原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，包括鑒別電路和保險(xiǎn)絲，鑒別電路由焊接型OFF?ON開關(guān)實(shí)現(xiàn)；保險(xiǎn)絲在電路的干路中與電源相連；將電動(dòng)執(zhí)行器接入密碼鎖電路中，電動(dòng)執(zhí)行器一端與保險(xiǎn)絲相連，另一端與鑒別電路的正確解鎖通路相連；N bit的鑒別電路，包括2N個(gè)焊接型OFF?ON開關(guān)，按照每級(jí)“二選一”的邏輯，N級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成；本實(shí)用新型利用焊接型OFF?ON開關(guān)可分別控制電流、電壓、頻率、脈沖幅值而使電動(dòng)執(zhí)行器工作，分別構(gòu)成電流型、電壓型、頻率型、脈沖型的固態(tài)密碼鎖；利用焊接型OFF?ON開關(guān)中OFF態(tài)到ON態(tài)單向切換的不可逆特性、保險(xiǎn)絲的熔斷特性、與裝定密碼對(duì)應(yīng)的電路連接關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)單次試開的功能。
【專利說明】
原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于鎖具安全領(lǐng)域，具體涉及一種原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)安全的要求也就越來越高。傳統(tǒng)的鎖具技術(shù)原理過于簡(jiǎn)單，不具備真正的防盜功能。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子密碼鎖已經(jīng)逐漸代替機(jī)械密碼鎖應(yīng)用于工作生活中。
【申請(qǐng)人】為陜西亞泰電器科技有限公司，公告號(hào)為CN02995853U，【公開日】是2013年6月12日的中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)，公開了一種智能電子密碼鎖及其構(gòu)造，該技術(shù)方案的特征在于:所述密碼輸入電路包括4 X 4矩陣鍵盤，密碼鎖的解鎖原理是將用戶的輸入密碼與電子鎖的內(nèi)置開鎖密碼進(jìn)行比較，用戶在輸入密碼正確的情況下實(shí)現(xiàn)開鎖功能。雖然這種電子密碼鎖可以在很多場(chǎng)合起到一定的安全作用，例如小區(qū)的防盜門。但該方案的存在的缺點(diǎn)是:密碼可以重復(fù)試多次，對(duì)于安全性要求高的場(chǎng)合，人們并不希望讓這種密碼鎖將輸入的密碼和設(shè)置的密碼進(jìn)行多次比較，容易被破解，安全系數(shù)不尚O
[0003]上海交通大學(xué)張衛(wèi)平等人的論文《反干涉齒輪集微機(jī)電系統(tǒng)密碼鎖鑒碼問題》(張衛(wèi)平，陳文元，趙小林等，反干涉齒輪集微機(jī)電系統(tǒng)密碼鎖鑒碼問題[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2006,40(7): 1103-1107.)提出了一種反干涉齒輪集微機(jī)電系統(tǒng)密碼鎖，該密碼鎖是一種用于要害系統(tǒng)的機(jī)電一體化裝置，該密碼鎖驅(qū)動(dòng)器由兩片電機(jī)定子和一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子構(gòu)成;鑒碼器由兩組反干涉齒輪集、棘輪、棘爪和簧片構(gòu)成;耦合器由光纖、準(zhǔn)直器和耦合輪構(gòu)成。該密碼鎖屬于機(jī)電系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，可靠性不高。
[0004]法國(guó)PierrePennarun等人的論文《Development of MEMS based safe electro-thermal pyrotechnic igniter for a new generat1n of microfuze》(PierrePennarun， Veronique Conedera.Development of MEMS based safe electro-thermalpyrotechnic igniter for a new generat1n of microfuze[J].Proceedings of SPIE-The Internat1nal Society for Optical Engineering，2005，5836.)報(bào)道了一種焊接型0FF-0N開關(guān)，屬于電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)，工作原理是:開關(guān)兩端的連接點(diǎn)是通過特定的樹脂而絕緣的，錫/鉛的微球被封裝在它們的頂部。焊接是指由一個(gè)集成的加熱器的平臺(tái)通過電流，加熱局部的金屬直到焊接溫度，利用焊接實(shí)現(xiàn)開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)為:一、進(jìn)行焊接之前，由于電路引腳之間的有一層厚的物理絕緣層，電隔離可以做到真正可靠、穩(wěn)健;二、當(dāng)開關(guān)為0N，由于通過金屬原子的相互擴(kuò)散產(chǎn)生的金屬間化合物層，則接觸后電阻幾乎為零;三、通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)局部焊接，開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)在幾秒之間僅需幾百毫瓦；四、開關(guān)保持在OFF態(tài)或ON態(tài)都不需耗能。