CN112435874B - 一种大电流通量的电子开关与制造方法 - Google Patents

Abstract

涉及一种大电流通量的电子开关与制造方法，电子开关包括上下平行配置的两电极层、在两电极层之间的绝缘层及升降延伸件，上电极层与绝缘层开设贯穿有活动通孔，活动通孔在上电极层内为绝缘处理；升降延伸件对准活动通孔而设置并电连接下电极层，升降延伸件具有可活动于活动通孔的导向杆以及与导向杆的顶端连接的接触头。电子开关还包括设置于叠层结构一侧的驱动装置，用于驱动升降延伸件在可控升降行程中移动，升降行程中导向杆保持对绝缘层的贯穿，在下降止点接触头电接触第二电极层的外表面，以电连接第一电极层上与第二电极层)；借此实现电子开关对500A以上的电流量执行通电开启与断电关闭的操作耐用度。

Description

一种大电流通量的电子开关与制造方法

本发明是分案申请，分案申请的基础是申请日2020.03.26、申请号202010226010.2的中国发明专利申请，发明名称是“一种电流通量增大防止触点发热烧毁的电子开关与方法”。

技术领域

本发明涉及供电流通过的电子开关，尤其是涉及一种电流通量增大防止触点发热烧毁的电子开关与方法。

背景技术

作为电源供给或讯号传送的开断路器件，断电开关可区分为手动被动开关与可程控的电子开关。电子开关的尺寸能进一步缩小且可实现程序监控。现有的较大电流通量的电子开关一般都用达林顿管、场较应管或是继电器，达林顿管、场较应管利于近控制，但是由于是芯片式设计，做不到断电隔离效果较差，其产品稳定性和可靠性不如继电器。继电器虽然可以做到断电隔离，但是通电时两电极片弹性夹扣方式电极接触面积为不可控、易老化，这导致一般电流通量无办法做到很大，容易发生触点发热烧毁的问题。例如但非限定地，超过500A以上的电流场合都有需要多个电子开关或继电器的并联使用，导致整体组合体积超大，建设成本也变高，不方便于生产组装。此外，一般的电子开关都存在高电压不耐用的问题，一旦电压过高会烧坏电子开关及其连接设备。然而，高压与大电流的应用场合却很常见，例如使用于汽车、船舶、坦克、叉车等开断路开关器件。

发明专利申请公布号CN102254721A公开了一种快接式电源开关，包括偏心卡拉力弹簧，偏心卡拉力弹簧的一端与电源接线金属板相连接，连轴螺杆的一端穿过偏心卡拉力弹簧与弹簧拉力调节螺母相螺接，连轴螺杆的另一端穿过电源接线金属板与绝缘偏心卡连接，偏心卡拉力弹簧的另一端与弹簧拉力调节螺母相接，绝缘偏心卡靠近电源接线金属板的底部设有线鼻子插线孔，在绝缘偏心卡的底部有插线孔前端上翘弧面，中部开口板式线鼻子位于绝缘偏心卡与电源接线金属板接触的位置，中部开口板式线鼻子与线鼻子插线孔相对应，中部开口板式线鼻子、电源接线金属板分别与电源连接线连接。该专利前案利用绝缘偏心卡的转动，带动绝缘偏心连动偏心轴的移动，有线鼻子插线孔出现在电源接线金属板与绝缘偏心卡的结合处，插入线鼻子再转动绝缘柄复位，以夹住线鼻子，属于电源开关的可拆式接头结构。

发明专利申请公布号CN102394195A公开了一种高压隔离开关，包括：两根垂直固定于安装板上的绝缘支柱，两绝缘支柱上分别固定有动、静触头，静触头上铰接有刀闸，刀闸另一端搭接于动触头上，其中所述的动、静触头与对应接线端子分别为一体式成型，所述刀闸与动触头接触为面与面接触方式而实现导电联接以降低整个隔离开关的回路电阻。绝缘支柱外周设有沿绝缘支柱一端到另一端渐进式增大的伞群，静触头上枢接有螺杆，螺杆上套有碟簧组并抵压于刀闸上。该专利前案公开了一种开关连接结构，动触头向上突起形成触头部，该触头部的两侧面与两刀闸内壁实现面与面接触配合，即是以两个刀闸夹设触头部的两侧面增大导电面，在第一刀闸和第二刀闸间还固定有拉环和锁扣，以手动与夹合锁扣方式实现开关的连接。

