CN1014273B - 用于起爆起爆管的点火单元 - Google Patents

Abstract

一种用于起爆起爆管的点火单元，该起爆管包含放在起爆管外壳中的至少一种基本装药，该点火单元包括可电气激励的一引火头、一电流源及一电子单元。该电子单元包括一信号译码器、一延迟电路及一开关装置。所述电子单元包括由半导体材料制成的具有微电路的芯片。该芯片和附加部件电气地和机械地连接在具有电路图形的基片上。引火头可支持在芯片的表面上。该电路图形可包括一薄金属层制成的火花隙，本发明还涉及含有上述点火单元的起爆管。

Description

本发明涉及一种用于起爆起爆管的点火单元，该起爆管包含放在起爆管外壳中的至少一种基本装药，还涉及带有这种点火单元的装配成的起爆管。本发明特别涉及到能使点火信号电子延迟这种类型的点火单元。

在大多数爆破作业中，在一炮眼组内的不同装药的引爆是在各独立装药或装药组间以一定时间延迟的方式按先后次序进行的。这使得在爆破过程中对岩块运动的控制成为可能，例如，在爆破过程中，使所有炮眼组内的装药都保持一个自由膨胀表面，影响岩块的破碎作用和抛掷距离，以及控制地面的振动等。

这种延迟传统上是通过设置在起爆管内的烟火信号延迟元件来的实现的，该元件的长度和燃烧率用以确定延迟时间。当延迟元件已被起爆信号点燃，即以预定的燃烧率燃烧，随后使起爆管内的炸药起爆。然而，即使对精密制造的烟火信号延迟元件，亦难免有某种时间方面的误差。由于需要有较大数量的各不相同的延迟，因此必须使用不同烟火剂和燃烧率的延迟元件，这样，会因为各种元件的不同的老化性质而增加不希望有的时间误差的风险。此外，由于烟火信号延迟元件要有给定的燃烧时间，因此必须制成和存放各式各样的起爆管。为了可靠地起爆，延迟元件须放置在紧靠起爆管中的炸药处，而在野外或在建筑物中使用时，很难将起爆管一起放在所需要的范围内。

已经提出了多种不同的电子起爆管，即在起爆管内用电子学方法产生的延迟代替烟火信号延迟。通过采用这种方法，起爆管延迟时间的精确度可显著改善，而且对于存放条件也没有敏感的反应。如果起爆管制成可编程时，则相同类型的起爆管可用于许多不同的延迟时间场合，并可任意地选择各种可能的延迟时间而无须事先进行标准化。除电子部分外，该起爆管可制成如普通的即发起爆管一样简单。

电子起爆管的商业化生产被若干问题所牵制。已发现难以将较为复杂的电子电路的成本降低到烟火信号延迟元件的成本的水平。即使是该电子电路的主要部分可设计成为单个的半导体芯片，完成该电路仍须额外包括至少一个分离部件，例如，该部件为一电流源，用以在延迟期对该电子电路供电及用于引火头的点火。这些部件以及它们共用的电气和机械的连接机构显著提高了电子起爆管的成本。尽管有易损坏的部件，该电路仍需基本上满足与烟火信号延迟元件的更为牢固的部件一样的机械强度的要求，即能耐受装配该起爆管过程中的、炮眼组的连接过程中的粗心大意的装卸处理，以及能承受在延迟阶段中来自邻近起爆管所产生的场地剧烈振动和冲击波。然而，要求牢固的机械结构与能够制造如以往相同的起爆管尺寸的电子起爆管的所需求的目的是矛盾的，该起爆管尺寸或多或少地已被标准化，并可采用现有的装配设备。可靠的点火，对降低引火头尺寸和所需的电能的可能性强加了许多限制。电气延迟的精确性被空载时间和该引火链的其他部分诸如在起爆管内的引火头和装药中所造成的时间离散所抵消。降低引火头的响应时间的可能性受到电流源的容量限制。电子线路的小型化，其本身是理想的，但却提高了对静电的和其它干扰的敏感性，从爆破工艺的角度上看，这种敏感性表示安全问题的存在。机械性敏感的电子部件还使起爆管的最后装配，特别是对预制部件的现场简单组装，变得困难。

本发明的一个目的在于消除或减少上述问题。本发明的一个具体目的在于使得一廉价的、用于起爆管中的精确的电子点火单元的制造成为可能。本发明的另一个目的在于提供一小尺寸的、适宜与现有起爆管尺寸相配合的点火单元。本发明又一个目的在于提供在电子电路部分具有良好的电气和机械连接部件的点火单元，通过该装置可获得良好的可操作性和避振作用。本发明的再一目的在于使得对干扰具有低的敏感性的点火单元的制造成为可能。本发明还有一个目的在于提供可独立装配和运输并可借助本身而与起爆管的其余部分进行最后的简单装配的点火单 元。本发明的再一目的在于使得带有可靠点火的引火头的点火单元的制造成为可能，该点火单元具有低的能量需求，同时具有小的而且均匀的固有延迟时间。

这些目的可通过本发明权利要求特征部分中叙述的方式而实现。即本发明的点火单元设有一电子单元，该电子单元至少包括一块由半导体材料制成的并具有一微电路的芯片，该芯片和一附加的电气部件是在具有电路图形的基片上彼此电气地和机械地连接在一起，并且所述芯片是通过在所述半导体表面上设置的显露的接触区域与在所述基片上的电路图形的相应接触区域之间进行表面装配或直接连接而与基片相连接的;该点火单元还包括一个可电气激励的引火头，它被支持在上述由半导体材料制成的芯片的表面上;还至少有一个在一薄金属层上形成的火花隙，以电线与外部信号线相连接。