Pierre Pennarun等人將其應(yīng)用于新一代引信中，但目前為止，還并未將此開關(guān)應(yīng)用于密碼鎖電路設(shè)計(jì)中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、安全性高的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，該結(jié)構(gòu)的密碼鎖通過鑒別電路裝定密碼、利用焊接型開關(guān)OFF-ON控制電壓、電流、頻率、脈沖幅值，使電動(dòng)執(zhí)行器工作，綜合利用焊接型OFF-ON開關(guān)中OFF態(tài)到ON態(tài)單向切換的不可逆特性、保險(xiǎn)絲的熔斷特性、與裝定密碼對(duì)應(yīng)的電路連接關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)單次試開的功能，只有輸入的密碼和設(shè)置的密碼相同，密碼鎖才打開，否則將電路短路、保險(xiǎn)絲熔斷，使密碼鎖鎖定，該密碼鎖采用半導(dǎo)體工藝(MEMS)制作實(shí)現(xiàn)固態(tài)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0007]原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:至少包括電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲，電源通過導(dǎo)線連接鑒別電路，鑒別電路與保險(xiǎn)絲相連，保險(xiǎn)絲與電源相連;鑒別電路與保險(xiǎn)絲相連的正確解鎖通路上連接有電動(dòng)執(zhí)行器；
[0008]所述N bit的鑒別電路，由2N (N級(jí)、每級(jí)2個(gè))個(gè)焊接型OFF-ON開關(guān)，按照每級(jí)“二選一”的邏輯，N級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成，用于裝定密碼。
[0009]在任一 bit處輸入錯(cuò)誤的密碼時(shí)，由于焊接型OFF-ON開關(guān)只能實(shí)現(xiàn)OFF態(tài)到ON態(tài)的單向切換，具有不可逆特性，鑒別電路具有與裝定密碼對(duì)應(yīng)的電路連接關(guān)系，將使電源和保險(xiǎn)絲保持在短路狀態(tài)，進(jìn)而熔斷保險(xiǎn)絲，電動(dòng)執(zhí)行器因此無法獲得來自電源的電激勵(lì)信號(hào)而作動(dòng)；只有當(dāng)N bit密碼全部輸入正確時(shí)，鑒別電路才會(huì)使電源和電動(dòng)執(zhí)行器保持在串聯(lián)狀態(tài)，電動(dòng)執(zhí)行器獲得來自電源的電激勵(lì)信號(hào)而作動(dòng)。
[0010]所述焊接型OFF-ON開關(guān)與導(dǎo)線構(gòu)成的電路是由半導(dǎo)體工藝制作。
[0011]本實(shí)用新型采用焊接型OFF-ON開關(guān)應(yīng)用于設(shè)計(jì)電路中，實(shí)現(xiàn)控制電流、電壓、頻率、脈沖幅值的單次試開固態(tài)密碼鎖。所述密碼鎖可為如下四種類型:電壓型密碼鎖、電流型密碼鎖、頻率型密碼鎖、脈沖型密碼鎖。
[0012]所述的電流型密碼鎖是由電源提供電流，通過鑒別電路中焊接型OFF-ON開關(guān)控制電流，當(dāng)密碼正確時(shí)，電流型電動(dòng)執(zhí)行器可通過鑒別電路輸出的所需電流而工作。
[0013]所述的電壓型密碼鎖是將密碼鎖電路接入分壓電路中，通過鑒別電路中焊接型OFF-ON開關(guān)控制電壓，當(dāng)密碼正確時(shí)，電壓型電動(dòng)執(zhí)行器可通過分壓電路得到所需電壓而工作。
[0014]所述的頻率型密碼鎖是將密碼鎖電路接入振蕩電路中，通過鑒別電路中焊接型OFF-ON開關(guān)控制分頻器或倍頻器的工作而控制頻率的輸出，當(dāng)密碼正確時(shí)，頻率型電動(dòng)執(zhí)行器可通過鑒別電路輸出的所需頻率而工作。
[0015]所述的脈沖型密碼鎖是將密碼鎖一端接入脈沖發(fā)生電路中，一端入接放大電路中，利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型OFF-ON開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制放大器的工作，從而控制電動(dòng)執(zhí)行器所需的脈沖幅值。密碼正確時(shí)，脈沖型電動(dòng)執(zhí)行器可通過鑒別電路輸出的所需脈沖幅值而工作。
[0016]所述焊接型OFF-ON開關(guān)可以為光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)。
[0017]所述光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)包括錫/鉛焊球、樹脂、導(dǎo)線、硅襯底、玻璃、通孔、光纖，采用深反應(yīng)離子刻蝕工藝在硅襯底上形成通孔，利用沉積和圖形化工藝在玻璃上形成開關(guān)導(dǎo)線，采用硅-玻璃鍵合工藝將硅襯底與玻璃襯底鍵合，在導(dǎo)線上涂覆樹脂，將錫/鉛焊球植于樹脂的頂部，將光纖插入通孔中。
[0018]所述光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)的工作原理是:焊接是來自半導(dǎo)體激光器的激光通過光纖照射，發(fā)熱而使錫/鉛焊球熔化，使導(dǎo)線兩端相連，實(shí)現(xiàn)開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)。其中，開關(guān)中樹脂的作用有:一、透明的樹脂在導(dǎo)線之間形成曲面，可以作為聚焦透鏡，起到聚光作用，使錫/鉛焊球更易熔化;二、樹脂，如松香，在焊接時(shí)有助焊劑的作用，使錫/鉛焊球更易熔化;三、在開關(guān)為OFF態(tài)時(shí)，在導(dǎo)線之間可起絕緣作用；四、對(duì)錫/鉛焊球起到支撐的作用。
[0019]所述焊接型0FF-0N開關(guān)也可以為電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)。
[0020]所述電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)，其導(dǎo)線結(jié)構(gòu)為關(guān)節(jié)型，具體結(jié)構(gòu)為:一端為凸起， 另一端為與凸起形狀匹配的凹槽，凸起位于凹槽內(nèi)；所述凸起為錫/鉛焊球；當(dāng)開關(guān)處于OFF 態(tài)時(shí)，凸起與凹槽之間有間隙；當(dāng)開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)時(shí)，凸起熔在間隙里，開關(guān)兩極接通。
