一种低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器，属于火工品技术领域，所述低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器包括基底，所述基底上设有隔离膜，该隔离膜上设有发火元件，在发火元件设有发火器引线焊盘区；所述发火元件的材料为Ni-Cr合金。本实用新型专利技术采用微机械加工技术制备该点火器。本实用新型专利技术实现了在较低发火电压下可靠发火，点火电压低至4.8V/10μF，点火能量低至110mJ，且具有良好的抗振性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于火工品
，是一种基于微机械加工技术的合金薄膜桥点火器。更具体地说，本技术涉及一种点火器，其点火元件由Ni-Cr合金薄膜桥组成，并且能在较低的发火电压和能量下可靠发作。
技术介绍
电火工品主要包括桥丝式电火工品、薄膜桥火工品。其中薄膜桥火工品包括半导体桥火工品、金属薄膜桥火工品及爆炸薄膜桥火工品等。桥丝式火工品是人们一直普遍使用的点火方式，是由一跟悬吊式电阻加热丝和两个电极相连组成，这种技术主要存在以下几个缺点a)桥丝式点火器生产中工艺一致性水平较差，在使用过程中不能准确预测点火器的性能；b)在较强的振动环境下，桥丝径向存在的拉伸作用容易导致桥丝发生变形，可能造成桥丝断裂及焊点破裂脱焊，造成点火器不能正常工作，降低桥丝式点火器可靠性水平;c)桥丝式点火器不能满足低发火能量和快速发火的要求。金属薄膜桥点火器是通过物理气相淀积(PVD)方法在基片上沉积桥体材料，薄膜桥阻值大小由其几何形状决定，实际中可以通过改变薄膜桥长度、宽度及厚度获得不同的电阻值。换句话说，金属薄膜桥外形结构可以根据不同的性能要求进行设计以满足不同的功能，这是金属薄膜桥点火器最为突出的优点之一。由于金属薄膜桥点火器是将金属薄膜通过物理气相沉积的方式直接淀积在基底上，金属薄膜与基底之间的粘附力较强，并且在承受过载的过程中，金属薄膜桥径向不存在拉伸作用，不会出现金属薄膜桥的断裂及脱落等。利用微机械加工技术在基底上制备金属薄膜桥点火器，可以在一片基底上同时制造数百上千个金属薄膜桥发火元件，提高加工效率、加工重复性和加工尺寸的可控性水平，并大大降低制造成本。针对上述问题，需要一种能在较低发火电压下可靠发火的金属薄膜桥点火器。
技术实现思路
针对现有技术发火电压相对较高，发火时间相对较长的缺陷，本技术旨在提供一种Ni-Cr合金薄膜桥点火器,该点火器可在较低发火电压下可靠发火，且具有良好的抗振性能。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是所述低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器，包括基底，其结构特点是，所述基底上设有隔离膜，该隔离膜上设有发火元件，在发火元件设有发火器引线焊盘区，所述发火元件的材料为Ni-Cr合金。所述隔离膜为一种导热率较低的介质薄膜，优选为Si02隔离膜，厚度为O. 5 μ m Ium0其中，上述基底的材料选自FR-4、聚酰亚胺、Al2O3中的至少一种，基底直径为50mm 100mm,厚度0. 5mm 1mm。其中，上述发火器引线焊盘区的材料选自招、铜、金、银中的至少一种，发火器引线焊盘区的厚度O. I μ m I μ m。使用时，所述发火器引线焊盘区通过引线与一用于安装所述点火器的基座上的引线焊盘区相连。进一步地，薄膜厚度作为影响点火器性能的决定性因素之一，可根据产品特性与要求决定薄膜厚度取值，以获取不同的产品性能，上述发火元件的厚度优选不大于2X 10 7m 5 X 10 6m。所述发火元件中Ni和Cr比例优选为80 20。进一步地，本技术提供了一种上述低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器的制备方法，其包括如下步骤I)、对基底进行清洗，去除基底表面油污及杂质；2)、在基底上淀积隔离膜，在隔离膜上淀积Ni-Cr合金薄膜；3)、在所述Ni-Cr合金薄膜上制备出光刻胶掩膜层,利用光刻胶作为掩膜材料刻蚀出发火元件，刻蚀深度为Ni-Cr合金薄膜的厚度；4)、在发火元件层上制备出光刻胶掩膜层，利用物理气相淀积技术淀积发火器引线焊盘区；5)、采用切片机进行切片，制得Ni-Cr合金薄膜桥点火器。在所述步骤3)中，在所述Ni-Cr合金薄膜上利用光刻工艺制备出发火元件形状的光刻胶掩膜层，再利用干法刻蚀技术将Ni-Cr合金薄膜刻蚀成发火元件。在所述步骤4)中，在发火元件层上利用光刻工艺制备出发火器引线焊盘区形状的光刻胶掩膜层，利用物理气相淀积技术淀积发火器引线焊盘区。