按照本发明的一个方面，该电子电路部分的部件被装配在带有印刷导电图形的最好为挠性的基片上。装配技术是廉价的，也是快速的，特别是因为连续性生产过程变成可能。在该过程中部件被装配在连续的基片上和运输在不同的生产工段间，在基片未进行最后加工阶段前是不切割成独立单元的。如果基片是一薄膜时，完成后的制成品可成为重量轻和体积小的单元。该技术不需要对半导体芯片进行任何封装，相反，容许芯片表面的接触区域分别和基片表面有直接的连接，通过该方法可以实现重量和体积方面的额外节约。由于芯片和电子电路部分中的至少一个部件、但最好是电子部分的所有的部件都装配在基片上，如此制成的电子电路单元是紧凑的，布线短，对干扰的敏感性低，而接线较少。同时，生产工艺的优点体现到整个电子电路单元。挠性基片提供了良好的耐压、抗冲击和抗振动的能力，而不会有使电路图形或部件的连接方面出现中断的风险。在重量方面，也可以做到使其减轻，其优点更为显著。按照本发明的另一个方面，通过封装电子电路和引火头使其形成一独立的点火单元。通过这种方法，一独立管理和运输的点火单元可以在不包 含任何炸药组分下实现，且无须十分精确操作，即可将点火单元装入基本装药上方一适当距离处而最后装配于装有起爆炸药的一起爆管外壳中。在与挠性基片结合时，可以获得以下另外的优点，即其多余空间允许以一紧固的夹持夹具进行封装，部件的位置可通过在挠曲基片的过程中使夹持夹具的定形而加以控制。按照本发明的另一个方面，该引火头即雷管电桥和起爆剂是直接放置在芯片表面上的。通过这种方法，可以减小这些部件的尺寸，增加机械稳定性，降低对干扰的敏感性，减少所需的能量，且响应时间缩短，这特别是因为基片和芯片上的连接结构之间的额外引线可被省去之故。该定位方法提供了良好的机械稳定性及起爆剂和雷管电桥之间的可靠粘附性。如果引火头是设置在芯片上的微电路的同一侧时，雷管电桥的制造可以简化，特别是如果该电桥是在该表面上与其它必须的结构一起在同一工序中制造时，更是如此。该定位方法与使用未封装芯片的可能性高度适应，与在环绕基片上的一个通孔的接触区域进行装配的可能性也高度适应，通过该通孔可将起爆剂显露出来。以这种连接方式，一挠性基片提供了在朝向起爆管的起爆炸药的方向上对火花簇射进行良好控制的可能性。按照本发明的又一个方面，通过在薄的金属层中设置火花隙及用对间隙距离不敏感的稳定击穿电压的方法使该电子起爆管避免受干扰。极为有利的是该火花隙可直接在基片的电路图形中制造而无需付出额外代价。

本发明的其它目的和优点，将从以下的更为详细的叙述中而表示出来。

本发明的原理可应用于那些需要延迟或有延迟可能性的、以及在点火链中包含电点火瞬时的所有类型的起爆管中。在电起爆的点火单元之后，有一高度爆炸性的二次爆破炸药如PETN（季戊炸药）、RDX（黑索金炸药）、HMX、Tetryl（屈特几）、TNT（黄色炸药）等爆炸性的基本装药，在适当部位装有一个中间点火链段，其形式例如为一起爆炸药如叠氮化铅、雷汞、二硝基间苯二酚酯、重氮二硝基酚酯、2，4，6-三硝基间 苯二酚铅等。以上所列举的优点对于民用起爆管是极有价值的，而本发明将联系这方面的应用进行叙述。民用起爆管往往按需要而连接到不同延迟网络的不同部分中。适于民用的起爆管除了包括本发明的点火单元之外，还有一基本上为圆筒形的起爆管外壳。该外壳可由纸质材料、塑料等制成，但通常是用金属材料制成的，其中包含基本装药及在适当部位的起爆炸药，在其开口端部有一个穿有信号线的密封盖。目前常用的起爆管和点火装置也可很好地被利用。

在上述起爆管类型中用于起爆的点火单元须包括：可电气激励的引火头，经过一开关装置连接到该可电气激励的引火头的一电流源;以及一电子单元。该电子单元则又须包括：一信号译码器，设计成能鉴别经外部信号线而输送到该点火单元的一启动信号;一延迟电路，设计成在收到启动信号一预定时间后，输出一点火信号;以及开关装置，设计成在收到点火信号时，将电流源接到引火头上，以便对该引火头进行电气激励。该点火单元至少包含一块由半导体材料制成的并具有一微电路的芯片。为了使连接在一网络中的多个起爆管具有可能的不同延迟时间，这些延迟电路可事先以这种方式设计成能提供不同的延迟，或者在连接或爆破过程中，最好以这种方式设计成使其程序化，以达到所需的延迟。

用于实现上述功能的实际电路方案，可在很大范围内变化，而本发明并不受此限制。已知的对电路方案的建议示于例如美国专利说明书4，145，970，4，324，182，4，328，751及4，445，435及欧洲专利说明书0，147，688中，这些已作为参考而结合在本发明中。

按照本发明的一个方面，采用了带有刻蚀的电路图形的一挠性基片，以便将芯片机械地和电气地连接到例如外部信号线和/或该点火单元中的一个或多个附加的电气部件上。附加的电气部件的实例为其它的芯片、可电气激励的引火头、电流源、用于进入的信号的转换电路、安全元件诸如电阻器、隔离变压器、火花隙、其它电压限制器件、用于使起爆管外壳接地的器件等。通常至少该电流源和芯片是由薄膜支撑的。最好在 该布线中包括不多于一个芯片。

由于空间方面的理由，希望在芯片上布置尽可能多的功能电路，但也需要布置其他调节电路。原则上设置在芯片上的电路至少应当全为低效应电路，如译码器和延迟电路，而高效应电路如电流源、安全电路和用于引火头的连接装置以及其它不能用半导体材料制成的部件如晶体振荡器、电流源等可从外部接入。某些高效应电路也能在半导体材料上制造，例如用于引火头的开关、限压器和整流器，将它们合并到芯片上或形成一独立的芯片是有利的。该芯片可用已知工艺进行设计，如双极型技术或最好如CMOS（互补金属氧化物半导体）技术，如此则可将能量耗损降低到最低程度。

挠性基片是要易弯曲的，但其它方面，可用不变形的和非弹性的，以防止在电路图形中发生中断现象，因此，使它们交叉连接是有利的。此外，所用材料须为耐热的，以便在加热过程中进行部件装配。适宜的材料的实例为有机聚合物，如环氧树脂/玻璃、聚酯和特别是聚酰亚胺（例如由杜邦公司生产的卡普顿）。该基片最好制成为较薄的膜，其厚度须不超过芯片的厚度。基片的厚度以不超过1毫米为好，低于0.5毫米更好，而最好低于0.25毫米。基于强度理由，该厚度须超过0.01毫米，最好超过0.05毫米。