[0021]這樣做的優(yōu)點(diǎn)有:一、保證開關(guān)在OFF態(tài)時(shí)，兩極不易接觸;二、由于關(guān)節(jié)型開關(guān)的結(jié)構(gòu)，可以保證錫/鉛焊球均勻熔在間隙里，確保開關(guān)從OFF態(tài)到0N態(tài)，兩極完全接通，提高開關(guān)可靠性;三、可以適當(dāng)減小鋁球體積，從而降低所需焊接溫度同時(shí)可以減小開關(guān)的體積。此改進(jìn)的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)同樣適用于光熱式焊接型0FF-0N開關(guān)。
[0022]所述電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)，其導(dǎo)線結(jié)構(gòu)為分形叉指型，具體結(jié)構(gòu)為:兩端均為叉指狀結(jié)構(gòu)，兩端的叉指相互交錯(cuò)，每個(gè)叉指上均設(shè)置有若干齒狀結(jié)構(gòu)，兩兩相鄰的叉指上的齒狀結(jié)構(gòu)交錯(cuò)均布；當(dāng)開關(guān)處于OFF態(tài)時(shí)，兩相鄰的叉指上的齒狀結(jié)構(gòu)之間有間隙；當(dāng)開關(guān)從OFF態(tài)到0N態(tài)時(shí)，齒狀結(jié)構(gòu)相熔，開關(guān)兩極接通。
[0023]這樣做的優(yōu)點(diǎn)有:一、由于分形叉指型的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，大大增加了錫/鉛焊球熔在間隙里的概率，確保開關(guān)從OFF態(tài)到0N，兩極完全接通，提高開關(guān)可靠性;二、可以大大減小鋁球體積，從而降低所需焊接溫度同時(shí)可以減小開關(guān)的體積。此改進(jìn)的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)同樣適用于光熱式焊接型0FF-0N開關(guān)。
[0024]所述電動(dòng)執(zhí)行器是原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖最終要控制的對(duì)象。電路通過控制電壓、電流、頻率、脈沖幅值使密碼鎖為對(duì)應(yīng)類型的密碼鎖，從而不同類型的密碼鎖控制不同類型的電動(dòng)執(zhí)行器工作。
[0025]總結(jié)上述描述，可得出如下內(nèi)容:[〇〇26]本實(shí)用新型中所述的“原位焊接型”是指:利用電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)和光熱式焊接型0FF-0N開關(guān)，分別通過電阻發(fā)熱、激光照射發(fā)熱而使錫/鉛焊球自行熔化，使絕緣兩端自行連接，開關(guān)及密碼鎖位置無需移動(dòng)。
[0027]本實(shí)用新型中的“單次試開”是指:在任一bit處輸入錯(cuò)誤的密碼時(shí)，由于焊接型 0FF-0N開關(guān)只能實(shí)現(xiàn)OFF態(tài)至IjON態(tài)的單向切換，具有不可逆特性，鑒別電路具有與裝定密碼對(duì)應(yīng)的電路連接關(guān)系，將使電源和保險(xiǎn)絲保持在短路狀態(tài)，進(jìn)而熔斷保險(xiǎn)絲，電動(dòng)執(zhí)行器因此無法獲得來自電源的電激勵(lì)信號(hào)而作動(dòng);從而使密碼鎖鎖定且不能重試。只有當(dāng)N bit密碼全部輸入正確時(shí)，鑒別電路才會(huì)使電源和電動(dòng)執(zhí)行器保持在串聯(lián)狀態(tài)，電動(dòng)執(zhí)行器獲得來自電源的電激勵(lì)信號(hào)而作動(dòng)。[〇〇28]本實(shí)用新型中“固態(tài)”是指:焊接型0FF-0N開關(guān)與導(dǎo)線構(gòu)成的整個(gè)密碼鎖電路是由半導(dǎo)體(MEMS)工藝制作。[〇〇29]本實(shí)用新型中“密碼鎖”是指:通過利用焊接型0FF-0N開關(guān)控制電壓、電流、頻率、 脈沖幅值而分別構(gòu)成的電壓型、電流型、頻率型、脈沖型密碼鎖。
[0030]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0031]本實(shí)用新型利用焊接型0FF-0N開關(guān)特性，將焊接型0FF-0N開關(guān)用于密碼鎖領(lǐng)域， 可以大大提高安全性，并且該密碼鎖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作的特點(diǎn)，可用于要害系統(tǒng)、設(shè)施等的安全與保安應(yīng)用中。【附圖說明】

[0032]圖1為本實(shí)用新型采用電流型固態(tài)密碼鎖的4 bit正確解鎖電路圖；
[0033]圖2為本實(shí)用新型采用電流型固態(tài)密碼鎖的誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖； [〇〇34]圖3為本實(shí)用新型采用電壓型固態(tài)密碼鎖的4 bit正確解鎖電路圖；
[0035]圖4為本實(shí)用新型采用電壓型固態(tài)密碼鎖的誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖； [〇〇36]圖5為本實(shí)用新型采用頻率型固態(tài)密碼鎖的4 bit正確解鎖電路圖；
[0037]圖6為本實(shí)用新型采用頻率型固態(tài)密碼鎖的誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖； [〇〇38]圖7為本實(shí)用新型采用脈沖型固態(tài)密碼鎖的控制脈沖幅值4 bit正確解鎖電路圖；
[0039]圖8為本實(shí)用新型采用脈沖型固態(tài)密碼鎖的控制脈沖幅值誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖；
