CN101632000B - 点火元件搭载电容器、顶盖组件及点火装置 - Google Patents
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Abstract
一种点火元件搭载电容器，在电容器上载置着点火元件，在该点火元件搭载电容器的内部具有第一电容器部以及第二电容器部，而且设置分别电性连接于该第一电容器部以及该第二电容器的第一外部端子电极以及第二外部端子电极，并且对该第一电容器部赋予点火药的点火用的电容，且对该第二电容器部赋予去除对外部电极造成影响的噪声的功能，进而在该电容器表面设置与该点火元件电性连接的第三外部端子电极，由此，可提供一种能在高生产性下实现尺寸的缩小化和品质的提高的点火装置，进而可提供作为该点火装置的构成零件的顶盖组件以及点火元件搭载电容器与搭载有该点火装置的气囊用气体发生装置以及安全带预紧器用气体发生装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于气囊(air bag)等汽车安全装置的气体发生器等中所搭载的点火装置(squib)。
而且，本发明涉及一种作为所述点火装置的构成零件的顶盖组件(headerassembly)以及内置于该顶盖组件中的点火元件搭载电容器。
进而，本发明涉及一种搭载有所述点火装置的气囊用气体发生装置以及安全带预紧器(seat belt pretensioner)用气体发生装置。
背景技术
作为用于使安装在汽车中气囊膨胀的气体发生器的点火装置，先前以来开发有各种电子式点火装置。
该点火装置通常具有用于与外部电性连接的金属引脚(pin)，而且在该金属引脚的另一端具备用于对火药点火的加热元件。
先前使用的点火器为了对点火药点火而使用有桥丝(bridge wire)。作为桥丝，使用的是镍铬耐热合金(nichrome)线，如果桥丝的线径过细则将无法安装。而且，由于能够安装的线径的桥丝其热电容大，因此为了仅以如BUS系统般的通信的能量来对点火药点火，而必须在电容大的电容器中蓄积充分的电荷。
而且，作为其他的点火器，已知有使用印刷电路基板的制造技术，在印刷电路基板上直接形成厚膜电阻体的方法。
例如在日本专利特开2003-205823号公报中揭示有一种点火装置，其使 用印刷电路基板，直接在印刷电路基板上形成厚膜电阻体，并为了静电保护的目的而在电路基板上的其他部分搭载有变阻器(varistor)。
而且，在日本专利特开2000-108838号公报中同样揭示有一种点火装置，是将在印刷电路基板上搭载电阻性加热元件并利用焊锡将电容器与变阻器连接于印刷电路基板的点火装置进一步连接于电极引脚而获得。
通过这些技术，尽管点火所需的能量改善得比使用桥丝时低，但仍不够充分。
另一方面，半导体桥(Semiconductor Bridge，SCB)是使用溅镀或蒸镀等半导体技术而制造的电桥的总称，但与使用桥丝或印刷电路基板的点火器相比，使用半导体桥的点火器能够制作线宽较细的非常微细的构造，能够利用厚度也达到数微米左右的膜厚的薄膜电桥，因此可以减小热电容，从而具有高速响应性和低能量的点火性。桥丝在1.2A的通电下将点火药加热至点火温度为止需要800至1000微秒左右的时间，因此点火所需的能量必须为2.9mJ左右，但半导体桥一般通过来自小电容的电容器的放电而以小于等于0.44mJ便可将点火药点火。而且，SCB是使用溅镀或蒸镀等的半导体制造设备，所以不仅能大幅减小基板尺寸，而且能减小发热部的热电容且能够准确地进行控制，因此能够稳定地制作点火响应性高且低能量点火的点火装置。
然而，如果使用此种热电容小的半导体桥，则相对于来自外部的静电等的噪声(noise)，存在点火装置会误点火的危险。
因此，作为对于静电而防止误点火的对策，已知有美国专利第4944224号说明书中的方法，即：与半导体桥并联地设置电容器，通过该电容器来吸收所放出的静电。
而且，已知有日本专利特表2000-513799号公报中所揭示的点火装置，该点火装置为了能够通过被称作BUS系统的通信来实现点火而内置有集成电路(Integrated Circuit，IC)。
该点火装置的构造为：在顶盖上设置着包含经集成化的电路装置的第二 半导体小板，进而在该第二半导体小板上依次层叠着第一半导体小板及第三半导体小板，其中所述第一半导体小板包含蓄积着用以使点火元件点火的能量的电容器，所述第三半导体小板包含点火元件。
而且，为了去除来自外部的静电等的噪声，在顶盖的外部侧，在电极引脚间安装着滤波电容器(filter condenser)。
根据以上所揭示的日本专利特表2000-513799号公报中所述的点火装置，虽然有利于实现点火装置的小型化，但依然存在如下所述的问题。