发明内容

本发明的主要发明目的一是提供一种电流通量增大防止触点发热烧毁的电子开关，通过对触点形状改变的结构设计，解决电流通量增大下触点发热烧毁的问题，或可适用于汽车、摩托车、船舶，坦克等需要较大电流通量的电子开关领域。

本发明的主要发明目的二是提供一种电流通量增大防止触点发热烧毁的使用方法，用于解决两电极通电时电流通量增大下以往弹性夹片受热后弹力疲乏导致区块状触点面积变小的发热烧毁的问题。

本发明的主要发明目的三是提供一种电流通量增大防止触点发热烧毁的制造方法，能够制造出提供环形电接触区的电子开关，解决电流通量增大下触点发热烧毁的问题。

本发明的主要发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种电流通量增大防止触点发热烧毁的电子开关，包括：

第一电极层，设置于基材上；

绝缘层，形成在所述第一电极层上；

第二电极层，形成在所述绝缘层上，所述第二电极层与所述绝缘层开设贯穿有活动通孔，所述活动通孔在所述第二电极层内为绝缘处理；

升降延伸件，对准所述活动通孔而设置，所述升降延伸件电连接所述第一电极层，所述升降延伸件具有可活动于所述活动通孔的导向杆以及与所述导向杆的顶端连接的接触头，所述接触头朝向所述导向杆的底部形成有与所述第二电极层外表面电接触的环面，当所述升降延伸件下沉对所述第二电极层扣合，所述环面与所述第二电极层的外表面形成围绕所述活动通孔的环形电接触区。

通过采用上述基础技术方案一，利用升降延伸件具有可活动于活动通孔的导向杆以及与导向杆的顶端连接的接触头，接触头朝向导向杆的底部形成有与第二电极层外表面电接触的环面，环面与第二电极层接触形成的环形电接触区，在电流通量增大下能防止触点发热烧毁。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环形电接触区具有连续环形状，优选地，所述连续环形状的宽度大于等于所述活动通孔的孔直径。

可以通过采用上述优选技术方案，利用环形电接触区的连续环形状宽度限定，确保环形电接触区在突波或脉冲大电流下的意外断裂，在电路设计上可以将电子开关设置于保险丝等保护器件的外围，故有更好的电路设计弹性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导向杆形成有外螺纹，所述第一电极层具有对准于所述活动通孔的连接孔，所述连接孔内形成对应的内螺纹，以所述接触头的旋转动作升降所述升降延伸件并保持所述升降延伸件与所述第一电极层的电连接，使所述第一电极层与所述第二电极层之间在所述环形电接触区达到通电流的关闭与开启。

可以通过采用上述优选技术方案，具体但非限定的提供一种使升降延伸件保持与第一电极层的电连接关系的组合机构，在不作为唯一解释的条件下，利用导向杆形成有外螺纹，第一电极层具有对准于活动通孔的连接孔，连接孔内形成对应的内螺纹，在升降延伸件的升降进行两电极层之间的断电或通电的操作过程实现升降延伸件与第一电极层的电连接维持。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二电极层在所述活动通孔内设置有隔离套，以隔离所述导向杆与所述第二电极层的电接触；优选地，所述隔离套的顶端略低于所述第二电极层的外表面；优选地，所述第一电极层与所述基材之间设置有隔离底层。

可以通过采用上述优选技术方案，利用第二电极层内隔离套避免导向杆与第二电极层的不当电接触；优选地，利用隔离套的顶端略低于第二电极层的外表面，隔离套相对微幅内凹于第二电极层的外表面，可避免隔离套对环形电接触区的形成产生干涉；在一应用上，顶端下沉的凹陷区还可作为接触头扣合至第二电极层时的容气室，气泡不会被捕捉陷入环形电接触区内；优选地，利用隔离底层，隔离所述第一电极层与所述基材，以避免由基材漏电流发生。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：电子开关还包括驱动装置，设置于所述基材上，用于驱动所述升降延伸件的升降，所述驱动装置包括机械驱动源、电力驱动源、磁力驱动源、流体压力驱动源中的一种或多种。

可以通过采用上述优选技术方案，利用驱动装置的设置，驱动升降延伸件的升降，基于应用场合与尺寸环境需求的不同，驱动源可以是机械、电力、磁力、流体压力的单一种或是以上多种的组合。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动装置的机械驱动源具体为直式减速电机，所述接触头的外缘形成第一齿轮，啮合于在所述直式减速电机的驱动杆上的第二齿轮，以所述驱动杆的转动来升降所述升降延伸件。

