本發(fā)明主要涉及火工品技術(shù)領(lǐng)域，特指一種直插式薄膜橋點火器及其制備方法。

背景技術(shù)：

當前民用點火器主要采用的是傳統(tǒng)橋絲式，用量雖然也能滿足民用安全氣囊、醫(yī)學微型爆破等領(lǐng)域的使用要求，但由于需通過焊接引線，且橋絲材料普遍韌性不夠，易斷，可靠性逐漸不能適應當前火工品的使用要求。

薄膜橋點火器傳統(tǒng)封裝是先將薄膜橋用環(huán)氧樹脂粘結(jié)在陶瓷塞或TO電極塞上腳線間的凹槽內(nèi)，然后用超聲波或金絲球焊將金屬連接腳線焊接在薄膜橋上的焊接區(qū)上，而在實際應用中存在陶瓷破裂和焊線斷開或接點松動問題，不適合壓裝起爆藥劑；并且該種封裝形式的點火器抗環(huán)境振動、沖擊干擾能力較差，一般情況下點火器在使用和運輸途中不可避免受到振動影響，可能造成焊接點破裂脫焊，影響火工品點火的可靠性。因此，傳統(tǒng)引線焊接封裝形式不滿足火工品系統(tǒng)高安全性和可靠性要求。

申請?zhí)枮镃N201110286771.8的中國專利文獻公開了一種無引線封裝薄膜橋發(fā)火器的制備方法，提出使用金導體漿料對通孔進行填充燒結(jié)?？梢钥闯觯搶＠墨I雖然是一種無引線封裝的制備方法，較傳統(tǒng)的帶引線封裝的點火器可靠性有較大提高，但高溫燒結(jié)一方面可能影響點火薄膜性能，另一方面不可避免存在工藝復雜、工序冗繁、一致性不高等問題，不利于點火器的批量化生產(chǎn)，難以滿足當前民用安全氣囊點火器量大、成本低等要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高以及安全性能好的直插式薄膜橋點火器，并相應提供一種操作簡便的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種直插式薄膜橋點火器，包括電極塞、極針和基片，所述基片的上表面制備有點火薄膜層，所述基片的下表面與所述電極塞貼合，所述電極塞上設置有插孔，所述插孔依次貫穿所述基片和點火薄膜層，所述極針插設在所述插孔內(nèi)且其一端與所述點火薄膜層固化導通。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述基片上表面與所述點火薄膜層之間制備有過渡薄膜層。

所述點火薄膜層為TaN；所述過渡層薄膜層為Al₂O₃。

所述極針與所述點火薄膜層之間通過導電漿料進行固化導通。

本發(fā)明還公開一種如上所述的直插式薄膜橋點火器的制備方法，步驟為：

S01、開始，對基片進行預處理，在預處理的基片上制備點火薄膜層；

S02、制備掩膜，并通過干法刻蝕得到點火薄膜橋；

S03、旋涂滴膠以保護基片表面，并烘干；

S04、在基片上激光打孔得到插孔，并去膠清洗并烘干；

S05、將極針插入至插孔內(nèi)，并將一端與點火薄膜層進行固化導通。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

在步驟S01中，基片預處理包括：對基片進行拋光，并對其表面進行超聲波清洗以消除表面的附著雜質(zhì)。

在步驟S01中，在對基片進行預處理后，制備過渡薄膜層后再制備點火薄膜層。

所述過渡薄膜層的材料為Al₂O₃，厚度為100～150mm。

在步驟S05中，極針的一端與點火薄膜層之間通過導電漿料進行導通，并在預設溫度下進行固化。

步驟S01中，采用離子束濺射法或磁控濺射法或電子束蒸發(fā)法或化學氣相沉積法進行點火薄膜層的制備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的直插式薄膜橋點火器，基片與電極塞通過插孔合成一體，極針與點火薄膜層固化導通，無需引線封裝，基片表面無引線和焊盤，減少了制備焊盤、金絲引線等工序；通過插孔固定，固化導通極針與點火薄膜層，避免了在運輸和使用過程中可能出現(xiàn)的金絲斷裂或焊點不牢等情況，大大提高了薄膜橋點火器的可靠性、安全性，而且加強了加工工藝的一致性，降低了點火器制造成本。本發(fā)明的直插式薄膜橋點火器的制備方法，操作簡便，工藝簡單且制作的點火器可靠性高、一致性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的點火器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中點火器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的制備方法流程圖。

