專利名稱：一種低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于火工品技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于微機(jī)械加工技術(shù)的合金薄膜橋點(diǎn)火器。更具體地說，本實用新型涉及一種點(diǎn)火器，其點(diǎn)火元件由Ni-Cr合金薄膜橋組成，并且能在較低的發(fā)火電壓和能量下可靠發(fā)作。
背景技術(shù)：
電火工品主要包括橋絲式電火工品、薄膜橋火工品。其中薄膜橋火工品包括半導(dǎo)體橋火工品、金屬薄膜橋火工品及爆炸薄膜橋火工品等。橋絲式火工品是人們一直普遍使用的點(diǎn)火方式，是由一跟懸吊式電阻加熱絲和兩個電極相連組成，這種技術(shù)主要存在以下幾個缺點(diǎn)a)橋絲式點(diǎn)火器生產(chǎn)中工藝一致性水平較差，在使用過程中不能準(zhǔn)確預(yù)測點(diǎn)火器的性能；b)在較強(qiáng)的振動環(huán)境下，橋絲徑向存在的拉伸作用容易導(dǎo)致橋絲發(fā)生變形，可能造成橋絲斷裂及焊點(diǎn)破裂脫焊，造成點(diǎn)火器不能正常工作，降低橋絲式點(diǎn)火器可靠性水平;c)橋絲式點(diǎn)火器不能滿足低發(fā)火能量和快速發(fā)火的要求。金屬薄膜橋點(diǎn)火器是通過物理氣相淀積(PVD)方法在基片上沉積橋體材料，薄膜橋阻值大小由其幾何形狀決定，實際中可以通過改變薄膜橋長度、寬度及厚度獲得不同的電阻值。換句話說，金屬薄膜橋外形結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的性能要求進(jìn)行設(shè)計以滿足不同的功能，這是金屬薄膜橋點(diǎn)火器最為突出的優(yōu)點(diǎn)之一。由于金屬薄膜橋點(diǎn)火器是將金屬薄膜通過物理氣相沉積的方式直接淀積在基底上，金屬薄膜與基底之間的粘附力較強(qiáng)，并且在承受過載的過程中，金屬薄膜橋徑向不存在拉伸作用，不會出現(xiàn)金屬薄膜橋的斷裂及脫落等。利用微機(jī)械加工技術(shù)在基底上制備金屬薄膜橋點(diǎn)火器，可以在一片基底上同時制造數(shù)百上千個金屬薄膜橋發(fā)火元件，提高加工效率、加工重復(fù)性和加工尺寸的可控性水平，并大大降低制造成本。針對上述問題，需要一種能在較低發(fā)火電壓下可靠發(fā)火的金屬薄膜橋點(diǎn)火器。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)發(fā)火電壓相對較高，發(fā)火時間相對較長的缺陷，本實用新型旨在提供一種Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器,該點(diǎn)火器可在較低發(fā)火電壓下可靠發(fā)火，且具有良好的抗振性能。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是所述低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，包括基底，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述基底上設(shè)有隔離膜，該隔離膜上設(shè)有發(fā)火元件，在發(fā)火元件設(shè)有發(fā)火器引線焊盤區(qū)，所述發(fā)火元件的材料為Ni-Cr合金。所述隔離膜為一種導(dǎo)熱率較低的介質(zhì)薄膜，優(yōu)選為Si02隔離膜，厚度為O. 5 μ m Ium0其中，上述基底的材料選自FR-4、聚酰亞胺、Al2O3中的至少一種，基底直徑為50mm 100mm,厚度0. 5mm 1mm。其中，上述發(fā)火器引線焊盤區(qū)的材料選自招、銅、金、銀中的至少一種，發(fā)火器引線焊盤區(qū)的厚度O. I μ m I μ m。使用時，所述發(fā)火器引線焊盤區(qū)通過引線與一用于安裝所述點(diǎn)火器的基座上的引線焊盤區(qū)相連。進(jìn)一步地，薄膜厚度作為影響點(diǎn)火器性能的決定性因素之一，可根據(jù)產(chǎn)品特性與要求決定薄膜厚度取值，以獲取不同的產(chǎn)品性能，上述發(fā)火元件的厚度優(yōu)選不大于