在基片上可形成电路图形，该电路图形可通过在表面上提供金属层并对该金属层按传统的方法利用光致抗蚀剂进行刻蚀以给出所需的电路图形而实现。该金属材料以采用铜为有利，它是以一箔片的形式电沉积或胶粘在基片上的，例如可用环氧树脂或丙烯酸酯聚合物进行胶粘。该胶粘层的厚度可在5至200微米间，特别是在10至100微米间。当已形成电路图形后，在该金属表面上覆以一层薄的抗氧化金属层如金或锡，其厚度例如可为0.1至1微米。该电路图形用于完成对不同部件之间彼此进行电气连接的功能，但也可以制成某种类型的部件如火花隙、电阻 器等，以下将进一步说明。

分立的电子部件被装配在所形成的电路图形上。这可通过传统方法将部件的接线穿过基片上的通孔并焊接到该电路图形上而实现。小型部件可不用直通引线而直接装配在电路图形的表面上。电路图形金属的舌片可从基片上伸出并连接到部件上。这很容易在基片的通孔处完成。通孔在覆盖金属之前已先制成，在这种连接方法中，通孔处的金属覆盖层的反面在刻蚀过程中是用特殊方法加以保护的。部件的连接件或最好是部件本身能在通孔内定位，以加强其机械稳定性。在这种连接方式中，舌片最好从基片的平面上折叠起来并连接到该部件上。通常可用电线或最好直接连接到该部件上。按照待连接在一起的金属的性质，其连接可通过热压、混杂的方法或最好通过焊接的方法来进行。在焊接的情况下，通常需要在可能要镀覆的金属上提供额外的焊接金属。

可用如上所述装配其它部件的相同方法来装配芯片。这样，一已封装了的芯片可通过将其接触焊脚穿过基片后，在适当处将其接触焊脚焊接到基片上的对应点上。然而，如上所述，将芯片的接触区域更直接地连接到基片上更为有利，特别是通过该方法，就可能完全地或部分地使用未封装的芯片。芯片上和基片上的接触区域的连接可分别通过例如金属导线以传统的方式完成。以这种方法，基片上的接触区域不需要与芯片上的接触区域一致。

进行这种连接的优选方法可参见例如叙述在奥尼尔（O'Neil）著的“条带自动粘合的状态”一文（“The    Status    of    Tape    Automated    Bon-ding，半导体国际，1981年2月），或斯莫尔（Small）著的“条带自动粘合及其在印制线路板上的冲击”一文（Tape    Automated    Bonding    and    Its    Impacton    on    the    PWB，电路世界，1984年第10卷第3期）中的已知的TAB（条带自动粘合Tape    Automated    Bonding）技术。上述文献作为参考已结合到本发明中。除了制造工艺上的优点外，其重要性也在于以 这种方法可使该接触达到牢固和防振这样一个事实。基片上的电路图形被设计成带有一定尺寸和位置的接触区域，适于直接配接在芯片的接触区域上。在两个接触表面之间设有附加的金属层，一方面有利于金属间的良好连接，另一方面可使芯片表面与基片上电路图形的平面之间保持距离。为此目的，一适当的金属柱，诸如铜、锡、铅或特别是黄金被电沉积在通常为铝的芯片的接触区域上，或被电沉积在基片的接触区域上。该金属柱的横截面积适配于芯片的接触面积的大小，例如为50至150平方微米。当余下的电路图形已被密封后可直接地在薄膜的接触区域上形成该金属柱，例如在第二个步骤中用光致抗蚀剂形成该柱。另一种可选择的方法是通过刻蚀掉基片的电路图形上环绕需要形成柱区域的材料而形成该柱。如果适当的话，可能需要对生成的柱进行镀覆。当在芯片上以优选的方法制成该柱时，通常还要设置附加的保护层，以防止该半导体材料的电路上的接触金属的长期作用，该电路通常被放置在半导体表面上的例如二氧化硅的绝缘层上。一般首先用氮化硅将整个表面钝化，除去接触区域上的钝化层，通过汽化渗镀或溅射将扩散阻挡层或例如铜、钛、钨、铂或金的阻挡金属层施加在至少如此去掉的钝化层的接触区域上，而最好施加在整个电路区域上。将该接触区域屏蔽而将这些金属柱电沉积在这些接触区域之上，这之后，将该接触区域周围的表面刻蚀掉直至钝化层为止。

当在接触表面之一的上面形成了金属柱之后，通过有足够热量作连接用的热压，可以使基片和芯片接合在一起。取决于所选择的材料和温度，接合在一起的过程是通过熔融、形成共晶或软质金属的加压的方法而实现的。该温度须高于150℃，且最好高于300℃。最好先将该芯片预热，但不可过分加热至高温。加热过程应当主要从基片一侧边进行。也可能在接合在一起之前先将基片的接触表面预热至所需的温度或者将整个基片热透。然而，优选的方法是在基片的通孔处进行连接，而电路 图形的接触区域越过该通孔的边缘自由地突出。通过这个方法，这些接触区域可直接通过使用热加工工具而压制到芯片的表面上。以这种方法，该芯片的两个表面则不完全自由而便于通过一夹持夹具加以支撑或调整。在这种连接方法中，该工具可穿过该基片，而芯片的微电路表面可朝向基片的图形表面。然而最好是将该芯片穿过该基片上的通孔直到其微电路表面与该基片的图形表面齐平的位置。借此，该芯片从下面靠压在基片的自由突出的接触舌片上，而热加工工具则从基片的顶部侧边趋近该基片。以这个方法，该芯片的电路表面便能很好地显露出来，并受外部夹持夹具的控制。

如果需要，该裸露的芯片及其接触区域可在连接之后，例如用一硅氧烷弹性体或环氧聚合物进行密封。

导致起爆管基本装药发生起爆的点火链是通过某种形式的电气起爆而启动的。通常以一电阻器向炸药或向起爆剂中的可燃的或其它反应材料提供足够的热量以启动该反应。起爆可由于热或冲击波或一种组合机理如在火花或明弧的情况下而发生。可以使用爆炸薄膜或导线，但释放出来的热量最好通过起化学反应的材料而加以强化，例如，该化学反应材料可为能在雷管电桥中交替氧化和还原的材料，如氧化铜和铝，或在被加热之后能在释热过程中形成合金的金属层，如与钯或铂混合的铝。