可以通过采用上述优选技术方案，具体但非限定的提供一种驱动装置，利用机械驱动源具体为直式减速电机，例如驱动杆等驱动转子与升降延伸件相互啮合以旋转方式带动接触头的升降。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二齿轮的轮宽大于所述第一齿轮的轮宽，所述第二齿轮的轮宽与所述第一齿轮的轮宽的相差值在所述绝缘层的厚度以上。

可以通过采用上述优选技术方案，利用驱动杆连接的第二齿轮的轮宽界定，确保了断电与通电的操作时，升降延伸件不脱离与第二齿轮的啮合齿接。

本发明的主要发明目的二还提出一种电流通量增大防止触点发热烧毁的使用方法，基于如上所述任一技术方案的电子开关实施，所述使用方法包括：当所述第一电极层与所述第二电极层通电时，由所述第一电极层升降连接的升降延伸件对所述第二电极层的外表面扣合，以形成环形电接触区。

通过采用上述基础技术方案二，利用升降延伸件对第二电极层扣合，在通电状态形成环形电接触区，能承受较大电流而不损毁。

本发明的主要发明目的三还提出一种电流通量增大防止触点发热烧毁的制造方法，包括：

在基材上或基材中形成第一电极层；

在所述第一电极层上形成绝缘层；

在所述绝缘层上形成第二电极层；

开设贯穿所述第二电极层与所述绝缘层的活动通孔，所述活动通孔在所述第二电极层内为绝缘处理；

对准所述活动通孔设置升降延伸件，所述升降延伸件电连接所述第一电极层，所述升降延伸件具有可活动于所述活动通孔的导向杆以及与所述导向杆的顶端连接的接触头，所述接触头朝向所述导向杆的底部形成有与所述第二电极层外表面电接触的环面。

通过采用上述基础技术方案三，利用升降延伸件的特定结构与连接关系加上其与活动通孔的对应配置，以制作出能在通电状态时形成环形电接触区的电子开关。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环面的直径大于等于所述活动通孔的孔直径两倍；

优选地，所述第一电极层、所述绝缘层、所述第二电极层与所述升降延伸件构成于微机电器件中；

优选地，所述第二电极层在所述活动通孔内设置有隔离套，以隔离所述导向杆与所述第二电极层的电接触；更优选地，所述隔离套的顶端略低于所述第二电极层的外表面；

优选地，所述第一电极层与所述基材之间设置有隔离底层；

优选地，所述第一电极层具有对准于所述活动通孔的连接孔，在升降所述升降延伸件时保持所述升降延伸件与所述第一电极层的电连接。

可以通过采用上述优选技术方案，利用接触头的环面直径界定，当环面越大，在通电状态时形成的环形电接触区则越大，具有等阻抗环形接触的效果，避免了大电流集中于小区块接触面积的烧毁风险，同时环形电接触也有利于辐射状散热；优选地，利用第一电极层、绝缘层、第二电极层的平行配置可以实现电子开关微小化的微机电制程，电子开关在一应用上可构成于微机电器件中；优选地，利用隔离底层，避免由基材发生漏电流的现象；更优选地，隔离套相对微幅内凹于第二电极层的外表面，可避免隔离套对环形电接触区的形成产生干涉；优选地，利用第一电极层的连接孔，在升降所述升降延伸件时保持升降延伸件与第一电极层的电连接。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.相比于达林顿管、场较应管等电子开关做不到高电压和有效断电隔离，产品可靠性也差，而继电器的体积过大且成本也高；本发明实施例提供的电子开关可以容许更大的电流通量，例如但非限定的对500A以上的电流量执行通电开启与断电关闭，在电流通量增大的场合下不会造成触点的发热烧毁；

2.电子开关的触点当通电发热时不会有弹性疲乏的触点面积改变的问题，即是大电流通过下温度升高不会造成两电极间的触点面积改变；

3.有利于电子开关在触点处的辐射状散热。

附图说明

图1绘示本发明一些实施例的电子开关在断电状态的立体示意图；

图2绘示本发明一些实施例的电子开关在第二电极层上形成的示意图；

图3绘示本发明一些实施例的电子开关在通电状态的立体示意图；

图4绘示本发明一些实施例的电子开关的组件分解截面示意图；

图5绘示本发明一些实施例的电子开关在断电状态的截面示意图；

图6绘示本发明一些实施例的电子开关在通电状态的截面示意图；

图7A至图7F分别绘示本发明一些实施例的电子开关的制造方法的主要步骤中组件截面示意图。

附图标记：| 10、基材； 11、隔离底层；20、第一电极层； 21、连接孔； 30、绝缘层；31、活动通孔； 32、隔离套； 40、第二电极层； 41、环形电接触区； 50、升降延伸件； 51、导向杆； 52、接触头； 53、环面； 54、第一齿轮；60、驱动装置； 61、直式减速电机； 62、驱动杆； 63、第二齿轮。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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理解本发明的发明构思前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围内。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