2X 10 7m 5 X 10 6m。所述發(fā)火元件中Ni和Cr比例優(yōu)選為80 20。進(jìn)一步地，本實用新型提供了一種上述低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器的制備方法，其包括如下步驟I)、對基底進(jìn)行清洗，去除基底表面油污及雜質(zhì)；2)、在基底上淀積隔離膜，在隔離膜上淀積Ni-Cr合金薄膜；3)、在所述Ni-Cr合金薄膜上制備出光刻膠掩膜層,利用光刻膠作為掩膜材料刻蝕出發(fā)火元件，刻蝕深度為Ni-Cr合金薄膜的厚度；4)、在發(fā)火元件層上制備出光刻膠掩膜層，利用物理氣相淀積技術(shù)淀積發(fā)火器引線焊盤區(qū)；5)、采用切片機(jī)進(jìn)行切片，制得Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器。在所述步驟3)中，在所述Ni-Cr合金薄膜上利用光刻工藝制備出發(fā)火元件形狀的光刻膠掩膜層，再利用干法刻蝕技術(shù)將Ni-Cr合金薄膜刻蝕成發(fā)火元件。在所述步驟4)中，在發(fā)火元件層上利用光刻工藝制備出發(fā)火器引線焊盤區(qū)形狀的光刻膠掩膜層，利用物理氣相淀積技術(shù)淀積發(fā)火器引線焊盤區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是本實用新型采用微機(jī)械加工技術(shù)，有利于提高加工工藝的一致性和點(diǎn)火器使用的可靠性水平，并可實現(xiàn)點(diǎn)火器的批量生產(chǎn)，有效降低制造成本。本實用新型采用Ni-Cr合金薄膜橋，使點(diǎn)火電壓低至4. 8V/10 μ F，點(diǎn)火能量低至llOmJ，滿足對較低點(diǎn)火能量點(diǎn)火器件的需求。本實用新型采用熱傳導(dǎo)率較小的基底材料和隔離膜材料，有效較小了熱量的散失，提高點(diǎn)火器反應(yīng)速率，縮短發(fā)火時間。本實用新型采用離子束刻蝕技術(shù)制備Ni-Cr合金薄膜橋發(fā)火元件，可獲得側(cè)面陡直度高、片間與片內(nèi)均勻性好的Ni-Cr合金薄膜橋結(jié)構(gòu)，大大提高了加工工藝一致性水平和點(diǎn)火器工作的可靠性水平。本實用新型利用微機(jī)械加工技術(shù)可以在一片基底上同時制造數(shù)百上千個金屬薄膜橋發(fā)火元件，提高加工效率、加工重復(fù)性和加工尺寸的可控性水平，并大大降低制造成本。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步地闡述。

圖I是本實用新型一種實施例的俯視圖；圖2是圖I的剖面圖；圖3是圖I的陣列排布俯視圖；圖4是圖I帶引線焊接的俯視圖；圖5是本實用新型的點(diǎn)火電路示意圖。[0029]在圖中I-Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器； 2_基底；3_隔離膜；4-發(fā)火元件； 5A，5B_點(diǎn)火器引線焊盤區(qū)； 6_引線焊盤區(qū)；7_基座；8_引線。
具體實施方式一種低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，如圖I 3所示，包括基底2，所述基底2上設(shè)有SiO2隔離膜3，該隔離膜3上設(shè)有厚度不大于5X l(T6m的發(fā)火元件4，在發(fā)火元件4設(shè)有發(fā)火器引線焊盤區(qū)5A，5B，如圖4所示，該發(fā)火器引線焊盤區(qū)5A，5B通過引線8與一用于安裝所述點(diǎn)火器I的基座7上的引線焊盤區(qū)6相連；所述發(fā)火元件4的材料為Ni-Cr合金，其中Ni和Cr比例為80 20。所述基底2的材料選自FR-4、聚酰亞胺、Al2O3中的至少一種；所述發(fā)火器引線焊盤區(qū)5A，5B的材料選自鋁、銅、金、銀中的至少一種。本實用新型的低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器的制備方法，依次按照以下步驟進(jìn)行a)對直徑50mm 100mm、厚度O. 5mm Imm的FR-4基底2進(jìn)行清洗,去除基底拋光面的油污及雜質(zhì)玷污等；b)利用離子束濺射沉積厚度O. 