[發明專利]一種低能爆炸箔起爆器基片的制備方法

在審

• 申請號: 201710696924.3
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107449325A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 陳舟;胡軍峰;楊勇
• 申請（專利權）人: 蘇州億禾永利新能源有限公司
• 主分類號: F42B3/198
• 分類號: F42B3/198;F42B3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種爆炸箔起爆器的制備方法，特別是涉及一種低能爆炸箔起爆器基片的制備方法。

背景技術

爆炸箔起爆器(Exploding Foil Initiator,EFI)是一種具有高可靠性和高安全性的直列式火工裝置，主要用于炸藥裝藥起爆和固體火箭發動機推進劑點火。EFI的基本結構主要包括脈沖功率單元和爆炸箔起爆單元兩部分。脈沖功率單元主要包括高壓電源、電容器、高壓開關、扁平電纜和控制電路；爆炸箔起爆單元主要包括基片、爆炸箔、聚合物飛片、加速膛和鈍感炸藥。EFI突破了傳統起爆器中敏感起爆藥劑及松裝炸藥的限制，爆炸箔不與炸藥直接接觸，耐機械沖擊、抗輻射、靜電、雜散電流及電磁干擾，本質安全性高，且作用迅速可靠，在武器系統中具有廣泛應用前景。

公開號為CN104697405A的中國發明專利公開了EFI芯片單元及其制備方法、以及基于該芯片單元的爆炸箔起爆裝置。所述EFI芯片單元包括：陶瓷基底、金屬Ti/Cu層、Parylene C層、上電極Ti/W/Ti/Cu/Au、肖特基二極管和Su8加速膛，所述爆炸箔起爆裝置包括該EFI 芯片單元、飛片、炸藥柱、印制電路板底座、傳輸線、低壓貼片電容、高壓貼片電容。所述金屬Ti/Cu層在單觸發開關單元中作下電極，在爆炸箔起爆單元中作爆炸箔，Parylene C層在單觸發開關單元中作上下電極間的絕緣層，在爆炸箔起爆單元中作爆炸箔起爆器的飛片層，加速膛采用Su8光刻膠集成制造，減少了工藝流程，成本低，體積小；采用肖特基二極管具有反向擊穿特性，使開關能夠抗雜散電流，具有本質的安全性。

公開號為CN103868417A的中國發明專利涉及一種芯片型爆炸箔組件及其生產方法。該芯片型爆炸箔組件包括爆炸箔、飛片和電極，所述飛片粘接在所述爆炸箔上；所述電極焊接在所述爆炸箔上；所述爆炸箔是長方形，所述爆炸箔陣列排布在基片上；所述爆炸箔劃片成型；所述電極是沖壓成型的銅箔。飛片選用熱粘聚酰亞胺薄膜，手工批量化粘接；焊錫采用小型手動絲網印刷機實現批量涂覆；爆炸箔組件采用脈沖熱壓回流焊接機通過編程實現批量自動焊接。本發明屬于直列式沖擊片火工品起爆部件，芯片化設計的爆炸箔組件結構簡單，生產方式適合批量化、自動化，產品質量一致性好，生產效率高，成本低。有利于沖擊片雷管的推廣應用。

低能爆炸箔起爆系統(Low Energy Exploding System,LEEFIs)是在傳統爆炸箔起爆系統基礎上發展起來的新型起爆系統，它的基本結構主要包括變壓器、高壓儲能電容、高壓開關、控制電路、金屬箔橋、飛片層、加速膛和鈍感炸藥。LEEFIs其中的關鍵技術是通過MEMS 技術將高壓開關、金屬箔橋和飛片集成制作在硅基芯片上，以小體積、低能耗的肖特基單觸發開關取代傳統的三電極觸發火花間隙開關，原位制備的聚酰亞胺薄膜既作為開關的絕緣層，又作為飛片層。與傳統爆炸箔起爆系統相比，LEEFIs采用新材料和新工藝縮小元器件體積，實現若干元器件的集成化制造，從而減小起爆回路的阻抗，降低起爆系統發火能量和體積。相應地，更高的集成化和更小的體積要求對LEEFIs的基片加工和組裝提出了難度更高的挑戰。

發明內容

本項目旨在提供一種低能爆炸箔起爆器基片的制備方法，通過該方法可以制備出更小體積、更高集成度的爆炸箔基片，從而使其低能爆炸箔起爆系統體積更小且安全可靠。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種低能爆炸箔起爆器基片的制備方法，該爆炸箔起爆器的起爆單元包括陶瓷基底、復合金屬薄膜層、絕緣層、上電極Ti/W/Ti/Cu/Au、肖特基二極管或高壓管和加速膛，其特征在于其制備方法包括下述順序的步驟：

1)基片表面處理：選用預先設計的規定尺寸的陶瓷基片，采用丙酮、酒精超聲清洗；

2)物理氣相沉積(PVD)成膜：膜系為WTi/Cu/WTi復合膜系，利用PVD工藝在硅基襯底表面沉積Ti層和Cu層，形成復合金屬薄膜層，厚度為1～20μm；

3)光刻：分兩步進行，先采用套刻BOTPOLE(下電極)版，將下電極露出；再套刻 WTi(鎢鈦)版，將爆炸箔及其焊盤露出；即：采用光刻剝離工藝將上述金屬薄膜層分為下電極區和橋箔區，所述下電極區為矩形結構、橋箔區為兩端寬中間窄的橋型結構，該橋箔區從兩邊的寬端向中間均勻漸變為窄的部分即爆炸箔，其中一個寬端與下電極區相連；