原位溅射型单次试开固态密码锁制造技术

本发明专利技术公开了原位溅射型单次试开固态密码锁，包括鉴别电路和保险丝，鉴别电路由溅射型OFF‑ON开关实现；保险丝在电路干路中与电源相连；电动执行器接入密码锁电路中，电动执行器一端与保险丝相连，另一端与鉴别电路的正确解锁通路相连；N bit的鉴别电路，由2N个溅射型OFF‑ON开关，每级按照二选一的逻辑，N级级联构成；本发明专利技术利用溅射型OFF‑ON开关可分别控制电流、电压、频率、脉冲幅值而使电动执行器工作，分别构成电流型、电压型、频率型、脉冲型的固态密码锁；利用溅射型OFF‑ON开关中OFF态到ON态单向切换的不可逆特性、保险丝的熔断特性、与装定密码对应的电路连接关系，以实现单次试开的功能。

【技术实现步骤摘要】
原位溅射型单次试开固态密码锁
本专利技术属于锁具安全领域，具体涉及一种原位溅射型单次试开固态密码锁。技术背景随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。传统的锁具技术原理过于简单，不具备真正的防盗功能。随着科学技术的发展，电子密码锁已经逐渐代替机械密码锁应用于工作生活中。陕西亚泰电器科技有限公司公开了公告号为CN02995853U，公开日是2013年6月12日的中国专利技术专利文献，该文献涉及一种智能电子密码锁及其构造，该技术方案的特征在于：所述密码输入电路包括4×4矩阵键盘，密码锁的解锁原理是将用户的输入密码与电子锁的内置开锁密码进行比较，用户在输入密码正确的情况下实现开锁功能。虽然这种电子密码锁可以在很多场合起到一定的安全作用，例如小区的防盗门。但该方案的存在的缺点是：密码可以重复试多次，对于安全性要求高的场合，人们并不希望让这种密码锁将输入的密码和设置的密码进行多次比较，容易被破解，安全系数不高。上海交通大学张卫平等人的论文《反干涉齿轮集微机电系统密码锁鉴码问题》（张卫平，陈文元，赵小林，等.反干涉齿轮集微机电系统密码锁鉴码问题[J].上海交通大学学报，2006，40（7）：1103-1107.）提出了一种反干涉齿轮集微机电系统密码锁，该密码锁是一种用于要害系统的机电一体化装置，该密码锁驱动器由两片电机定子和一个电机转子构成；鉴码器由两组反干涉齿轮集、棘轮、棘爪和簧片构成；耦合器由光纤、准直器和耦合轮构成。该密码锁属于机电系统，结构较复杂，可靠性不高。北京理工大学DingXR等人的论文《Singleuse，MEMSMetalBridgeigniterBasedElectro-explosiveSolidOFF-ONSwitch》（DingXR，LouWZ，LiK，etal.One-timeuseMEMSmetalbridgeigniterbasedelectro-explosivesolidOFF-ONswitch[J].KeyEngineeringMaterials，2014，609-610：1289-1292.）中报道了一种溅射型OFF-ON开关，属于电爆炸溅射型OFF-ON开关，工作原理是：电爆炸溅射型OFF-ON开关开关结构从下到上分别为底部衬底（Si）、具有叉指电极的金属导线、金属桥爆炸箔（Al）、顶部衬底（Si），并且在键合硅的衬底中间有一个空腔，叉指电极的金属导线形成在底部衬底，金属桥爆炸箔形成在顶部衬底。开关的初始状态是OFF态，当金属爆炸箔（由铝制成）接通脉冲源，爆炸箔的温度迅速升高，在极短的时间内迅速成为等离子态，并且溅射到下层的叉指电极上，从而使两个分离的电极接触，实现开关从OFF态到ON态。其优点为：一、没有可动部分，在变化的环境或恶劣的环境中的可靠性高；二、使用周期长，双态稳定性好；三、与集成电路兼容。DingXR等人只将其应用于高能源控制和新一代引信中，但目前为止，还并未将此开关应用于密码锁电路设计中。
技术实现思路
为了解决上述技术缺陷，本专利技术提供一种结构简单、易于制作、安全性高的原位溅射型单次试开固态密码锁，该结构的密码锁通过鉴别电路装定密码、利用溅射型OFF-ON开关控制电压、电流、频率、脉冲幅值，使电动执行器工作，综合利用溅射型OFF-ON开关中OFF态到ON态单向切换的不可逆特性、保险丝的熔断特性、与装定密码对应的电路连接关系，以实现单次试开的功能，只有输入的密码和设置的密码相同，密码锁才打开，否则将电路短路、保险丝熔断，使密码锁锁定，该密码锁采用半导体工艺（MEMS）制作实现固态。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：原位溅射型单次试开固态密码锁，其特征在于：至少包括电源、导线、鉴别电路、保险丝，电源通过导线连接鉴别电路，鉴别电路与保险丝相连，保险丝与电源相连；鉴别电路与保险丝相连的正确解锁通路上连接有电动执行器。所述Nbit的鉴别电路，由2N（N级、每级2个）个溅射型OFF-ON开关，按照每级“二选一”的逻辑，N级级联构成，用于装定密码。在任一bit处输入错误的密码时，由于溅射型OFF-ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换，具有不可逆特性，鉴别电路具有与装定密码对应的电路连接关系，将使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而驱动；只有当Nbit密码全部输入正确时，鉴别电路才会使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而动作。所述溅射型OFF-ON开关与导线构成的电路是由半导体工艺制作。本专利技术采用溅射型OFF-ON开关应用于设计电路中，实现控制电流、电压、频率、脉冲幅值的单次试开固态密码锁。所述密码锁可为如下四种类型：电压型密码锁、电流型密码锁、频率型密码锁、脉冲型密码锁。所述的电流型密码锁是由电源提供电流，通过鉴别电路中溅射型OFF-ON开关控制电流，当密码正确时，电流型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需电流而工作。所述的电压型密码锁是将密码锁电路接入分压电路中，通过鉴别电路中溅射型OFF-ON开关控制电压，当密码正确时，电压型电动执行器可通过分压电路得到所需电压而工作。所述的频率型密码锁是将密码锁电路接入振荡电路中，通过鉴别电路中溅射型OFF-ON开关控制分频器或倍频器的工作而控制频率的输出，当密码正确时，频率型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需频率而工作。所述的脉冲型密码锁是将密码锁一端接入脉冲发生电路中，一端入接放大电路中，利用密码锁的鉴别电路与溅射型OFF-ON开关特性实现控制放大器的工作，从而控制电动执行器所需的脉冲幅值。密码正确时，脉冲型电动执行器可通过鉴别电路输出的所需脉冲幅值而工作。所述溅射型OFF-ON开关为电爆炸溅射型OFF-ON开关。所述电爆炸溅射型OFF-ON开关，其电极结构为分形叉指型，具体结构为：两端均为叉指状结构，两端的叉指相互交错，每个叉指上均设置有若干齿状结构，两两相邻的叉指上的齿状结构交错均布；当开关处于OFF态时，两相邻的叉指上的齿状结构之间有间隙；当开关从OFF态到ON态时，齿状结构相熔，开关两极接通。这样做的优点有：一、由于分形叉指型的导线结构，大大增加了爆炸箔溅射在间隙里的概率，确保开关从OFF态到ON，两电极完全接通，提高开关可靠性；二、可以大大减小爆炸箔的面积，从而降低所需溅射的能量，同时也可以减小开关的体积。所述电动执行器是原位溅射型单次试开固态密码锁最终要控制的对象。电路通过控制电压、电流、频率、脉冲幅值使密码锁为对应类型的密码锁，从而不同类型的密码锁控制不同类型的电动执行器工作。总结上述描述，可得出如下内容：本专利技术中所述的“原位溅射型”是指：利用电爆炸溅射型OFF-ON开关，金属爆炸箔接通脉冲源，其温度迅速升高成为等离子体，并且等离子态的爆炸箔溅射到下面的叉指电极，从而使两个分离的电极接触，开关及密码锁位置无需移动。本专利技术中的“单次试开”是指：在任一bit处输入错误的密码时，由于溅射型OFF-ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换，具有不可逆特性，鉴别电路具有与装定密码对应的电路连接关系，将使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而驱动；从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
原位溅射型单次试开固态密码锁，其特征在于：至少包括电源、导线、N bit的鉴别电路、保险丝，电源通过导线连接鉴别电路，鉴别电路与保险丝相连，保险丝与电源相连；鉴别电路与保险丝相连的正确解锁通路上连接有电动执行器；所述N bit的鉴别电路，包括2N个溅射型OFF‑ON开关，其中，N≥1；所述2N个溅射型OFF‑ON开关，为N级级联结构，每级按照二选一的逻辑，用于装定密码；所述溅射型OFF‑ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换；在任一bit处输入错误的密码时，鉴别电路使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而作动；只有当N bit密码全部输入正确时，鉴别电路使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而作动。

