薄膜开关的微距示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种薄膜开关，所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关，换句话说，本发明包括面板、上电路、隔离层、下电路，所述上电路、隔离层、下电路分别采用导体层、绝缘体层、导体层。
所述导体层包括金属单质铝、金属单质铜、金属单质钛、金属单质钨、TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)、掺杂的多晶硅、铝钨合金、导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3、HfO2、单层石墨烯、SiO2、Si3N4、多层复合的SiO2/Si3N4/SiO2、塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积、印刷、喷雾、旋涂(spin on)、电镀工艺中的任何一种工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关为单一薄膜开关。
进一步地，如图2所示，本发明包上电路、隔离层、下电路分别采用导体层、绝缘体层、导体层的材料分别为AL、AL2O3、Ti，其底层可为Si。图2中的丝，它是通过介电薄膜的导电沟道。它是在电介质击穿而形成。它一旦形成，开关导通。
实施例2：
本实施例2与实施例1的不同之处在于：一种薄膜开关，所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。所述导体为金属。
所述导体层包括金属单质钨，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)、TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.1Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为6GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度小于5mm,例如为2mm。
所述薄膜开关为单一薄膜开关。
实施例3：
一种薄膜开关，所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关为单一薄膜开关。
实施例4：
一种薄膜开关，所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1um。
所述薄膜开关为单一薄膜开关。
实施例5：
一种薄膜开关，所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铜，CoSi2(二硅化钴)、TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.1Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为9GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关为单一薄膜开关。
实施例6：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铜，CoSi2(二硅化钴)、TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.1Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为9GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例7：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例8：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例9：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例10：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)、CoSi2(二硅化钴)和TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.05Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，多层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例11：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例12：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例13：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质钨，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)、TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.1Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为6GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为2mm。
实施例14：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例15：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1um。
实施例16：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铜，CoSi2(二硅化钴)、TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.1Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为9GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例17：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)、CoSi2(二硅化钴)和TiSi2(二硅化钛)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.05Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，多层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例18：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例19：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属铝钨合金，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.4Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例20：
一种薄膜开关，该薄膜开关由A、B薄膜开关与带有智能控制逻辑的智能开关整合在一起。
所述薄膜开关A利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
所述薄膜开关B利用薄膜的导体-绝缘体-导体式的以反熔丝为基础的电容器作为关断开关。
所述导体层包括金属单质铝，TiN(氮化钛)、TaN(氮化铊)，掺杂的多晶硅，导电的无机/有机高分子聚合物，单层石墨烯；导体的电阻为0.5Ω。
所述绝缘体层包括如下组分：Al2O3和HfO2，单层石墨烯，塑料；绝缘体层的电阻为5GΩ。
上述薄膜开关的制备方法，通过真空沉积工艺，在不同的支持基质上形成导体层和绝缘体层。导体/绝缘体/导体堆叠厚度为1mm。
实施例21：
一种复合薄膜开关，其中，将多个上述薄膜开关整合在一个封装里，包括带有智能控制逻辑的智能开关，复合薄膜的组分为：Al(Cu或Ti)/SiO2(Si3N4层或SiO2/Si3N4/SiO2的多层复合结构)/Al(Cu或Ti)。
实施例22：
本实施例22与实施例1的不同之处在于：所述导体层/绝缘体层/导体层为TiSi2/Al2O3/CoSi2，其重量比例为0.3:2.0:1.6。
导体层/绝缘体层/导体层为TaN/HfO2/CoSi2，其重量比例为0.3:2.0:1.6。
所述绝缘体包括按照重量份数计的如下原料：PET树脂120份、芳纶纤维15份、电气石粉6份、聚乙烯醇缩丁醛5份、DOPO-BQ 10份、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐5份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.1份、成核剂3988 9份、热稳定剂5份、抗氧剂8份；
所述的热稳定剂为钡锌稳定剂；
所述的抗氧剂为抗氧剂264。
实施例23：
本实施例23与实施例1的不同之处在于：所述导体层/绝缘体层/导体层为TiSi2/Al2O3/CoSi2，其重量比例为0.7:2.5:1.9。
导体层/绝缘体层/导体层为TaN/HfO2/CoSi2，其重量比例为0.7:2.5:1.9。
所述绝缘体包括按照重量份数计的如下原料：PET树脂130份、芳纶纤维25份、电气石粉8份、聚乙烯醇缩丁醛7份、DOPO-BQ 13份、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐6份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.2份、成核剂3988 10份、热稳定剂6份、抗氧剂9份；
所述的热稳定剂为钡锌稳定剂；
所述的抗氧剂为抗氧剂264。
实施例24：
本实施例24与实施例1的不同之处在于：所述导体层/绝缘体层/导体层为TiSi2/Al2O3/CoSi2，其重量比例为0.5:2.2:1.7。
导体层/绝缘体层/导体层为TaN/HfO2/CoSi2，其重量比例为0.5:2.2:1.7。
所述绝缘体包括按照重量份数计的如下原料：PET树脂125份、芳纶纤维20份、电气石粉7份、聚乙烯醇缩丁醛6份、DOPO-BQ 11份、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐5.5份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.15份、成核剂3988 9.5份、热稳定剂5.5份、抗氧剂8.5份；
所述的热稳定剂为钡锌稳定剂；
所述的抗氧剂为抗氧剂264。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本说明书未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种薄膜开关，其特征在于：所述薄膜开关利用以反熔丝为基础的电容器作为关断开关,所述薄膜开关包括面板、上电路、隔离层和下电路，所述上电路为导体层，所述隔离层为绝缘体层，所述下电路为导体层，所述导体层和绝缘体层通过薄膜形成工艺在支持基质上形成，
上电路导体层/绝缘体层/下电路导体层为TaN/HfO2/CoSi2，其重量比例为0.3～0.7:2.0～2.5:1.6～1.9；
所述绝缘体层包括按照重量份数计的如下原料：PET树脂120～130份、芳纶纤维15～25份、电气石粉6～8份、聚乙烯醇缩丁醛5～7份、DOPO-BQ 10～13份、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐5～6份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.1～0.2份、成核剂3988 9～10份、热稳定剂5～6份、抗氧剂8～9份；
所述的热稳定剂为钡锌稳定剂；
所述的抗氧剂为抗氧剂264。
2.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述薄膜形成工艺包括以下一种或几种：真空沉积、印刷、喷雾、旋涂、电镀工艺。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜开关，所述导体层和绝缘体层的堆叠厚度小于10mm。
4.根据权利要求3所述的薄膜开关，其特征在于，导通后所述绝缘体层的电阻小于500Ω。
5.一种复合薄膜开关，其特征在于：由多个权利要求1-4中任一项所述的薄膜开关整合在一个封装里。
6.根据权利要求5所述的复合薄膜开关，其特征在于：所述复合薄膜开关还包括带有智能控制逻辑的智能开关。
7.一种制备根据权利要求1-4中任一项所述的薄膜开关的方法，其特征在于：通过真空沉积、印刷、喷雾或旋压工艺，在支持基质上形成导体层和绝缘体层。
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US5341043A (en) * 1992-09-30 1994-08-23 Actel Corporation Series linear antifuse array
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