在起爆剂中的反应材料可为炸药，如以上所述类型的起爆炸药，例如叠氮化铅，该材料可通过电点火而起爆。其中，该起爆可进一步直接传递给起爆管内的顺次安排的装药。如果该反应材料是非起爆材料时，则当受到电气起爆元件的作用后，在点火链中需要一个用以过渡到起爆的附加步骤。这可通过反应材料的反应产物影响起爆药而极其简单地实现。如果希望取消起爆炸药时，可以应用的其它已知过渡性机理有：如利用由燃烧的药粉或爆燃的二次炸药（飞板Flying    Plate）加速的一物质对二次炸药的冲击，或利用在某些条件下二次炸药的燃烧，使该反应 变为起爆（DDT，爆燃至起爆的过渡）等。优选的DDT结构类型公开在PCT/SE    85/00316中，该专利文献作为参考资料已结合到本发明之中。

优选的非起爆性反应材料为烟火信号元件，该元件产生焰火或者火花。这些元件不必定位在靠近点火链中各顺序级处，而可放置在桥接到这些级的一定距离处。此外，非起爆性反应材料具有在装配到起爆管内之前便于装卸处理点火单元的优点。可以使用的用于引火头的已知合成物为基于氧化反应的材料如氧化物、氯酸盐、硝酸盐和还原反应材料如铝、硅、锆等的混合物。它们往往被研碎成粉末，并用粘合剂如硝化纤维素或聚硝酸乙烯酯等粘合在一起。在少数场合可以结合使用爆炸性物质如叠氮化铅、二硝基苯酚铅或硝基间苯二酚铅或二硝基间苯二酚铅等，以便于点火。该氧化反应和还原反应材料通常被研磨成粉末，其平均粒子尺寸小于20微米，甚至最好小于10微米。起爆剂可用一般方法通过将该组分在粘合剂的溶液中制成泥浆而形成。为了使之硬化和粘合到雷管电桥中，在成形之后应将溶剂蒸发掉。

传统的带有一保险丝的引火头可用于本发明的结构中。然而，为了减少对电流源的需求和减少响应时间，应将引火头特别是保险丝制造成比通常的小。该保险丝或一般来说该引火电路的阻抗部分的质量须少于1微克且最好少于0.1微克。可能需要使火花流穿过屏蔽物而传到引火链的下一个顺次部分。传统设计的引火头可作为一附加部件按以上曾经叙述过的方法装配到基片上。采用薄膜工艺法可更容易地将一小质量的雷管电桥在一支持物上制造出来并且作为附加部件而连接到基片上。如雷管电桥被设计成为基片电路图形的一个部分而起爆剂是直接用于这个雷管电桥上，则可以获得更为紧凑的结构。该雷管电桥可做成为该导电电路图形的较薄的和较窄的部分，但最好用较高电阻率的其它材料做成，例如通过薄膜工艺的方法用镍/铬而制成。

按照本发明的一个方面，可用至少部分未封装的芯片的自由部分作 为雷管电桥和起爆剂的一个支撑物。如果在起爆管中有多个芯片时，该起爆剂可方便地放在含有引火头电路的开关元件的一个芯片上。该开关元件例如可为一可控硅开关。

雷管电桥可设在芯片的反面即没有电路的一边，因此，该设计方案可使其对电路的其它功能产生的影响极小。然而，最好是将雷管电桥设在正面，即加工过的有微电路的一侧，因为这样便于采用与那些用于制造该电路图形的步骤相同的方法来制成该电桥和涂覆起爆剂，并便于电路图形和雷管电桥间的连接，也便于将其装配和连接到其它电子部件上。在这种连接中，该雷管电桥可设在没有放置任何电路图形的一部分表面上，这样连接，对电路的影响可减少到最低程度;或者设计成使雷管电桥设在半导体材料上，例如对于为获得如专利3，366，055中所述的电阻值随温度升高而降低的情况。特别是因为引火头相对于芯片其尺寸较大，所以将该引火器件放置在微电路之上，其体积和价格可以降低。在这种连接中，对其重叠部分之间进行某种形式的电气绝缘是需要的，为此目的，在半导体电路的生产过程中，常用的绝缘层如Vapox或聚酰亚胺均可使用。这些绝缘层的厚度例如可为0.1至10微米之间。

如果热的释放构成点火机理的一个主要部分时，最好在雷管电桥之下有一隔热层，以便减少传到导热良好的硅基片上的热量，并从而减少对响应时间和功率的要求。该隔热层可用与电绝缘体相同的材料制成，例如二氧化硅，Vapox，但其厚度较大，例如超过0.5微米，特别是超过1微米。考虑到起爆剂点火之前已将隔热材料烧透的风险，该隔热材料的厚度也需正确地进行选择。其它可以想象得到的绝缘材料，特别是耐热的有机物质如聚酰亚胺类，可按例如公开在向井（Mukai）著的“采用聚酰亚胺的平面型多层互连工艺”一文（IEEE固体电路杂志1978年8月Sc.13卷，第4期）或华德（Wade）著的“用作VLSI（超大规模集成电路）多层互连电介质及钝化层的聚酰亚胺”一文（微观科学第61页）中所述 的方式加以使用。两文献作为参考资料已结合到本发明中。

在雷管电桥和芯片间放置专门一层的其它理由在于避免起爆剂中的一些物质对芯片起作用。由于带有起爆剂的芯片必须至少部分地无保护，因此也存在来自起爆管其它部分中的物质，例如来自起爆管的主要装药的废气物质，对芯片产生不利作用的风险。在起爆管的内部也可能出现高温，例如当将起爆管暴露于阳光下的情况。

适宜用作扩散阻挡层的材料可以是金属层。那种彼此几乎完全覆盖的金属层，可放置在与雷管电桥相同的层中，或放在与其隔离的覆盖层中。诸如以上所述的那些绝缘材料是较好的。它们可放置在起爆剂和电桥之间，但最好放置在电桥之下。

该起爆剂可为弱的导电体，因此可直接在起爆剂之下放置一绝缘层，最好直接在该层之上放置雷管电桥，以防止表面不同部分之间不希望有的电气接触。可使用上述的绝缘材料，最好使用塑料层。在这层上必须刻蚀窗口，即既在雷管电桥之上也在芯片的电气接触表面上的该层上刻蚀窗口。

总之，至少要有一层非导电材料这样放置在起爆剂和芯片表面之间，并且最好至少要有这样的一层放置在雷管电桥和芯片表面之间。以这种方式连接，一层材料自然可满足上述的几种功能。通常在这些材料层中需要直通引线，例如用于电气接触表面的直通引线。