第一，第二半导体小板(点火元件)与第三半导体小板(IC)利用接合线(bonding wire)而连接着。即，最近，为了提高点火元件与点火药的密接度以实现点火响应性的提高，将顶盖组件按压至内部具有点火药的杯体的开口部，并通过激光焊接而固定在杯体上，但通过这样的按压力而连接于点火元件的接合线发生断线的可能较大。
而且，第二，作为用于点火的能量蓄积用电容器，使用的是半导体电容器，因该电容器可蓄积的电能小，所以为了以该能量点火而必须使用高点火灵敏度的SCB，但此时由于点火灵敏度非常高，所以因噪声引起误爆的危险性增大。
进而，第三，噪声去除用的滤波电容器设置在顶盖的外部侧的电极引脚间，因此与IC芯片之间的距离较长，从而难以获得充分的噪声去除性能。
另外，如日本专利特表2000-513799号公报所示，当设为将第一至第三半导体小板层叠起来的构造时，顶盖基板的表面会产生凹凸，从而，与具有点火药的杯体组合起来时，存在点火药密度产生不均等的问题。
发明内容
本发明有利地解决所述问题，目的在于提供一种能在高生产性下实现尺寸的缩小化和品质的提高的点火装置、作为该点火装置的构成零件的顶盖组件以及内置于该顶盖组件中的点火元件搭载电容器与搭载有该点火装置的气囊用气体发生装置以及安全带预紧器用气体发生装置。
发明者们为了解决所述课题而反复进行了专心研究，结果获得如下所述的见解。
(1)先前，在顶盖组件上内置着点火用的电容器或使IC的内部电源稳定化的旁路电容器(bypass condenser)时，这些电容器是分别各别地设置的，但如果能用一个电容器来提供这样的两种电容器，不仅可削减安装零件个数，而且可实现点火装置的小型化。
(2)而且，如果设为在所述的具有两种电容器功能的一个电容器上搭载点火元件的构造，则可实现点火装置的进一步的小型化。
(3)进而，通过将旁路电容器设置在IC的正上方，从而能够以理想的状态获得噪声降低效果。
(4)而且，通过将点火用电容器设置在IC的正上方，将点火元件设置在该点火用电容器的正上方，并利用设置在电容器上的外部端子电极将该点火元件与IC连接起来，从而无需使用打线接合(wire bonding)便可将最上面的点火元件与最下面的IC电性连接起来，且因与点火药的接触面上无打线接合，所以可获得高点火可靠性。
(5)通过使用陶瓷电容器(ceramic condenser)来作为电容器，从而能够以可直接安装于IC上的尺寸来配置电极，同时可兼顾小型化与点火可靠性。而且，因可蓄积的能量大，所以可使用低点火感度的SCB，从而可减少因噪声引起误点火的危险。
本发明立足于上述见解。
即，本发明的主旨构成如下。
(1)一种点火元件搭载电容器，在电容器上载置着点火元件，此点火元件搭载电容器的特征在于：其内部具有第一电容器部以及第二电容器部，且具有电性连接于该第一电容器部的第一外部端子电极、以及电性连接于该第二电容器部的第二外部端子电极，该第一电容器部具有点火药的点火用的电容，该第二电容器部具有去除对外部电路造成影响的噪声的功能，并且，在该电容器的表面更具有与该点火元件电性连接的第三外部端子电极。
(2)根据所述(1)的点火元件搭载电容器，其特征在于：所述第三外部端子电极以连接于所述电容器的安装面的方式而形成。
(3)根据所述(1)或(2)的点火元件搭载电容器，其特征在于：所述点火元件载置于所述电容器的安装面的相反侧的面上。
(4)根据所述(1)至(3)中任一项的点火元件搭载电容器，其特征在于：所述第一电容器部以及所述第二电容器部分别为陶瓷电容器。
(5)根据所述(1)至(4)中任一项的点火元件搭载电容器，其特征在于：所述点火元件是由SCB及其基板构成的SCB芯片。
(6)根据所述(5)的点火元件搭载电容器，其特征在于：所述第三外部端子电极经由设置在所述SCB芯片的基板上的中继导体而与SCB电性连接。
(7)一种顶盖组件，具有多个电极引脚且堵住存放有点火药的杯体的开口部，此顶盖组件的特征在于包括：彼此绝缘地保持该多个电极引脚的顶盖；根据所述(1)至(6)中任一项的点火元件搭载电容器；以及IC，具有与该点火元件搭载电容器所具有的第一、第二及第三外部端子电极电性连接的第一、第二及第三电容器用电极以及为了与外部进行通信而电性连接于顶盖的电极引脚的通信用电极，在该顶盖上设置该IC，在该IC上设置该点火元件搭载电容器，并且通过设置在该IC上的该通信用电极而与该电极引脚电性连接。
(8)根据所述(7)的顶盖组件，其特征在于：在所述顶盖上，用树脂覆盖外径与该顶盖的外周径相等且头部至少达到该点火元件的高度水平并且除该点火元件的元件面以外的区域。