圖4為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之一。

圖5為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之二。

圖6為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之三。

圖7為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之四。

圖8為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之五。

圖9為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之六。

圖10為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之七。

圖11為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之八。

圖12為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之九。

圖13為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之十。

圖14為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之十一。

圖15為本發(fā)明的點火器的制備過程圖之十二。

圖中標號表示：1、電極塞；11、插孔；2、極針；3、基片；4、過渡薄膜層；5、點火薄膜層；6、導電漿料；7、點火薄膜橋區(qū)；8、掩膜。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1和圖2所示，本實施例的直插式薄膜橋點火器，包括電極塞1、極針2和基片3，基片3的上表面制備有點火薄膜層5，基片3的下表面與電極塞1貼合，電極塞1上設置有插孔11，插孔11依次貫穿基片3和點火薄膜層5，極針2插設在插孔11內(nèi)且其一端與點火薄膜層5固化導通。本發(fā)明的直插式薄膜橋點火器，基片3與電極塞1通過插孔11合成一體，極針2與點火薄膜層5固化導通，無需引線封裝，基片3表面無引線和焊盤，減少了制備焊盤、金絲引線等工序；通過插孔11固定，固化導通極針2與點火薄膜層5，避免了在運輸和使用過程中可能出現(xiàn)的金絲斷裂或焊點不牢等情況，大大提高了薄膜橋點火器的可靠性、安全性，而且加強了加工工藝的一致性，降低了點火器制造成本。

本實施例中，基片3上表面與點火薄膜層5之間制備有過渡薄膜層4，用于緩解點火薄膜層5與基片3的熱膨脹系數(shù)的不匹配；其中基片3、過渡薄膜層4和點火薄膜層5構(gòu)成單個點火電阻單元。

本實施例中，點火薄膜層5為TaN或NiCr，厚度約為1.5μm（1μm～2μm中取值）；過渡層薄膜層4為Al₂O₃，厚度約為50nm。

本實施例中，極針2與點火薄膜層5之間通過導電漿料6（如導電銀漿）進行固化導通，保證導電及連接的可靠性。

如圖3至圖15所示，本發(fā)明還公開了一種如上所述的直插式薄膜橋點火器的制備方法，步驟為：

S01、開始，對基片3進行預處理（如圖4和圖5所示），在預處理的基片3上濕法光刻制備高精度掩膜8（如圖6所示），并依次制備過渡薄膜層4和點火薄膜層5（如圖7和圖8所示）；

S02、在基片3上通過濕法光刻制備高精度掩膜8（精度為±5μm），然后放入至離子束刻蝕機進行干法刻蝕（能量600eV，束流700mA），得到點火薄膜橋，具體形狀可根據(jù)實際情況進行設計；

S03、旋涂滴膠（轉(zhuǎn)速600rpm/10s+3000rpm/20s），保護基片3表面，并置于100℃高溫中20min烘干，如圖10所示；

S04、在基片3上激光打孔（功率30W、速度2rpm/s）、劃片（25W，200mm/s）得到插孔11，并超聲去膠清洗，并烘干，如圖11和圖12所示；

S05、然后手動裂片，分成單個基片3，如圖13至15所示，將極針2插入至插孔11內(nèi)，并將一端與點火薄膜層5進行固化導通，具體通過高精度點膠機上點涂銀漿，并置于180℃高溫中30min，300℃高溫中1h進行高溫固化。

如圖4和圖5所示，本實施例中，在步驟S01中，基片3預處理包括：對基片3進行精密拋光，并對其表面進行超聲清洗，放入離子束鍍膜機，進行離子束轟擊清洗以消除表面的附著雜質(zhì)，如油污、顆粒等。

本實施例中，在步驟S01中，在對基片3進行預處理后，制備過渡薄膜層4后再制備點火薄膜層5。其中采用離子束濺射法進行點火薄膜層5和過渡薄膜層4的制備，在其它實施例中也可以采用磁控濺射法或電子束蒸發(fā)法或化學氣相沉積法進行制備。

本實施例中，過渡薄膜層4的材料為Al₂O₃；厚度為50nm～100nm。。

本實施例中，基片3為拋光99瓷，電極塞1為Φ10mm陶瓷塞，極針2為20mm長的Φ1柯伐合金。

本發(fā)明的直插式薄膜橋點火器中的點火薄膜橋區(qū)7的尺寸可根據(jù)實際需求進行優(yōu)化，整個電阻表面無引線焊盤，點火器在工作時，火藥填充在橋區(qū)中間，當通電后，引爆火藥。

本發(fā)明的直插式薄膜橋點火器既可通過微機械加工技術(shù)實現(xiàn)點火電阻單元的批量化，又能利用點涂銀漿直插技術(shù)，實現(xiàn)各點火元件的整合，能夠避免現(xiàn)有引線斷裂或脫落等情況，特別適用于民用安全氣囊、微型爆破等領(lǐng)域；另外有利于提高加工工藝的一致性和點火器使用的可靠性水平，并可實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，有效降低制造成本。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。