[實用新型]一種金屬薄膜橋點火器

有效

• 申請號: 201220553797.4
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN202955726U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 景濤;白慶星;何迎輝;程文進;黃華山;王玉明;王棟;任偉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: F23Q13/00
• 分類號: F23Q13/00;B32B33/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型屬于電火工品技術領域，具體涉及一種基于微機械加工技術的金屬薄膜橋點火器。更具體地說，本實用新型涉及一種金屬薄膜橋點火器，其電阻發熱元件由一種金屬薄膜橋結構組成，并且通過選擇較低熱導率的基片和過渡層薄膜，降低了點火器的點火能量和工作電壓，提高了點火器的點火時間，通過通孔實現了極針與點火器電極區的電氣互連，增強了點火器工作的可靠性水平。

背景技術

通常，橋絲式電火工品點火器是人們一直普遍使用的點火方式，是由一跟懸吊式電阻加熱絲和兩個電極相連組成，這種結構的點火器在較強的振動環境下，橋絲徑向存在的拉伸作用容易導致橋絲發生變形，造成橋絲阻值改變從而影響點火器點火性能，并可能造成橋絲斷裂及焊點破裂脫焊，造成點火器瞎火，極大的降低了橋絲式點火器的可靠性水平，且橋絲式點火器一般無法滿足低發火能量和快速發火的要求。

金屬薄膜橋點火器是通過物理氣相淀積方法在基片上沉積點火材料，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，金屬薄膜橋外形結構可以根據不同的性能要求進行設計以滿足不同的功能，這是金屬薄膜橋點火器最為突出的優點之一。由于金屬薄膜橋點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，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，不會出現金屬薄膜橋的斷裂及脫落等。

金屬薄膜橋點火器是利用金屬薄膜的電阻特性，在電阻兩端通以電流，電流對電阻做功產生焦耳熱，使藥劑受熱達到著火溫度而發火。為了降低點火器點火能量和工作時間，從材料選擇和結構設計等各方面都應該減小熱量散失的可能，使得金屬薄膜橋點火器產生的焦耳熱盡可能的用于加熱藥劑。

本實用新型人曾在專利CN102384486A中介紹了一種低發火電壓的Ni-Cr合金薄膜橋點火器及其制備方法，通過微機械加工技術在FR-4基片表面制備了Ni-Cr合金薄膜橋點火器，實現了在較低發火電壓下可靠發火，點火電壓低至4.8V/10μF，點火能量低至110mJ，且具有良好的抗振性能。FR-4基片的熱導率約為0.294W/(m·℃)，實際中，金屬薄膜橋產生的焦耳熱不可避免的會通過FR-4基片向周圍環境散失，可通過選擇熱導率更小的材料作為金屬薄膜橋點火器制備的基片材料，減小熱量散失，降低點火器工作能量和點火時間。聚酰亞胺材料的熱導率僅為0.156?W/(m·℃)，有著比FR-4更好的熱絕緣性能和微細加工特性，可作為金屬薄膜橋點火器的基片材料，能夠有效降低熱量通過基片的散失。

針對上述問題，需要一種具有較低工作能量和較短點火時間的金屬薄膜橋點火器。

實用新型內容

本實用新型旨在提出一種金屬薄膜橋點火器，可以實現較低的點火能量和較短的點火時間，并且這種金屬薄膜橋點火器基本采用現有的成熟工藝技術和材料，生產工藝簡單，具有良好的抗環境干擾能力及可靠性水平。

為了達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

所述金屬薄膜橋點火器1包括基片2，設于基片2上的過渡層薄膜3，設于過渡層薄膜3上的熱隔離膜4，設于熱隔離膜4上的金屬電阻膜5，設于金屬電阻膜5上的電極薄膜6，設于電極薄膜6上的通孔13。

其中，所述基片2材料為聚酰亞胺，聚酰亞胺材料的熱導率僅為0.156?W/(m·℃)，有著比FR-4更好的熱絕緣性能和微細加工特性，可作為金屬薄膜橋點火器的基片材料，能夠有效降低熱量通過基片的散失，基片2直徑為100mm～400mm，厚度30μm～200μm；所述過渡層薄膜3材料為Ta₂O₅，Ta₂O₅熱導率為0.026W/(m·℃)，其厚度為0.05μm～0.1μm；所述熱隔離膜4材料為SiO₂，SiO₂的熱導率為0.28W/(m·℃)，其厚度為0.1μm～1μm。所述金屬電阻膜5材料為Ni-Cr(8:2)合金、Ta₂N、W、Cr、Pt等中的一種，優選為Ni-Cr(8:2)合金，厚度為0.2μm～4μm；所述電極薄膜6材料為Au，厚度為0.05μm～0.1μm。

上述金屬薄膜橋點火器的制備方法，包括如下步驟：

（1）清洗聚酰亞胺基片2，去除基片2表面油污及雜質；

（2）將基片2裝入夾具，放入鍍膜系統行星架上，通過物理氣相淀積的方式（PVD）在基片表面沉積Ta₂O₅過渡層薄膜3；