[0040]圖9為本實(shí)用新型的焊接型0FF-0N開關(guān)導(dǎo)線采用關(guān)節(jié)型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖10為本實(shí)用新型的焊接型0FF-0N開關(guān)導(dǎo)線采用分形叉指型的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇42]圖ll(a)-ll(b)為本實(shí)用新型采用電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇43]圖12(a)_12(b)為本實(shí)用新型采用光熱式0FF-0N開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖13(a-l)_圖13(f)為本實(shí)用新型光熱式焊接型0FF-0N開關(guān)制作工藝步驟示意圖；
[0045]圖14為本實(shí)用新型的鑒別電路中兩個(gè)焊接型0FF-0N開關(guān)的連接示意圖。
[0046]上述附圖中，附圖標(biāo)記為:1_錫/鉛焊球，2-樹脂，3-導(dǎo)線，4-硅襯底，5-加熱電阻， 6-玻璃，7-通孔，8-光纖。【具體實(shí)施方式】
[0047]原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，至少包括電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲，電源通過導(dǎo)線連接鑒別電路，鑒別電路與保險(xiǎn)絲相連，保險(xiǎn)絲與電源相連;鑒別電路與保險(xiǎn)絲相連的正確解鎖通路上連接有電動(dòng)執(zhí)行器；[〇〇48] 所述N bit的鑒別電路，由2N(N級(jí)、每級(jí)2個(gè))個(gè)焊接型0FF-0N開關(guān)，按照每級(jí)“二選一”的邏輯，N級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成，用于裝定密碼。[〇〇49] 在任一 bit處輸入錯(cuò)誤的密碼時(shí)，由于焊接型0FF-0N開關(guān)只能實(shí)現(xiàn)OFF態(tài)到0N態(tài)的單向切換，具有不可逆特性，鑒別電路具有與裝定密碼對(duì)應(yīng)的電路連接關(guān)系，將使電源和保險(xiǎn)絲保持在短路狀態(tài)，進(jìn)而熔斷保險(xiǎn)絲，電動(dòng)執(zhí)行器因此無法獲得來自電源的電激勵(lì)信號(hào)而作動(dòng)；只有當(dāng)N bit密碼全部輸入正確時(shí)，鑒別電路才會(huì)使電源和電動(dòng)執(zhí)行器保持在串聯(lián)狀態(tài)，電動(dòng)執(zhí)行器獲得來自電源的電激勵(lì)信號(hào)而作動(dòng)。
[0050]所述焊接型0FF-0N開關(guān)與導(dǎo)線構(gòu)成的電路是由半導(dǎo)體工藝制作。
[0051]本實(shí)用新型采用焊接型0FF-0N開關(guān)應(yīng)用于設(shè)計(jì)電路中，實(shí)現(xiàn)控制電流、電壓、頻率、脈沖幅值的單次試開固態(tài)密碼鎖。所述密碼鎖可為如下四種類型:電壓型密碼鎖、電流型密碼鎖、頻率型密碼鎖、脈沖型密碼鎖。[〇〇52]所述的電流型密碼鎖是由電源提供電流，通過鑒別電路中焊接型0FF-0N開關(guān)控制電流，當(dāng)密碼正確時(shí)，電流型電動(dòng)執(zhí)行器可通過鑒別電路輸出的所需電流而工作。
[0053]所述的電壓型密碼鎖是將密碼鎖電路接入分壓電路中，通過鑒別電路中焊接型OFF-ON開關(guān)控制電壓，當(dāng)密碼正確時(shí)，電壓型電動(dòng)執(zhí)行器可通過分壓電路得到所需電壓而工作。
[0054]所述的頻率型密碼鎖是將密碼鎖電路接入振蕩電路中，通過鑒別電路中焊接型OFF-ON開關(guān)控制分頻器或倍頻器的工作而控制頻率的輸出，當(dāng)密碼正確時(shí)，頻率型電動(dòng)執(zhí)行器可通過鑒別電路輸出的所需頻率而工作。
[0055]所述的脈沖型密碼鎖是將密碼鎖一端接入脈沖發(fā)生電路中，一端入接放大電路中，利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型OFF-ON開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制放大器的工作，從而控制電動(dòng)執(zhí)行器所需的脈沖幅值。密碼正確時(shí)，脈沖型電動(dòng)執(zhí)行器可通過鑒別電路輸出的所需脈沖幅值而工作。
[0056]所述焊接型OFF-ON開關(guān)可以為光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)。
[0057]如圖12(a)- 12(b)所示，所述光熱式焊接型0FF-0N開關(guān)包括錫/鉛焊球1、樹脂2、導(dǎo)線3、硅襯底4、玻璃襯底6、通孔7、光纖8，采用深反應(yīng)離子刻蝕工藝在硅襯底7上形成通孔，利用沉積和圖形化工藝在玻璃襯底6上形成開關(guān)導(dǎo)線3，采用硅-玻璃鍵合工藝將硅襯底4與玻璃襯底6鍵合，在導(dǎo)線3上涂覆樹脂2，將錫/鉛焊球I植于樹脂2的頂部，將光纖8插入通孔7中。
[0058]所述光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)的工作原理是:焊接是來自半導(dǎo)體激光器的激光通過光纖8照射，發(fā)熱而使錫/鉛焊球I熔化，使導(dǎo)線3兩端相連，實(shí)現(xiàn)開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)。其中，開關(guān)中樹脂2的作用有:一、透明的樹脂在導(dǎo)線之間形成曲面，可以作為聚焦透鏡，起到聚光作用，使錫/鉛焊球I更易熔化;二、樹脂，如松香，在焊接時(shí)有助焊劑的作用，使錫/鉛焊球I更易熔化;三、在開關(guān)為OFF態(tài)時(shí)，在導(dǎo)線之間可起絕緣作用；四、對(duì)錫/鉛焊球I起到支撐的作用。
[0059]所述焊接型OFF-ON開關(guān)也可以為電熱式焊接型OFF-ON開關(guān)，具體的形成結(jié)構(gòu)如圖ll(a)-ll(b)所示，所述電熱式焊接型OFF-ON開關(guān)包括錫/鉛焊球1、樹脂2、導(dǎo)線3、硅襯底4、加熱電阻5。