5 μ m I μ m的SiO2隔離膜3，減少熱量向基底2的散失，并用以增強(qiáng)Ni-Cr合金薄膜層與基底層2的結(jié)合力；c)離子束濺射沉積厚度O. 2 μ m 5 μ m的Ni-Cr合金薄膜層，用作發(fā)火材料；d)在Ni-Cr合金薄膜上利用光刻工藝制作與發(fā)火元件形狀的光刻膠掩膜層，利用離子束干法刻蝕工藝去除不需要的合金薄膜區(qū)域，形成Ni-Cr合金薄膜橋結(jié)構(gòu)；e)利用光刻工藝制作光刻膠掩膜層，對引線壓焊區(qū)域之外的薄膜層進(jìn)行保護(hù)；f)離子束濺射沉積厚度O. I μ m I μ m的Au引線焊接區(qū)5A，5B,剝離清洗后完成Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器I的制備。如圖5所示為本實施例所述Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器點(diǎn)火電路示意圖,本實施例所述較低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器發(fā)火電壓低于4. 8V，發(fā)火能量約為110微焦，或者換句話說本實用新型的點(diǎn)火器可在I. I X KT4J這樣非常低的能量下可靠發(fā)火。上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，包括基底(2)，其特征是，所述基底(2)上設(shè)有隔離膜(3)，該隔離膜(3)上設(shè)有發(fā)火元件(4)，在發(fā)火元件(4)設(shè)有發(fā)火器引線焊盤區(qū)(5A，5B);所述發(fā)火元件(4)的材料為Ni-Cr合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，其特征是，該發(fā)火器引線焊盤區(qū)(5A，5B)通過引線(8)與一用于安裝所述點(diǎn)火器(I)的基座(7)上的引線焊盤區(qū)⑶相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，其特征是，所述基底(2)直徑為50mm 100mm,厚度0. 5謹(jǐn) I謹(jǐn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，其特征是，所述發(fā)火器引線焊盤區(qū)(5A, 5B)的厚度0. I ii m I ii m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，其特征是，所述發(fā)火元件(4)的厚度2 X I (Tm 5 X l(T6m。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，其特征是，所述隔離膜⑶的材料為SiO2,厚度為0. 5 ii m I ii m。
專利摘要本實用新型公開了一種低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器，屬于火工品技術(shù)領(lǐng)域，所述低發(fā)火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點(diǎn)火器包括基底，所述基底上設(shè)有隔離膜，該隔離膜上設(shè)有發(fā)火元件，在發(fā)火元件設(shè)有發(fā)火器引線焊盤區(qū)；所述發(fā)火元件的材料為Ni-Cr合金。本實用新型采用微機(jī)械加工技術(shù)制備該點(diǎn)火器。本實用新型實現(xiàn)了在較低發(fā)火電壓下可靠發(fā)火，點(diǎn)火電壓低至4.8V/10μF，點(diǎn)火能量低至110mJ，且具有良好的抗振性能。
文檔編號F23Q13/00GK202382273SQ201120360028
公開日2012年8月15日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者何迎輝, 吳迪, 景濤, 謝貴久, 金忠, 顏志紅, 龍悅 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所