在该材料层或诸材料层的顶上构成雷管电桥，该电桥可设计成例如一高应力起爆管，但最好设计成一带有馈送线的电阻器。在这种连接中，该馈送线可方便地通过采用例如真空沉积法形成在一低电阻率的金属膜中，并连接到半导体表面的电路图形上的底下的一层。该电阻部分可设计成为在该馈送线之间的较薄的或最好为较窄的部分，并用与馈送线相同的材料制成。然而，雷管电桥本身最好采用比馈送线材料的电阻率更高的材料。这可通过对由高电阻率的下层和低电阻率的上层组成的双层 材料进行刻蚀，从而形成带有馈送线和电桥的电路而实现。在这电路中，电桥本身则通过刻蚀掉上层材料之后形成。因此，馈送线中的电流基本上在低电阻率的上层中流动，并流向该电桥，在电桥中又被逼向下而流入高电阻率的下层中。除了适宜的电阻率外，该材料须具有高于反应材料点火温度的熔点，例如高于400℃，最好高于500℃。如果要将芯片通过采用如上所述的TAB工艺而连接到其它部件时，使雷管电桥在同一操作过程中用与该阻挡层相同的材料制成可能更好，因为后者通常处于整个电路区域，而后通过光刻法和刻蚀法将之遮掩掉。在这方面，无需另外的制作工序就可制成该馈送线和电桥。以上所列举的用于该目的的若干金属甚至具有作为电阻材料的适宜特性，例如钛和钨金属本身或其合金和一层例如由黄金制成的覆盖层可作为低电阻率材料。在这种连接中，须采用TAB工艺，使之在半导体的接触区域上而不在薄膜的接触区域上形成金属柱。

雷管电桥的几何形状不是关键性的，只要能以稳定的方式产生必须的功率即可。然而，为了生产上的目的及为了增加与起爆剂的接触表面，最好该电桥被设计成具有薄的截面，例如其宽度为其厚度的至少10倍而最好为至少50倍。在雷管电桥比馈送线还要窄的地方，最好还使其过渡区被制成圆滑的形状，以避免由于电流迁移造成不希望有的局部热释放。已证实该电桥的适宜形状主要为方形表面，其边长在10至1000微米间，具体可为50至150微米间，而厚度在0.01至10微米间，具体可为0.05至1微米间。例如，该雷管电桥可以这样的方式进行设计，当其中流过的电流强度在0.05和10安培之间或最好在0.1至5安培之间时，可使一层起爆剂在1至1000毫秒或者最好在5至100毫秒的时间间隔内其温度达到高于500℃并最好高于700℃的点火温度。

在电桥的上部放置着起爆剂，该起爆剂例如可包含以上所列举的组分。起爆剂的量相对来说并不是关键性的，因为点火只发生在极小的区 域内，但该区域最小应能保持在点火链中容许其后级的可靠点火。其量例如可少于100毫克，甚至少于50毫克，但需超过0.1毫克，甚至超过1毫克。在起爆剂为粉末组分的情况下，必须使用对雷管电桥有良好粘合性的粘合剂，以便在起爆剂震裂之前保证在这表面上有有效的热传输。该粘合剂或起爆剂中的其它连续性材料最好为易于点燃的炸药如硝化纤维素。

将芯片装配在基片之前，可先将起爆剂涂敷到芯片上，但最好还是装配到基片上之后进行涂敷。如果芯片的接触表面在涂敷过程中是被保护的，则容许起爆剂的定位和范围有所变化，多种涂敷方法也是可能采用的，如浸渍、涂抹、压制等。然而，最好使起爆剂与芯片的接触区域的中心对准，特别是如果该装药具有显著的导电性时更应如此。这可利用一套管将一滴粘性悬浮液精确地沉积到芯片表面的雷管电桥上而达到。溶剂蒸发时，起爆剂中的粉末组分互相粘合在一起，并粘合到雷管电桥上。经干燥后，最好在引火头上覆盖一层清漆，以进一步改善其稳定性并有助于保持反应。

将雷管电桥定位在芯片上的原理可单独地应用在进一步连接该电路到点火单元中的电子电路上。然而，如以上所示，在生产过程中结合TAB工艺可获得很多好处。不作封装是在起爆剂的接触区域和显露区域两个方面都使用的。所获得的连接足够牢固并有良好的抗振性能。在基片的通孔处装配使起爆剂沿基片的表面有良好的定位。挠性基片除了以上好处外，还通过薄膜的挠曲使起爆剂的位置调整的可能性更为良好，并使其它装配方法比沿基片表面装配具有较低的屏蔽效应。

按照本发明的点火单元包含用于接收输送到起爆管的启动信号的装置。如果使用可再充电的电流源时，例如优选为一电容器时，可能也需要向起爆管供应能量用以向电流源充电。那么，使用同一装置完成两种功能是方便的。所述装置最好包括从起爆管内延伸的导线及此导线在起 爆管内的接触点。该导线可以传统的方式直接连接到一爆破设备上，或经过互连的声或无线电装置连接到一爆破设备上，例如在美国专利3，780，654、3，834，310或3，971，317中所建议的那样。该导线可为一纤维光缆，借此，可达到简化及对扰动有极高地敏感性，此情况下，在起爆管中的该装置包括一光电换能器。该导线也可按传统方式包括单股或多股金属导线，以这种方式连接，在起爆管中，在该导线和点火单元的电路之间只需要一个连接点。

电气起爆起爆管通常必须加以保护，以免发生由于不可控制的电气现象如闪电、静电、起爆生成电压、从无线电发射机和电力线来的干扰、以及起爆管的错误连接所造成的非有意的起爆。该起爆管必须不受该类现象的温和效应所触发，另外，最好还须在至少受到如静电放电和起爆生成电压这类正常的干扰后不致失效。通常电气起爆管设有火花隙，用以限制电压;及在适当部位还设有电阻器，用以限制电路中的干扰电流。起爆管内的集成电路及其它微型化电子装置使这些潜在着对干扰更为敏感，因而在安全电路中降低了容许电压的极限并缩短响应时间皆是需要的。