为了更方便理解本发明的技术方案，以下将本发明的电流通量增大防止触点发热烧毁的电子开关、使用方法与制造方法做进一步详细描述，但不作为本发明限定的保护范围。

本发明一个或多个实施例提供了一种电流通量增大防止触点发热烧毁的电子开关，图1绘示该电子开关在断电状态的立体示意图；图2绘示该电子开关在第二电极层上形成的示意图；图3绘示该电子开关在通电状态的立体示意图；图4绘示该电子开关的组件分解截面示意图；图5绘示该电子开关在断电状态的截面示意图；图6绘示本发明一些实施例的电子开关在通电状态的截面示意图。

参阅图1、图3与图4，所述电子开关包括：第一电极层20、绝缘层30、第二电极层40及升降延伸件50。第一电极层20设置于基材10上；绝缘层30形成在所述第一电极层20上；第二电极层40形成在所述绝缘层30上，所述第二电极层40与所述绝缘层30开设贯穿有活动通孔31，所述活动通孔31在所述第二电极层40内为绝缘处理。第一电极层20与第二电极层40可平行配置，绝缘层30介设其间。基本上，第一电极层20、第二电极层40与升降延伸件50的本身或表面是导电的。在通电状态，第一电极层20与第二电极层40之间是通过升降延伸件50电导通的；在断电状态，第一电极层20与第二电极层40之间是通过绝缘层30电隔离的。

参阅图1、图4与图5，升降延伸件50对准所述活动通孔31而设置，所述升降延伸件50电连接所述第一电极层20，所述升降延伸件50具有可活动于所述活动通孔31的导向杆51以及与所述导向杆51的顶端连接的接触头52，所述接触头52朝向所述导向杆51的底部形成有与所述第二电极层40外表面电接触的环面53，当所述升降延伸件50下沉对所述第二电极层40扣合，所述环面53与所述第二电极层40的外表面形成围绕所述活动通孔31的环形电接触区41(一种可实施形状如图1、图2所示)。

本实施例的实施原理为：利用升降延伸件50具有可活动于活动通孔31的导向杆51以及与导向杆51的顶端连接的接触头52，接触头52朝向导向杆51的底部形成有与第二电极层40外表面电接触的环面53，环面53与第二电极层40接触形成的环形电接触区41，在电流通量增大下能防止触点发热烧毁。此外，在所述导向杆51导向下，对于电流通过的开启与关闭是很明确的，不会有弹性夹片因受热改变电接触面积的问题。

参阅图2，关于环形电接触区的一种非限定的具体说明，在一较佳示例中，所述环形电接触区41具有连续环形状，优选地，所述连续环形状的宽度大于等于所述活动通孔31的孔直径。因此，利用环形电接触区41的连续环形状宽度限定，确保环形电接触区41在突波或脉冲大电流下的意外断裂，在电路设计上可以将电子开关设置于保险丝等保护器件的外围，故有更好的电路设计弹性。

参阅图4与图5，关于升降延伸件50与第一电极层20的电连接保持的一种非限定的具体说明，在一较佳示例中，所述导向杆51形成有外螺纹，所述第一电极层20具有对准于所述活动通孔31的连接孔21，所述连接孔21内形成对应的内螺纹，以所述接触头52的旋转动作升降所述升降延伸件50并保持所述升降延伸件50与所述第一电极层20的电连接，使所述第一电极层20与所述第二电极层40之间在所述环形电接触区41达到通电流的关闭与开启。因此，这是一种具体但非限定的能提供使升降延伸件50保持与第一电极层20的电连接关系的组合机构，在不作为唯一解释的条件下，利用导向杆51形成有外螺纹，第一电极层20具有对准于活动通孔31的连接孔21，连接孔21内形成对应的内螺纹，在升降延伸件50的升降进行两电极层之间的断电或通电的操作过程实现升降延伸件50与第一电极层20的电连接维持。在不同的变化示例中，也可以利用连接孔21内可伸缩的弹性导体或柔性电连件保持升降延伸件50在升降时对第一电极层20的电连接。在未优化示例中，也可以直接利用所述第一电极层20在连接孔21内的孔壁直接与升降延伸件50的导向杆51产生电连接，孔壁可形成光滑的导电镀层。