【技术特征摘要】
1.原位溅射型单次试开固态密码锁，其特征在于：至少包括电源、导线、Nbit的鉴别电路、保险丝，电源通过导线连接鉴别电路，鉴别电路与保险丝相连，保险丝与电源相连；鉴别电路与保险丝相连的正确解锁通路上连接有电动执行器；所述Nbit的鉴别电路，包括2N个溅射型OFF-ON开关，其中，N≥1；所述2N个溅射型OFF-ON开关，为N级级联结构，每级按照二选一的逻辑，用于装定密码；所述溅射型OFF-ON开关只能实现OFF态到ON态的单向切换；在任一bit处输入错误的密码时，鉴别电路使电源和保险丝保持在短路状态，进而熔断保险丝，电动执行器因此无法获得来自电源的电激励信号而驱动；只有当Nbit密码全部输入正确时，鉴别电路使电源和电动执行器保持在串联状态，电动执行器获得来自电源的电激励信号而驱动。2.根据权利要求1所述的原位溅射型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述密码锁为电流型密码锁，或者电压型密码锁，或者频率型密码锁，或者脉冲型密码锁。3.根据权利要求2所述的原位溅射型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述电流型密码锁，由电源提供电流，通过溅射型OFF-ON开关控制电流，所述电动执行器为电流型电动执行器；当密码正确时，电流型电动执行器通过鉴别电路输出的所需电流而工作。4.根据权利要求2所述的原位溅射型单次试开固态密码锁，其特征在于：所述电压型密码锁，其密码锁电路接入分压电路中，通过溅射型OFF-ON开关控制电压，所述电动执行器为电压型电动执行器；当密码正确时，电压型电动执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杨，王宇航，贾乐，雷强，韩宾，蔡洵，黄振华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51