[0060]如圖9所示，所述電熱式焊接型OFF-ON開關(guān)，其導(dǎo)線結(jié)構(gòu)為關(guān)節(jié)型，具體結(jié)構(gòu)為:一端為凸起，另一端為與凸起形狀匹配的凹槽，凸起位于凹槽內(nèi)；所述凸起為錫/鉛焊球I;當(dāng)開關(guān)處于OFF態(tài)時(shí)，凸起與凹槽之間有間隙；當(dāng)開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)時(shí)，凸起熔在間隙里，開關(guān)兩極接通。
[0061]如圖10所示，所述電熱式焊接型OFF-ON開關(guān)，其導(dǎo)線結(jié)構(gòu)為分形叉指型，具體結(jié)構(gòu)為:兩端均為叉指狀結(jié)構(gòu)，兩端的叉指相互交錯(cuò)，每個(gè)叉指上均設(shè)置有若干齒狀結(jié)構(gòu)，兩兩相鄰的叉指上的齒狀結(jié)構(gòu)交錯(cuò)均布；當(dāng)開關(guān)處于OFF態(tài)時(shí)，兩相鄰的叉指上的齒狀結(jié)構(gòu)之間有間隙；當(dāng)開關(guān)從OFF態(tài)到ON態(tài)時(shí)，齒狀結(jié)構(gòu)相熔，開關(guān)兩極接通。
[0062]如圖13(a_l)_圖13(f)所示，為本實(shí)用新型的光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)的主要制作工藝步驟示意圖。圖13 (a-1)為初始的硅襯底4，圖13 (b-1)為初始的玻璃襯底6 ;在圖13(a-2)中，采用深反應(yīng)離子刻蝕工藝形成通孔7;在圖13(b-2)中，利用沉積和圖形化工藝，在玻璃襯底6上形成開關(guān)導(dǎo)線3，導(dǎo)線3的結(jié)構(gòu)可以是關(guān)節(jié)型，也可以是分形叉指型;在圖13(c)中，采用硅-玻璃鍵合工藝，將圖13(a-2)中的硅襯底4與圖13(b-2)中的玻璃襯底6鍵合;在圖13(d)中，在導(dǎo)線3上涂覆樹脂2，如松香，松香為透明固體，可作聚焦透鏡，有聚光作用，同時(shí)在焊接只能中可作助焊劑，在開關(guān)為OFF態(tài)時(shí)，在引線之間可起絕緣作用。在圖13(e)中， 在樹脂2上植入錫/鉛焊球1;在圖13 (f )中，將光纖8插入通孔7中。
[0063]所述電動(dòng)執(zhí)行器是原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖最終要控制的對(duì)象。電路通過控制電壓、電流、頻率、脈沖幅值使密碼鎖為對(duì)應(yīng)類型的密碼鎖，從而不同類型的密碼鎖控制不同類型的電動(dòng)執(zhí)行器工作。
[0064]下面結(jié)合具體實(shí)施過程和附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明:
[0065]實(shí)施例1[〇〇66] 如圖1所示，是電流型固態(tài)密碼鎖4 bit正確解鎖電路圖。
[0067]在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型適用多bit密碼鎖。工作電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、 保險(xiǎn)絲、電動(dòng)執(zhí)行器組成，N bit的鑒別電路，由2N (N級(jí)、每級(jí)2個(gè))個(gè)焊接型0FF-0N開關(guān)，按照每級(jí)“二選一”的邏輯，N級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成。電源提供電流，開關(guān)選用焊接型0FF-0N開關(guān)，利用密碼鎖的鑒別電路與開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制電流，密碼輸入正確，得到所需電流使電動(dòng)執(zhí)行器工作，實(shí)現(xiàn)電流型密碼鎖的應(yīng)用。[〇〇68] 本實(shí)用新型的焊接型0FF-0N開關(guān)包括有四個(gè)節(jié)點(diǎn):Nodel、Node2、Node3、Node4,開關(guān)八1、81^2、82^3、83^4、84;信號(hào)經(jīng)過節(jié)點(diǎn)如(161則有兩路選擇，一路為開關(guān)41，另一路為 B1;經(jīng)過節(jié)點(diǎn)Node2則有兩路選擇，一路為開關(guān)A2，另一路為B2;經(jīng)過節(jié)點(diǎn)Node3則有兩路選擇，一路為開關(guān)A3，另一路為B3;經(jīng)過節(jié)點(diǎn)Node4則有兩路選擇，一路為開關(guān)A4，另一路為B4。 [〇〇69] 在正確解鎖的情況下，當(dāng)電流經(jīng)節(jié)點(diǎn)選擇后，固態(tài)開關(guān)即OFF-ON A1、B2、A3、B4& 于ON狀態(tài)時(shí)，則保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷，即密碼鎖工作，電動(dòng)執(zhí)行器通過所需電流而作動(dòng)。
[0070]以節(jié)點(diǎn)流出兩路編碼01方式，上方開關(guān)處于0N態(tài)為記為0,右方開關(guān)處于0N態(tài)記為 1，由此圖1的正確解鎖密碼為“0101”。
[0071]實(shí)施例2
[0072]如圖2所示是電流型固態(tài)密碼鎖的誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖。
[0073]在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型適用多bit密碼鎖。工作電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、 保險(xiǎn)絲、電動(dòng)執(zhí)行器組成，N bit的鑒別電路，由2N (N級(jí)、每級(jí)2個(gè))個(gè)焊接型0FF-0N開關(guān)，按照每級(jí)“二選一”的邏輯，N級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成。電源提供電流，開關(guān)選用焊接型0FF-0N焊接型固態(tài)開關(guān)，利用密碼鎖的鑒別電路與開關(guān)特性控制電流，當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，得到所需電流使電動(dòng)執(zhí)行器工作，實(shí)現(xiàn)電流型密碼鎖的應(yīng)用。