参阅图4与图5，关于活动通孔31在第二电极层40内为绝缘处理的一种非限定的具体说明，在一较佳示例中，所述第二电极层40在所述活动通孔31内设置有隔离套32，以隔离所述导向杆51与所述第二电极层40的电接触；优选地，所述隔离套32的顶端略低于所述第二电极层40的外表面；优选地，所述第一电极层20与所述基材10之间设置有隔离底层11。因此，利用第二电极层40内隔离套32避免导向杆51与第二电极层40的不当电接触；优选地，利用隔离套32的顶端略低于第二电极层40的外表面，隔离套32相对微幅内凹于第二电极层40的外表面，可避免隔离套32对环形电接触区41的形成产生干涉；在一应用上，顶端下沉的凹陷区还可作为接触头52扣合至第二电极层40时的容气室，气泡不会被捕捉陷入环形电接触区41内；优选地，利用隔离底层11，隔离所述第一电极层20与所述基材10，以避免由基材10漏电流发生。在不同的等效变化示例中，也可以利用所述导向杆51在上半段杆身的绝缘层实现与第二电极层40的绝缘处理；或者，在另一变化示例中，所述第二电极层40在所述活动通孔31内或/与所述导向杆51在上半段杆身的氧化处理，也能实现活动通孔31在第二电极层40内对所述导向杆51电绝缘的绝缘处理。由上述可知，活动通孔31的形状可以是阶梯状扩孔，也可以是笔直立孔，能达到所述导向杆51升降导滑于所述活动通孔31的作用即可。

参阅图1与图3，关于升降延伸件50的升降驱动说明，电子开关还包括驱动装置60，设置于所述基材10上，用于驱动所述升降延伸件50的升降，所述驱动装置60包括机械驱动源、电力驱动源、磁力驱动源、流体压力驱动源中的一种或多种。因此，利用驱动装置60的设置，驱动升降延伸件50的升降，基于应用场合与尺寸环境需求的不同，驱动源可以是机械、电力、磁力、流体压力的单一种或是以上多种的组合。

再参阅图1与图3，关于所述驱动装置60使用机械驱动源的一种非限定的具体说明，在一较佳示例中，所述驱动装置60的机械驱动源具体为直式减速电机61，所述接触头52的外缘形成第一齿轮54，啮合于在所述直式减速电机61的驱动杆62上的第二齿轮63，以所述驱动杆62的转动来升降所述升降延伸件50。第二齿轮63具体是一种尼龙齿轮，使所述驱动装置60与所述升降延伸件50之间不会电连接。因此，具体但非限定的提供一种驱动装置60，利用机械驱动源具体为直式减速电机61，例如驱动杆62等驱动转子与升降延伸件50相互啮合以旋转方式带动接触头52的升降。此外，在不同示例中，也可以利用导向杆51底部的定量弹力设施或磁浮设施加上接触头52上可调变动的电力、磁吸磁力或流体压力实现升降延伸件50的升降驱动。除了电变动、磁变动、流体压力变动，在不同变化示例中，使升降延伸件50的下降的可调变动力也可以是热变动。

参阅图1与图3，关于齿轮54、63啮合的一种非限定的具体说明，在一较佳示例中，所述第二齿轮63的轮宽大于所述第一齿轮54的轮宽，且所述第二齿轮63的轮宽与所述第一齿轮54的轮宽的相差值在所述绝缘层30的厚度以上。因此，利用驱动杆62连接的第二齿轮63的轮宽界定，确保了断电与通电的操作时，升降延伸件50不脱离与第二齿轮63的啮合齿接。由第一齿轮54在与第二齿轮63啮合的相对升降位置，供检测判断是否达到所预期的通电或断电的设定。

需要补充说明但不用于限定本发明各种可能技术方案的是，本发明较佳实施例主要是针对现有的电子开关存在的问题，在其中一实施例中使用螺杆作为升降延伸件50的导向杆51、驱动装置60使用了减速电机并配合适当的控制电路可以组成一个完全隔离且理论上电流可无限大的电子开关，具有控制电路的主板技术包括是板上的小电容器，当正在动作时如果外部断电确保导向杆转到位（大约2mm的运动距离），还有通电/断电的检测电路，能检测接触头与第二电极层是否接通，并通过其增加余量，确保两电极层之间电流是完全接通或断开。