已证实在电子起爆管中设置火花隙以限制干扰电压也是方便的。须在馈送线之间及在每个起爆管和起爆管外壳和/或地之间皆设置火花隙。该火花隙须以这种方式设计，使得能在低于1000伏特的电压下导电，最好在低于800伏特特别是也在低于700伏特电压下导电。然而，点火电压必须充分高于该电子装置的工作电压，并且通常不可制造成低于300伏特。在点火电压方面必需的精确度可通过传统的设计而获得，但如果该火花隙被设计成一薄的金属层而其中飞弧电压主要是由该薄层的电极效应所确定而主要不是由间隙的尺寸所确定则更为简单。该金属膜的厚度须小于500微米，最好小于100微米，特别是小于50微米。用极薄金属膜可望解决制造问题及进一步提高点火电压，但是金属膜的厚度应超 过1微米且甚至最好超过5微米。在操作中须从这些近似极限值之间找出最佳数值。在用于使电子部件连接在一起的电子图形表面上直接形成火花隙是特别有利的，因为以后就无需用额外的部件，也就不需要额外的生产工序。如果供电路图形用的基片为上述挠性基片时，则还有另一优点，即作为该膜中的挠曲或振动的后果而使间隙尺寸的变化较小也使之对火花隙的点火电压影响最小。

由于本发明类型的电子电路需要包括许多带有小的相互绝缘间隔的导体，必须保证自然的或特别设立的阻抗设置在火花隙之后，并保证在这些阻抗之前的绝缘间隔，包括该火花隙，保持小于该阻抗之后的绝缘间隔，以便控制在火花隙处对该区域的火花放电。最好按这种方式控制导体和起爆管外壳间的实际飞弧电压，即在起爆管壁和馈送线间的绝缘间隔在阻抗的前方比后方的为小。该阻抗也可起到电流限制器的作用及起到用于顺次部件的安全器件的作用。最好将一串联电阻器连接到火花隙之后的至少一条而最好为两条馈送线上。作为一种补充或替换可在导体之间连一电容器。该电容器增加了导体间的安全部件所承受的电压的上升时间，特别是提高了这些安全部件如火花隙、安全可控硅或齐纳二极管足够早地进入工作的可能性。该阻抗如同火花隙一样可直接可靠地例如通过薄膜工艺或厚膜工艺而制作在电路图形基片上，否则也可作为分离部件而装配在电路图形基片上。在芯片本身上的绝缘间隔必须很小，因而最好将额外的安全电路设置在芯片之前或芯片之上。该安全部件例如可为一齐纳二极管，但最好为可控硅类型，以使剩余电阻较小和热释放较少。

当必须的部件已装配在按照本发明的挠性薄膜上后，就需放入一夹持夹具中，以保护这些部件并固定它们的位置。适当设计的夹持夹具也使该引火单元可独立运输和装卸，就炸药来说，这是明显的优点。夹持夹具至少须以其大部分面积支持该挠性基片。该夹持夹具也能支持其他 部件或至少限制其它部件的运动范围。夹持夹具的内部基本上应与基片铸件和各部件相适应。夹持夹具的外部须设计成使其能在带有足够数目接触点的起爆管外壳中与该外壳的内部表面有正确的定位。该外部表面最好设计成为基本上与起爆管外壳的内部表面相对应的圆筒形，其直径通常小于20毫米、一般小于15毫米，最好小于10毫米。如果以该优选方式设计的点火单元包含一种起爆剂，则这单元被设置在所述夹持夹具指向起爆管内部的那一侧边;并在夹持夹具中设一开口，该开口上可装有在运输过程中可拆卸的或易弄碎的密封盖，开口朝向起爆剂用以显露并控制火花流或焰火。利用夹持夹具及挠性基片，因为在所需要的方向上有有效的火花浓度，因此可实现甚至是对少量起爆剂的令人满意的控制。夹持夹具的另一端部可设计成为一包装塞，用于使起爆管密封，而点火单元放在包装塞的后面。以这种方式，该包装塞及该夹持夹具可用相同的具有良好稳定性和防湿性的材料整体制成，同时也简化了生产过程。另一可供选择的方法是，该包装塞及夹持夹具可由不同材料制成，在这方面，材料的选择可相应于其功能而使之最佳化，例如对包装塞采用一弹性体，而对夹持夹具采用一热塑性塑料如聚苯乙烯或聚乙烯。这两部分可通过引线简单地固定在一起，但最好通过例如一简单的机械锁定方法或通过混杂方法而另外接合在一起。还须设有馈送线的入口，或设有馈送线的耦合插塞。该夹持夹具还须包括一开口用以将该电路和起爆管外壳间的接触点接地，该接触点通常是用金属制成的。这接地接触点可设计成一个金属舌片，该舌片从基片平面穿出，通过夹持夹具并引出到夹持夹具外部，或最好设计成为该基片的一扩大的覆盖金属部分，延伸过夹持夹具的侧边。该夹持夹具还可包括该电路的各特定点上的开口，例如用于控制测量或用于编程的特定点。如此，可按照以上在装配入起爆管外壳之前，先例如通过燃烧链（burn    links）的燃烧或通过所谓的 齐纳熔断（Zenerzap）工艺给予该电子装置一个标识，以便容许例如进行顺次的独立的时间编程。该夹持夹具可方便地由非导电性材料如塑料制成，以这种方式，点火单元可浇铸在该塑料材料中，例如通过一个加在基片周围的压铸模具将一正在硬化的聚合物材料，最好为一冷固化树脂，注入该模具中。然而，最好独立地顺便在薄膜表面的平面内的一分段面上形成该夹持夹具，以便简单地包含该薄膜。适当时，这些部件可通过一简单的锁定装置夹持在一起。夹持夹具上的所有开口最好有防潮封盖，该封盖例如用塑料膜或混杂设计，以便在独立装卸和运输中增加其工作效率。

现对本发明的一个优选实施例参照附图进行叙述。

图1示出用于形成多个电路图形基片的连续基片的一部分;

图2示出带有电路图、但未装部件的单个挠性薄膜的顶视图;

图3a和3b示出芯片表面的两层的放大图;

图4示出一起爆管的侧视图，该起爆管包括含装配着部件的基片的夹持夹具。

在图1中，标号10表示一连续的挠性聚酰亚胺薄膜，其宽为35毫米，厚为125微米。在带有馈送孔2的薄膜10上，制成长形孔4以便利进行切割成独立电路。孔12用以装配芯片，孔14用以装配部件。该表面通过约8微米厚的丙烯酸酯聚合物的粘合层粘上35微米厚的铜薄膜。通过光致抗蚀剂及酸类按照图2将图形刻蚀在其上，其加工尺寸约为6毫米乘24毫米。孔12和14处的铜薄膜的底面通过密封而防止受酸的浸蚀。当形成了该电路图形后，用厚度约为0.8微米的锡层覆盖住该电路图形。