[0074]本實(shí)用新型的焊接型0FF-0N開關(guān)同樣采用實(shí)施例1中的結(jié)構(gòu)。
[0075]其工作過程為:當(dāng)電流經(jīng)節(jié)點(diǎn)選擇固態(tài)開關(guān)后，若第一步就誤讓固態(tài)開關(guān)即焊接型OFF-ON B1處于0N狀態(tài)，則電流經(jīng)開關(guān)B1將保險(xiǎn)絲熔斷，從而電動(dòng)執(zhí)行器與電源斷開，由于焊接型0FF-0N開關(guān)一經(jīng)處于0N態(tài)，無法恢復(fù)，即使更換保險(xiǎn)絲，電路始終處于短路狀態(tài)， 會(huì)再次熔斷保險(xiǎn)絲。這樣就使電動(dòng)執(zhí)行器與電源徹底斷開，無法獲得作動(dòng)所需的電流，從而真正實(shí)現(xiàn)單次試開功能，確保安全性。如圖2所示，即使不是第一步出錯(cuò)，前面輸入密碼正確，后面出現(xiàn)誤碼也會(huì)達(dá)到上述結(jié)果。
[0076]實(shí)施例3[〇〇77]如圖3所示是電壓型固態(tài)密碼鎖的4 bit正確解鎖電路圖。
[0078]在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型適用多bit密碼鎖。
[0079]密碼鎖電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲組成，鑒別電路采用和實(shí)施例1相同的焊接型OFF-ON開關(guān)組成。
[0080]將密碼鎖應(yīng)用于分壓電路中，如圖3所示，密碼鎖與兩個(gè)電阻串聯(lián)，電動(dòng)執(zhí)行器與其中一個(gè)電阻并聯(lián)，電壓與其兩端電壓相等。利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型OFF-ON開關(guān)特性控制電壓，當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，電阻分壓，電動(dòng)執(zhí)行器得到所需電壓而工作，從而實(shí)現(xiàn)電壓型密碼鎖的應(yīng)用。本實(shí)用新型的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的工作過程為:電壓每經(jīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩路選擇，在正確解鎖的情況下，固態(tài)開關(guān)即OFF-ON A1、B2、A3、B4處于ON狀態(tài)，則保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷，即密碼鎖工作，電動(dòng)執(zhí)行器通過所需電壓而作動(dòng)。以節(jié)點(diǎn)流出兩路編碼01方式，上方開關(guān)處于ON態(tài)為記為O，右方開關(guān)處于ON態(tài)記為I，由此圖1的正確解鎖密碼為“0101”。
[0081 ] 實(shí)施例4
[0082]如圖4所示是，電壓型固態(tài)密碼鎖的誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖。
[0083]圖4仍適用多bit密碼鎖。工作電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲、電動(dòng)執(zhí)行器組成，鑒別電路采用和實(shí)施例1相同的焊接型OFF-ON開關(guān)組成。
[0084]電源提供電電壓，將密碼鎖應(yīng)用于分壓電路中，如圖4所示，密碼鎖與兩個(gè)電阻串聯(lián)，電動(dòng)執(zhí)行器與其中一個(gè)電阻并聯(lián)，電壓與其兩端電壓相等。利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型OFF-ON開關(guān)特性控制電壓。本實(shí)用新型的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的工作過程為:電流每經(jīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩路選擇，若第一步就誤讓固態(tài)開關(guān)即OFF-ON BI處于ON狀態(tài)，則電壓經(jīng)開關(guān)BI將保險(xiǎn)絲熔斷，從而電動(dòng)執(zhí)行器與電源斷開，由于焊接型OFF-ON開關(guān)一經(jīng)處于ON態(tài)，無法恢復(fù)，即使更換保險(xiǎn)絲，電路始終處于短路狀態(tài)，會(huì)再次熔斷保險(xiǎn)絲。這樣就使電動(dòng)執(zhí)行器與電源徹底斷開，無法獲得所需的電壓，從而真正實(shí)現(xiàn)單次試開功能，確保安全性。如圖4所示，即使不是第一步出錯(cuò)，前面輸入密碼正確，后面出現(xiàn)誤碼也會(huì)達(dá)到上述結(jié)果O
[0085]實(shí)施例5
[0086]如圖5所示是頻率型固態(tài)密碼鎖的4 bit正確解鎖電路圖。圖5示例4 bit電路，在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型適用多bit密碼鎖。密碼鎖電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲組成，鑒別電路采用和實(shí)施例1相同的焊接型OFF-ON開關(guān)組成。