第一电极层20和第二电极层40作为电子开关的两个触点连接电极，触点转变为第二电极层40外表面的环形电接触区41，可容许通过电流的大小取决于这个环形电接触区41的大小，绝缘层30作为隔离绝缘块，使第一电极层20与第二电极层40平行配置，利用环形电接触区41排除了对触点面受热变化的影响或改变，电子开关可承受多少高压绝大部分取决于绝缘层30的厚度，驱动装置60具体包括微型减速电机，在升降延伸件50下部的导向杆51具体是螺杆，能和第一电极层20的连接孔21内部螺丝配合，当在升降延伸件50上部的接触头52下沉与第二电极层40接触时，则开启导通电流；反观，电子开关的电流断开操作中驱动装置60是固定在如固定支架的基材10上。

当控制板收到吸合的信号时，减速电机带动升降延伸件50做出例如顺时针方向的旋转，在电流的开启与关闭过程中，升降延伸件50的导向杆51与第一电极层20的连接孔21是长期结合的，欲通电时会带动升降延伸件50整个下沉，当升降延伸件50的接触头52下沉到第二电极层40时便导通形成所述环形接触区，其中升降延伸件50本身为良好导体，例如青铜等。反之，当控制板收到电流断开的指令时，减速电机反转，带动升降延伸件50做出例如逆时针方向的旋转，欲断电时升降延伸件50整个上升，接触头52脱离与第二电极层40的接触关系。优选地，升降延伸件50(可具体是指接触头52)的活动路径上设置有限位器(图未示出)，到达限位器后将停止转动。另，关于有益效果的描述，这种结构的好处是电流可以做到无限大，耐压高，且完全隔离。体积小，成本低，导通时的阻抗低，稳定可靠。

本发明一个或多个实施例还提供了一种电流通量增大防止触点发热烧毁的使用方法，基于如上所述任一技术方案的电子开关实施，配合参阅图5至图6的变化，所述使用方法包括：当所述第一电极层20与所述第二电极层40通电时，由所述第一电极层20升降连接的升降延伸件50对所述第二电极层40的外表面扣合，以形成环形电接触区41，一种可实施形状如图2所示。

本实施例的实施原理为：利用升降延伸件50对第二电极层40扣合，在通电状态形成环形电接触区41，能承受较大电流而不损毁。

非限定地，在高电压器件的开关使用场合，第一电极层20可连接至器件电流输入端，第二电极层40可连接至电源输出端，当需要维修或/与更换升降延伸件50时，在升降延伸件50的导向杆51脱离与第一电极层20的连接孔21的电连接关系之前，升降延伸件50的接触头52已预先与第二电极层40产生断电(图5所示)，这样在操作上可避免升降延伸件50脱离时受到来自第二电极层40连接的电压源的触电风险。或者，在静电敏感器件的开关使用场合，第一电极层20可连接至电源输出端，第二电极层40可连接至器件电流输入端，当需要维修或/与更换升降延伸件50时，升降延伸件50的接触头52已预先与第二电极层40产生断电，在升降延伸件50的导向杆51脱离与第一电极层20的连接孔21的电连接关系的操作上，可避免来自升降延伸件50对第二电极层40及其连接的器件产生静电破坏。

本发明一个或多个实施例还提供了一种电流通量增大防止触点发热烧毁的制造方法，可以先把各层制成片体再组装结合成电子开关；除了组装模式制备所述电子开关，为了更微小化电子开关的尺寸还可以利用例如半导体制程的叠层模式制得。图7A至图7F分别绘示本发明一些实施例的电子开关的一种制造方法的主要步骤中组件截面示意图。所述制造方法主要包括的步骤如后所述。

参阅图7A，在基材10上或基材中形成第一电极层20；可利用电镀、电泳涂装、溅镀(具体可包括雷射真空溅镀)、蒸镀、或物理气相沉积等已知的导电膜成形工艺制备第一电极层，第一电极层20的位置可以在基材10上；或者，可以利用基材为半导体材质，进行周边挖槽确定第一电极层的尺寸，槽内填充绝缘材料，岛形半导体区块以离子植入技术进行改质使其具有导电性，以作为第一电极层，故第一电极层可以位于基材中；又或者，在凹穴基材中形成第一电极层，也能实现第一电极层形成在基材中。

参阅图7B，在所述第一电极层20上形成绝缘层30；可利用化学气相沉积、旋转涂敷(SOD)、印刷等已知的绝缘膜成形工艺制备绝缘层30。绝缘层30应保持水平与厚度均匀，以使上下电极层的相互朝向表面为平行。如有必要可以对第一电极层或/与绝缘层的上表面形成平坦化处理。