在电路图形上有两个接触表面16和16′，随后在该表面上焊接上馈送线。两个导电部分18和18′通向两个舌片20和20′，在它们之间有一大小为100微米左右的火花隙。在另一个舌片22与舌片20和20′间也形成大小相同的附加的火花隙，该火花隙容许从任何导体向起爆管外壳产生火 花放电。这种火花放电的发生有赖于以下事实，即舌片22经过电阻器26和26′下的导体连接到图形的突出部分24和24′，当将薄膜放入金属的起爆管中时，这些部分将舌片22同起爆管外壳接地。在舌片20和20′处有接触区域28和28′，用以通过焊接约2千欧姆的厚膜电阻器26和26′而连接。电阻器在图中以破折线表示，和各导体串联连接。导体32和32′平行布线并为波浪状，以增加其串联电感。而且它们将电阻器26和26′的接触区域30和30′与孔14处的两舌片34和34′连接，以便装配一半导体芯片50。该芯片在图中以破折线表示。穿过芯片上的电路，这些舌片34和34′连接到舌片36和36′上，而舌片36和36′又依次通向接触舌片38和38′，该接触舌片在上完锡层后并且当已将一33微法的钽电容器40放置在孔12中而从该孔上突出的接触舌片已被向上朝着电容器40的侧边弯曲时，接着将钽电容器40焊接上。该钽电容器在图中以破折线表示。多个接触区域41、42、43、44和45带有朝向芯片的舌片，但与导电图形没有电气接触，它们起到测试区域的作用，通过这些测试区域可以影响芯片上的燃烧链，或用以改善芯片的机械夹持作用。

图3a示出在芯片50上传统设计的微电路的示意图。它包含功能电路52和由铝制成的接触区域54。其表面按常规方式用一薄的氧化硅进行绝缘，之后，在底下一层的接触点处，主要在接触表面54但也在用于雷管电桥和燃烧链的特殊连接点处制出通孔。通过采用滴液法，旋涂法和热固化法在该表面覆盖1微米厚的聚酰亚胺层，这之后，在对应于Vapox层的通孔处的该层上制出通孔。在聚酰亚胺层上用溅射法涂敷约0.25微米厚的钛/钨合金层和约0.25微米厚的黄金层。涂敷约20微米厚的光致抗蚀剂，以这样一种方法进行掩模和显影：使黄金层显露在欲设置接触柱的接触表面上，该接触表面面积约为100微米乘100微米，然后，在这些表面上通过电沉积法形成约30微米高的黄金柱，之后，将厚的光致抗蚀剂层除去。这之后，完全覆盖着钛/钨和黄金的层须按常规方法加 以刻蚀掉。但是，在进行刻蚀过程之前，要先涂敷一层新的光致抗蚀剂层，以这样一种方法进行掩模和显影：使得在刻蚀之后，留下图3b所示的结构。这些结构一方面由燃烧链56组成，该燃烧链具有燃烧点连接到微电路上的点，使之在该燃烧点的爆炸可用2毫焦耳能量的电流浪涌来产生，通过这种方式，可用二进制8位数字号码来单独地或按组地标识起爆管。用约100平方微米大小的电阻值约为4欧姆的电阻区域60，还可形成一雷管电桥58。雷管电桥58上的高电阻区域60或燃烧链56上的燃烧点是通过去除了黄金层后而获得的，在此处电流被逼迫流到电阻更大的Ti/W层。用以上所示的方法将厚约1微米的聚酰亚胺层涂敷在整个表面上，然后，将雷管电桥的点60周围的区域、燃烧链的燃烧点及接触柱显露出来。以这种方法处理的芯片被连接到该薄膜上，连接前先将该芯片预热至约200℃，并首先以其电路表面穿过孔14，以便与孔14周围的舌片的下侧接触。该舌片从薄膜顶侧被压向覆盖着黄金层的电路的接触表面，压制是使用可瞬时加热至500℃的工具进行的。在雷管电桥58上放有起爆剂，其大致范围如破折线62所示。事实上是通过将约5毫克的包含锆/二氧化铅粉末的组合物与按重量比为11∶17的溶解于醋酸丁酯中的硝化纤维素粘合剂的混合物放置在芯片的表面上，然后在约50℃的空气中干燥，再对引火头及芯片表面的剩余部分用硝化纤维素清漆上漆而完成的。

图4示出一完成的起爆管，它包含一点火单元，该点火单元带有一夹持夹具70，所述夹持具包围着一挠性薄膜10，该薄膜上装有电阻器26、电容器40和带有引火头62的芯片50。夹持夹具70基本上为圆筒形，其直径为60毫米，具有位于薄膜表面10平面中的一分隔平面，基本上无空隙，并环绕着薄膜上的部件，而在该分隔平面中具有用于装配的凹口。在引火头62和点火单元指向起爆管内部的表面之间设有通道72。馈送线74从点火单元的该表面伸展而由起爆管内部引出。由弹性体材料浇铸的包装 塞76环绕着这些部件。夹持夹具70是用聚苯乙烯浇铸成的，并且用机械方法在78处与包装塞76结合起来。该点火单元被放到一起爆管80中，该起爆管顶端装有由例如PETN制成的基本装药及由例如叠氮化铅制成的起爆炸药84。在这种方式的连接中，引火头的前部位于距起爆炸药约2毫米距离处，而起爆管是用环绕包装塞76的压槽86密封的。

Claims (41)

1、一种用于起爆起爆管的点火单元，包括：

可电气激励的引火头；

经过一开关装置连接到所述可电气激励的引火头的电流源；以及一电子单元，该电子单元包括：

一信号译码器，设计成能鉴别经外部信号线而输送到所述点火单元的一启动信号；

一延迟电路，设计成在收到启动信号一预定时间后，输出一点火信号；及

所述开关装置，设计成在收到上述点火信号时，将所述电流源连接到所述引火头上，以便对该引火头进行电气激励；

该电子单元至少包括一块由半导体材料制成的并具有一微电路的芯片，其特征在于，至少该芯片和一附加的电气部件是在具有电路图形的基片上彼此电气地和机械地连接在一起，并且所述芯片是通过在所述半导体表面上设置的显露的接触区域与在所述基片上的电路图形的相应接触区域之间进行表面装配或直接连接而与基片相连接的。