[0087]將密碼鎖一端接入振蕩電路中，另一端連接分頻器或倍頻器，再與電動(dòng)執(zhí)行器連接構(gòu)成回路。利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型OFF-ON開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制分頻器或倍頻器的工作，從而控制電動(dòng)執(zhí)行器所需的頻率。當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，得到所需頻率使頻率型電動(dòng)執(zhí)行器工作，實(shí)現(xiàn)頻率型密碼鎖的應(yīng)用。本實(shí)用新型的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的工作過程為:頻率每經(jīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩路選擇，在正確解鎖的情況下，固態(tài)開關(guān)即OFF-ON Al、B2、A3、B4處于ON狀態(tài)，則保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷，即密碼鎖工作，電動(dòng)執(zhí)行器通過所需頻率而作動(dòng)。以節(jié)點(diǎn)流出兩路編碼01方式，上方開關(guān)處于ON態(tài)為記為0，右方開關(guān)處于ON態(tài)記為I，由此圖1的正確解鎖密碼為“0101”。
[0088]實(shí)施例6
[0089]如圖6所示是頻率型固態(tài)密碼鎖的誤碼失效電路與單次試開實(shí)現(xiàn)圖。
[0090]圖6示例4bit電路，在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型適用多bit密碼鎖。密碼鎖電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲組成，鑒別電路采用和實(shí)施例1相同的焊接型OFF-ON開關(guān)組成。
[0091]將密碼鎖一端接入振蕩電路中，另一端連接分頻器或倍頻器，再與電動(dòng)執(zhí)行器連接構(gòu)成回路。利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型0FF-0N開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制分頻器或倍頻器的工作，從而控制電動(dòng)執(zhí)行器所需的頻率。當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，得到所需頻率使頻率型電動(dòng)執(zhí)行器工作，實(shí)現(xiàn)頻率型密碼鎖的應(yīng)用。本實(shí)用新型的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的工作過程為:頻率每經(jīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩路選擇，若第一步就誤讓固態(tài)開關(guān)即OFF-ON B1處于0N狀態(tài)，則保險(xiǎn)絲熔斷，從而電動(dòng)執(zhí)行器與振蕩電路斷開，由于焊接型0FF-0N開關(guān)一經(jīng)處于0N 態(tài)，無法恢復(fù)，即使更換保險(xiǎn)絲，密碼鎖電路始終處于短路狀態(tài)，會(huì)再次熔斷保險(xiǎn)絲。這樣就使電動(dòng)執(zhí)行器與振蕩電路徹底斷開，無法獲得所需的頻率，從而真正實(shí)現(xiàn)單次試開功能，確保安全性。如圖6所示，即使不是第一步出錯(cuò)，前面輸入密碼正確，后面出現(xiàn)誤碼也會(huì)達(dá)到上述結(jié)果。[〇〇92] 實(shí)施例7[〇〇93]如圖7所示是4 bit脈沖型固態(tài)密碼鎖控制脈沖幅值的正確解鎖電路圖。圖7示例4 bit電路，在實(shí)際應(yīng)用中，同樣適用于多bit密碼鎖。密碼鎖電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲組成，鑒別電路采用和實(shí)施例1相同的焊接型0FF-0N開關(guān)組成。
[0094]將密碼鎖一端接入脈沖發(fā)生電路中，另一端連接放大器，再與電動(dòng)執(zhí)行器連接構(gòu)成回路。利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型0FF-0N開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制放大器的工作，從而控制電動(dòng)執(zhí)行器所需的脈沖幅值。當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，得到所需脈沖幅值使脈沖型電動(dòng)執(zhí)行器工作，實(shí)現(xiàn)脈沖型密碼鎖的應(yīng)用。本實(shí)用新型的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的工作過程為:脈沖每經(jīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩路選擇，在正確解鎖的情況下，固態(tài)開關(guān)即OFF-ON A1、 B2、A3、B4處于0N狀態(tài)，則保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷，即密碼鎖工作，電動(dòng)執(zhí)行器通過所需脈沖幅值而作動(dòng)。以節(jié)點(diǎn)流出兩路編碼01方式，上方開關(guān)處于0N態(tài)為記為0,右方開關(guān)處于0N態(tài)記為1， 由此圖1的正確解鎖密碼為“0101”。
[0095]實(shí)施例8
[0096]如圖8所示是脈沖型固態(tài)密碼鎖控制脈沖幅值的誤碼失效與單次試開實(shí)現(xiàn)圖。圖8 示例4 bit電路，在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型適用多bit密碼鎖。密碼鎖電路由電源、導(dǎo)線、鑒別電路、保險(xiǎn)絲組成，鑒別電路采用和實(shí)施例1相同的焊接型0FF-0N開關(guān)組成。