参阅图7C，在所述绝缘层30上形成第二电极层40；可利用电镀、电泳涂装、溅镀(具体可包括雷射真空溅镀)、蒸镀、或物理气相沉积等已知的导电膜成形工艺制备第一电极层。对应不同工艺可能需要的种子层在此不予细述。

参阅图7D，开设贯穿所述第二电极层40与所述绝缘层30的活动通孔31；在本示例中但非限定地，活动通孔31的孔壁可以是阶梯状的扩孔形状，这可以利用不同孔径的雷射或机械钻孔完成，或者可以利用多道微影成像技术或/与选择性刻蚀实现。如有必要可以利用牺牲材料或适当图形掩模预先保护先形成的孔形。

参阅图7E，对所述活动通孔31在所述第二电极层40内进行绝缘处理；在一优选但非不必要的步骤，所述第二电极层40在所述活动通孔31内设置有隔离套32，以隔离所述导向杆51与所述第二电极层40的电接触。在较大开关尺寸的设计上，隔离套32可以先构成再组装于所述活动通孔31内；在微小化开关尺寸的场合，可利用已知的高覆盖率的绝缘膜成形工艺先形成顺从于活动通孔形状覆盖的绝缘膜，再对绝缘膜进行非等向刻蚀，由于所述第二电极层40在孔壁的绝缘膜在垂直向有较大的物质层高，当表面上的绝缘膜被刻蚀消耗，在孔壁的绝缘膜能自动形成隔离套32；更优选地，所述隔离套32的顶端略低于所述第二电极层40的外表面；隔离套32相对微幅内凹于第二电极层40的外表面，可避免隔离套32对环形电接触区41的形成产生干涉。

参阅图7F，对准所述活动通孔31设置升降延伸件50，所述升降延伸件50电连接所述第一电极层20，所述升降延伸件50具有可活动于所述活动通孔31的导向杆51以及与所述导向杆51的顶端连接的接触头52，所述接触头52朝向所述导向杆51的底部形成有与所述第二电极层40外表面电接触的环面53。

本实施例的实施原理为：利用升降延伸件50的特定结构与连接关系加上其与活动通孔31的对应配置，以制作出能在通电状态时形成环形电接触区41的电子开关。

在一较佳示例中，所述环面53的直径大于等于所述活动通孔31的孔直径两倍；因此，利用接触头52的环面53直径界定，当环面53越大，在通电状态时形成的环形电接触区41则越大，具有等阻抗环形接触的效果，避免了大电流集中于小区块接触面积的烧毁风险，同时环形电接触也有利于辐射状散热。

优选地但不作为唯一解释的说明下，所述第一电极层20、所述绝缘层30、所述第二电极层40与所述升降延伸件50可以构成于微机电器件中；利用第一电极层20、绝缘层30、第二电极层40的平行配置可以实现电子开关微小化的微机电制程，电子开关在一应用上可构成于微机电器件中。

优选地但不作为唯一解释的说明下，所述第一电极层20与所述基材10之间设置有隔离底层11；利用隔离底层11，避免由基材10发生漏电流的现象。

优选地但不作为唯一解释的说明下，所述第一电极层20可以具有对准于所述活动通孔31的连接孔21，在升降所述升降延伸件50时保持所述升降延伸件50与所述第一电极层20的电连接。利用第一电极层20的连接孔21，在升降所述升降延伸件50时保持升降延伸件50与第一电极层20的电连接。

本具体实施方式的实施例均作为方便理解或实施本发明技术方案的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应被涵盖于本发明的请求保护范围内。

Claims (10)

1.一种大电流通量的电子开关，其特征在于，包括：

叠层结构，包括第一电极层(20)、位于所述第一电极层(20)上的第二电极层(40)以及形成在所述第一电极层(20)与所述第二电极层(40)之间的绝缘层(30)；由所述第二电极层(40)与所述绝缘层(30)开设有垂直贯穿的活动通孔(31)，所述活动通孔(31)在所述第二电极层(40)内为绝缘处理，所述活动通孔(31)的底部延伸至所述第一电极层(20)；

升降延伸件(50)，对准所述活动通孔(31)而设置，所述升降延伸件(50)电连接所述第一电极层(20)，所述升降延伸件(50)具有可活动于所述活动通孔(31)的导向杆(51)以及与所述导向杆(51)的顶端连接且径向尺寸增大的接触头(52)；