2、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，一夹持夹具环绕着所述引火头、电流源、电子单元、基片和在适当位置有一包装塞，以及该夹持夹具具有两个开口，其中一个开口用以连接到外部引线上，而另一个开口，适宜于防潮，用以显露所述起爆剂。

3、按照权利要求2所述的点火单元，其特征在于，所述夹持夹具和所环绕的部分形成一整体单元。

4、按照权利要求2或3所述的点火单元，其特征在于，所述夹持夹具是由电绝缘材料制成的，并至少有一个开口是用于在夹持夹具中包含的电路和导电的起爆管外壳之间作为接地的接触点。

5、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，还设有一个大致成圆筒形的夹持夹具，内含所述基片，该夹持夹具具有位于所述基片表面平面内的一分隔面，以便简便地插入该基片。

6、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述外部信号线为一纤维光缆，以及所述点火单元包括一连接到该光缆上的光电换能器。

7、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，至少有一层连接金属层分别加在基片的接触区域和半导体表面之间。

8、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述与基片连接的部位安排在基片的一个通孔处，跨过该孔的边缘在基片的电路图形上的接触区域可自由地突出。

9、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述接触区域设置在芯片上的与微电路相同的一侧。

10、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述可电气激励的引火头被支持在所述芯片的具有微电路的一侧。

11、按照权利要求10所述的点火单元，其特征在于，所述可电气激励的引火头包括一平坦的雷管电桥和一烟火信号元件。

12、按照权利要求11所述的点火单元，其特征在于，所述芯片的导电图形被分隔成一下部和一上部导电层，除了须用于层间接触的窗口外两导电层是相互绝缘的，而所述雷管电桥设置在上部导电层上。

13、按照权利要求12所述的点火单元，其特征在于，当基片和芯片表面的接触区域为直接连接时，所述上部导电层被结合在所述基片和芯片表面的接触区域之间的连接金属层上。

14、按照权利要求13所述的点火单元，其特征在于，所述上部导电层为双层，带有一高电阻率层和一低电阻率层，而该低电阻率层在雷管电桥处被去除掉。

15、按照权利要求8所述的点火单元，其特征在于，所述引火头被支持在所述芯片的表面上，并被定位成使其能穿过所述基片上的通孔而显露出来。

16、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述基片的电路图形包括至少一个火花隙作为防止干扰的措施，在火花隙之后的电路中设置一阻抗，以便在火花隙处将飞弧电压控制到该区域。

17、按照权利要求16所述的点火单元，其特征在于，所述火花隙是由厚度小于100微米的金属制成的。

18、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述基片是挠性的。

19、按照权利要求1所述的点火单元，其特征在于，所述基片的厚度小于1毫米。

20、一种用于起爆起爆管的点火单元，包括：

可电气激励的引火头;

经过一开关装置连接到所述可电气激励的引火头的电流源;以及一电子单元，该电子单元包括：

一信号译码器，设计成能鉴别经外部信号线而输送到所述点火单元的一启动信号;

一延迟电路，设计成在收到启动信号一预定时间后，输出一点火信号;及

所述开关装置，设计成在收到上述点火信号时，将所述电流源连接到所述引火头上，以便对该引火头进行电气激励;

该电子单元至少包括一块由半导体材料制成的并具有一微电路的芯片，其特征在于，所述可电气激励的引火头被支持在所述的由半导体材料制成的芯片的表面上。

21、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，所述可电气激励的引火头被支持在所述芯片的具有微电路的一侧。

22、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，所述可电气激励的引火头包括一平坦的雷管电桥和一烟火信号元件。

23、按照权利要求22所述的点火单元，其特征在于，所述芯片的导电图形被分隔成一下部和一上部导电层，除了须用于层间接触的窗口外两导电层是相互绝缘的，而所述雷管电桥设置在上部导电层上。

24、按照权利要求23所述的点火单元，其特征在于，所述上部导电层被结合在分别处于一个支持芯片的基片上和所述芯片表面上的接触区域之间的连接金属层上。

25、按照权利要求23所述的点火单元，其特征在于，所述上部导电层为双层，带有一高电阻率层和一低电阻率层，而该低电阻率层在雷管电桥处被去除掉。

26、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，所述芯片是完全或部分未封装的芯片。

27、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，在起爆剂和芯片表面之间至少设置一层非导电的、还可随意选择成隔热的和/或防扩散的材料。

28、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，所述芯片是通过在所述半导体表面上设置的显露的接触区域与在一个支持芯片的基片上的电路图形的相应接触区域之间直接连接而与所述的带有电路图形的基片相连接的。

29、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，其起爆剂被定位成使之能穿过供所述芯片用的基片的一个通孔而显露出来。

30、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，在基片的电路图形中至少设有一个火花隙。

31、按照权利要求20所述的点火单元，其特征在于，其基片是挠性的。

32、一种用于起爆起爆管的点火单元，包括：

可电气激励的引火头;

经过一开关装置连接到所述可电气激励的引火头的电流源;以及一电子单元，该电子单元包括：

一信号译码器，设计成能鉴别经外部信号线而输送到所述点火单元的一启动信号;

一延迟电路，设计成在收到启动信号一预定时间后，输出一点火信号;及

所述开关装置，设计成在收到上述点火信号时，将所述电流源连接到所述引火头上，以便对该引火头进行电气激励;

该电子单元至少包括一块由半导体材料制成的并具有一微电路的芯片，其特征在于，至少有一个在一薄金属层上形成的火花隙以电线与外部信号线相连接。

33、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述火花隙能在低于1000伏特的电压下导电。

34、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述火花隙既布置在各电线之间，也布置在各信号线与起爆管外壳和/或大地之间。

35、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，在所述火花隙之后的电路中设置一阻抗，以便在火花隙处将飞弧电压控制到该区域。

36、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述火花隙是由厚度小于100微米的金属制成的。

37、按照权利要求36所述的点火单元，其特征在于，所述火花隙是由厚度小于50微米的金属制成的。

38、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述芯片是通过在所述半导体表面上设置的显露的接触区域与在一种基片上的电路图形的相应接触区域之间直接连接而与所述的带有电路图形的基片相连接的。

39、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述可电气激励的引火头被支持在所述芯片的表面上。

40、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述基片是挠性的。

41、按照权利要求32所述的点火单元，其特征在于，所述的薄金属层构成了用以使电子部件相互连接的基片图形的表面的一部分。

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