[0097]將密碼鎖一端接入脈沖發(fā)生電路中，另一端連接放大器，再與電動(dòng)執(zhí)行器連接構(gòu)成回路。利用密碼鎖的鑒別電路與焊接型0FF-0N開關(guān)特性實(shí)現(xiàn)控制放大器的工作，從而控制電動(dòng)執(zhí)行器所需的脈沖幅值。當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，得到所需脈沖幅值使脈沖型電動(dòng)執(zhí)行器工作，實(shí)現(xiàn)脈沖型密碼鎖的應(yīng)用。本實(shí)用新型的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖的工作過程為:頻率每經(jīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩路選擇，若第一步就誤讓固態(tài)開關(guān)即焊接型0FF-0N B1處于 0N狀態(tài)，則保險(xiǎn)絲熔斷，從而電動(dòng)執(zhí)行器與脈沖發(fā)生電路斷開，由于焊接型0FF-0N開關(guān)一經(jīng)處于0N態(tài)，無法恢復(fù)，即使更換保險(xiǎn)絲，密碼鎖電路始終處于短路狀態(tài)，會(huì)再次熔斷保險(xiǎn)絲。 這樣就使電動(dòng)執(zhí)行器與脈沖發(fā)生電路徹底斷開，無法獲得所需的脈沖幅值，從而真正實(shí)現(xiàn)單次試開功能，確保安全性。如圖8所示，即使不是第一步出錯(cuò)，前面輸入密碼正確，后面出現(xiàn)誤碼也會(huì)達(dá)到上述結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:至少包括電源、導(dǎo)線、N bit的鑒別電 路、保險(xiǎn)絲，電源通過導(dǎo)線連接鑒別電路，鑒別電路與保險(xiǎn)絲相連，保險(xiǎn)絲與電源相連;鑒別 電路與保險(xiǎn)絲相連的正確解鎖通路上連接有電動(dòng)執(zhí)行器;所述N bit的鑒別電路包括用于 裝定正確密碼的2N個(gè)焊接型OFF-ON開關(guān)，2N個(gè)焊接型OFF-ON開關(guān)為每級(jí)按照二選一的邏輯 連接的N級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中，1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述密碼鎖為 電流型密碼鎖，或者電壓型密碼鎖，或者頻率型密碼鎖，或者脈沖型密碼鎖。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述電流型密 碼鎖的電動(dòng)執(zhí)行器為電流型電動(dòng)執(zhí)行器，密碼正確時(shí)的鑒別電路輸出的所需電流驅(qū)動(dòng)電流 型電動(dòng)執(zhí)行器工作。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述電壓型密 碼鎖的電動(dòng)執(zhí)行器為電壓型電動(dòng)執(zhí)行器，密碼正確時(shí)的分壓電路得到的所需電壓驅(qū)動(dòng)電壓 型電動(dòng)執(zhí)行器工作。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述頻率型密 碼鎖的電動(dòng)執(zhí)行器為頻率型電動(dòng)執(zhí)行器，密碼正確時(shí)的鑒別電路輸出的所需頻率驅(qū)動(dòng)頻率 型電動(dòng)執(zhí)行器工作。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述脈沖型密 碼鎖的電動(dòng)執(zhí)行器為脈沖型電動(dòng)執(zhí)行器，密碼正確時(shí)的鑒別電路輸出的所需脈沖幅值驅(qū)動(dòng) 脈沖型電動(dòng)執(zhí)行器工作。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述焊接型 OFF-ON開關(guān)為光熱式焊接型OFF-ON開關(guān)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述光熱式焊 接型0FF-0N開關(guān)包括焊球、樹脂、導(dǎo)線、硅襯底、玻璃、通孔、光纖，所述硅襯底上形成有通 孔，光纖插入通孔中，玻璃襯底鍵合于硅襯底和通孔上，用于形成開關(guān)的導(dǎo)線位于玻璃襯底 上并分別位于通孔兩側(cè)，導(dǎo)線上涂覆樹脂，錫/鉛焊球植于樹脂的頂部。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述光熱式焊 接型0FF-0N開關(guān)通過發(fā)熱使焊球熔化將導(dǎo)線兩端連通。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述焊接型 0FF-0N開關(guān)為電熱式焊接型0FF-0N開關(guān)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述電熱式 焊接型0FF-0N開關(guān)的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)為關(guān)節(jié)型，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為:一端為凸起，另一端為與 凸起形狀匹配的凹槽，凸起位于凹槽內(nèi)；所述凸起為錫焊球或鉛焊球;所述凸起與凹槽之間 有間隙，開關(guān)兩極未接通;所述凸起熔在間隙里，開關(guān)兩極接通。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原位焊接型單次試開固態(tài)密碼鎖，其特征在于:所述電熱式 焊接型0FF-0N開關(guān)的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)為分形叉指型，導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為:兩端均為叉指狀結(jié) 構(gòu)，兩端的叉指相互交錯(cuò)，每個(gè)叉指上均設(shè)置有若干齒狀結(jié)構(gòu)，兩兩相鄰的叉指上的齒狀結(jié) 構(gòu)交錯(cuò)均布;兩相鄰的叉指上的齒狀結(jié)構(gòu)之間有間隙，開關(guān)兩極未接通;齒狀結(jié)構(gòu)相熔，開 關(guān)兩極接通。
【文檔編號(hào)】E05B47/00GK205713531SQ201620400699
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】高楊, 賈樂, 王宇航, 雷強(qiáng), 韓賓, 蔡洵, 黃振華
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所