驱动装置(60)，设置于所述叠层结构的一侧，用于驱动所述升降延伸件(50)在一升降行程中移动，升降行程中所述导向杆(51)保持对所述绝缘层(30)的贯穿，在下降止点所述接触头(52)电接触所述第二电极层(40)的外表面，以电连接所述第一电极层(20)与所述第二电极层(40)；

所述电子开关用于对500A以上的电流量执行通电开启与断电关闭。

2.根据权利要求1所述的电子开关，其特征在于，所述导向杆(51)形成有外螺纹，所述第一电极层(20)具有对准于所述活动通孔(31)的连接孔(21)，所述连接孔(21)内形成对应的内螺纹，以所述接触头(52)的旋转动作升降所述升降延伸件(50)并保持所述升降延伸件(50)与所述第一电极层(20)的电连接，使所述第一电极层(20)与所述第二电极层(40)之间在所述接触头(52)的电接触区达到通电流的关闭与开启。

3.根据权利要求1所述的电子开关，其特征在于，所述第二电极层(40)在所述活动通孔(31)内设置有隔离套(32)，以隔离所述导向杆(51)与所述第二电极层(40)的电接触。

4.根据权利要求3所述的电子开关，其特征在于，所述隔离套(32)的顶端略低于所述第二电极层(40)的外表面；所述第一电极层(20)的底层设置有隔离底层(11)。

5.根据权利要求1所述的电子开关，其特征在于，所述驱动装置(60)包括直式减速电机(61)，所述接触头(52)的外缘形成第一齿轮(54)，啮合于在所述直式减速电机(61)的驱动杆(62)上的第二齿轮(63)，以所述驱动杆(62)的转动来升降所述升降延伸件(50)。

6.根据权利要求5所述的电子开关，其特征在于，所述第二齿轮(63)的轮宽大于所述第一齿轮(54)的轮宽，所述第二齿轮(63)的轮宽与所述第一齿轮(54)的轮宽的相差值在所述绝缘层(30)的厚度以上。

7.根据权利要求5所述的电子开关，其特征在于，所述导向杆(51)的升降行程控制在所述第二齿轮(63)的轮宽中。

8.一种电流通量增大防止触点发热烧毁的使用方法，其特征在于，基于如权利要求1-7中任一项所述的电子开关实施，所述使用方法包括：当所述第一电极层(20)与所述第二电极层(40)通电时，所述升降延伸件(50)的接触头(52)下降对所述第二电极层(40)的外表面形成电接触区。

9.一种电子开关的制造方法，其特征在于，包括：

制备叠层结构，所述叠层结构包括第一电极层(20)、位于所述第一电极层(20)上的第二电极层(40)以及形成在所述第一电极层(20)上与所述第二电极层(40)之间的绝缘层(30)；

开设垂直贯穿所述第二电极层(40)与所述绝缘层(30)的活动通孔(31)，所述活动通孔(31)在所述第二电极层(40)内为绝缘处理，所述活动通孔(31)的底部延伸至所述第一电极层(20)；

对准所述活动通孔(31)设置升降延伸件(50)，所述升降延伸件(50)电连接所述第一电极层(20)，所述升降延伸件(50)具有可活动于所述活动通孔(31)的导向杆(51)以及与所述导向杆(51)的顶端连接且径向尺寸增大的接触头(52)；

位在所述叠层结构的一侧设置驱动装置(60)，所述驱动装置(60)用于驱动所述升降延伸件(50)在一升降行程中移动，升降行程中所述导向杆(51)保持对所述绝缘层(30)的贯穿，在下降止点所述接触头(52)电接触所述第二电极层(40)的外表面，以电连接所述第一电极层(20)上与所述第二电极层(40)；

其中，所述电子开关用于对500A以上的电流量执行通电开启与断电关闭。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述接触头(52)的底部直径大于等于所述活动通孔(31)的孔直径两倍；

所述第一电极层(20)、所述绝缘层(30)、所述第二电极层(40)与所述升降延伸件(50)构成于微机电器件中；

所述第二电极层(40)在所述活动通孔(31)内设置有隔离套(32)，以隔离所述导向杆(51)与所述第二电极层(40)的电接触；所述隔离套(32)的顶端略低于所述第二电极层(40)的外表面；

所述第一电极层(20)与基材(10)之间设置有隔离底层(11)；

所述第一电极层(20)具有对准于所述活动通孔(31)的连接孔(21)，在升降所述升降延伸件(50)时保持所述升降延伸件(50)与所述第一电极层(20)的电连接。