与现有技术相比，本技术的有益效果是本技术采用微机械加工技术，有利于提高加工工艺的一致性和点火器使用的可靠性水平，并可实现点火器的批量生产，有效降低制造成本。本技术采用Ni-Cr合金薄膜桥，使点火电压低至4. 8V/10 μ F，点火能量低至llOmJ，满足对较低点火能量点火器件的需求。本技术采用热传导率较小的基底材料和隔离膜材料，有效较小了热量的散失，提高点火器反应速率，缩短发火时间。本技术采用离子束刻蚀技术制备Ni-Cr合金薄膜桥发火元件，可获得侧面陡直度高、片间与片内均匀性好的Ni-Cr合金薄膜桥结构，大大提高了加工工艺一致性水平和点火器工作的可靠性水平。本技术利用微机械加工技术可以在一片基底上同时制造数百上千个金属薄膜桥发火元件，提高加工效率、加工重复性和加工尺寸的可控性水平，并大大降低制造成本。以下结合附图和实施例对本技术作进一步地阐述。附图说明图I是本技术一种实施例的俯视图；图2是图I的剖面图；图3是图I的阵列排布俯视图；图4是图I带引线焊接的俯视图；图5是本技术的点火电路示意图。在图中I-Ni-Cr合金薄膜桥点火器； 2_基底；3_隔离膜；4-发火元件； 5A，5B_点火器引线焊盘区； 6_引线焊盘区；7_基座；8_引线。具体实施方式一种低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器，如图I 3所示，包括基底2，所述基底2上设有SiO2隔离膜3，该隔离膜3上设有厚度不大于5X l(T6m的发火元件4，在发火元件4设有发火器引线焊盘区5A，5B，如图4所示，该发火器引线焊盘区5A，5B通过引线8与一用于安装所述点火器I的基座7上的引线焊盘区6相连；所述发火元件4的材料为Ni-Cr合金，其中Ni和Cr比例为80 20。所述基底2的材料选自FR-4、聚酰亚胺、Al2O3中的至少一种；所述发火器引线焊盘区5A，5B的材料选自铝、铜、金、银中的至少一种。本技术的低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器的制备方法，依次按照以下步骤进行a)对直径50mm 100mm、厚度O. 5mm Imm的FR-4基底2进行清洗,去除基底抛光面的油污及杂质玷污等；b)利用离子束溅射沉积厚度O. 5 μ m I μ m的SiO2隔离膜3，减少热量向基底2的散失，并用以增强Ni-Cr合金薄膜层与基底层2的结合力；c)离子束溅射沉积厚度O. 2 μ m 5 μ m的Ni-Cr合金薄膜层，用作发火材料；d)在Ni-Cr合金薄膜上利用光刻工艺制作与发火元件形状的光刻胶掩膜层，利用离子束干法刻蚀工艺去除不需要的合金薄膜区域，形成Ni-Cr合金薄膜桥结构；e)利用光刻工艺制作光刻胶掩膜层，对引线压焊区域之外的薄膜层进行保护；f)离子束溅射沉积厚度O. I μ m I μ m的Au引线焊接区5A，5B,剥离清洗后完成Ni-Cr合金薄膜桥点火器I的制备。如图5所示为本实施例所述Ni-Cr合金薄膜桥点火器点火电路示意图,本实施例所述较低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器发火电压低于4. 8V，发火能量约为110微焦，或者换句话说本技术的点火器可在I. I X KT4J这样非常低的能量下可靠发火。上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本技术，而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器，包括基底(2)，其特征是，所述基底(2)上设有隔离膜(3)，该隔离膜(3)上设有发火元件(4)，在发火元件(4)设有发火器引线焊盘区(5A，5B);所述发火元件(4)的材料为Ni-Cr合金。2.根据权利要求I所述的低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器，其特征是，该发火器引线焊盘区(5A，5B)通过引线(8)与一用于安装所述点火器(I)的基座(7)上的引线焊盘区⑶相连。3.根据权利要求I所述的低发火电压的Ni-Cr合金薄膜桥点火器，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：景涛，颜志红，谢贵久，何迎辉，金忠，龙悦，吴迪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：实用新型
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