(9)根据所述(7)的顶盖组件，其特征在于：在所述顶盖上配置外径与该顶盖的外周径相等且圆筒头部至少达到该点火元件的高度水平的圆筒状的轴环，在该轴环的内侧，向除该点火元件的元件面以外的区域填充树脂，从而使得该圆筒状的轴环的内部区域变得平坦化。
(10)一种点火装置，其特征在于：将根据所述(7)至(9)中任一项的顶盖组件压入并固定到内部具有点火药的杯体的开口部。
(11)一种气囊用气体发生装置，其特征在于具有根据所述(10)所述的点火装置。
(12)一种安全带预紧器用气体发生装置，其特征在于具有根据所述(10)所述的点火装置。
[发明的效果]
列举本发明的效果如下。
(1)根据本发明，由于可利用一个电容器来提供点火用的电容器与IC驱动用、噪声去除用的旁路电容器这两种电容器，所以可实现点火装置的小型化。
(2)由于设为在所述电容器上搭载点火元件的构造，所以可实现点火装置的进一步的小型化。
(3)通过设置在电容器上的第三外部端子电极而将点火元件连接于IC，从而无需使用打线接合便可将最上面的点火元件与最下面的IC电性连接起来，且因与点火药的接触面上无打线接合，所以可获得高点火可靠性。
(4)通过将旁路电容器设置在IC的正上方，从而能够以理想的状态获得噪声降低效果。
(5)通过将点火用电容器设置在IC的正上方，且将点火元件配置于所述点火用电容器的正上方而利用第三外部端子电极进行连接，从而当将IC内部的开关电路接通(ON)时，流经点火元件的电流的路径变得极短，电感成分变小而损失减少，因此能够使来自电容器的陡急(sharp)的放电波形直接传递至点火元件，其结果，可显着提高点火可靠性。
(6)由于将各部分(parts)横置于顶盖上，从而可利用树脂使得与点火药的接触面平坦化，因此能够消除向点火药按压时的点火药密度的不均，可紧凑(compact)地构成顶盖组件，并且可确保点火药与各电极的绝缘，从 而可防止点火器的误点火。
(7)通过使用陶瓷电容器来作为电容器，从而能够以可直接安装于IC上的尺寸来配置电极，同时，因可具有大静电电容，所以可提高小型化与点火可靠性。
附图说明
图1是本发明的点火元件搭载电容器的较佳例的平面图。
图2(a)、(b)是电容器本体的平面图以及侧面图。
图3是内部电极图案的平面图。
图4(a)～(c)是改变电容器的电容的情况下的层叠体截面图，图4(a)是改变了各内部电极的面积的情况，图4(b)是改变了层叠片数的情况，图4(c)是改变了电容器的连接方法的情况。
图5(a)、(b)是具有贯通电极的SCB芯片的截面图以及平面图。
图6(a)、(b)是具有侧面电极的SCB芯片的截面图以及平面图。
图7(a)、(b)是具有作为侧面电极的侧边通孔电极的SCB芯片的截面图以及平面图。
图8(a)、(b)是具有贯通电极的SCB芯片的截面图以及平面图。
图9是载置点火元件搭载电容器的IC的平面图。
图10是本发明的顶盖组件的较佳例的截面图。
图11是在电极引脚中的一方接地的构造的顶盖上搭载有本发明的SCB芯片与电容器的示例的截面图。
图12是表示在顶盖的外周设置圆筒状的轴环并向其内侧填充树脂的状态图。
图13是本发明的点火装置的整体图。
图14是气囊用气体发生装置的概念图。
图15是安全带预紧器用气体发生装置的概念图。
图16是中央控制单元的说明图。
[符号的说明]
1 点火元件
2 电容器本体
2-1 第一电容器部
2-2 第二电容器部
3 点火元件搭载电容器
4-1 第一外部端子电极
4-2 第二外部端子电极
4-3 第三外部端子电极
4-4 电容器的安装面
5-1 电容形成部
5-2 引出部
6 薄膜电阻(SCB)
7 SCB基板
8 SCB芯片
9 贯通电极
10 侧面电极
11 侧边通孔电极
12 金属膜
13 焊锡凸块
14 阻焊剂
15 IC
15-1 用以与第一外部端子电极连接的电极垫
15-2 用以与第二外部端子电极连接的电极垫
15-3 用以与第三外部端子电极连接的电极垫
15-4 用以与电极引脚连接的电极垫
16 顶盖
17、17′ 电极引脚
18 密封玻璃
19 顶盖组件
20 圆筒状轴环
21 树脂
22 点火药
23 杯体
24 保护用树脂杯
31 气囊用气体发生装置
32 点火装置
33 强化剂
34 气体发生剂
35 过滤器
36 外廓容器
37 孔
41 安全带预紧器用气体发生装置(微型气体发生器)
42 点火装置
43 气体发生剂
44 底座(支架)
45 杯体
110 中央控制单元
111a～111d 气囊模组
112 第一供电导电体
113 第二供电导电体
114、115 电极引脚
具体实施方式
以下对本发明进行具体说明。
图1中以平面表示本发明的点火元件搭载电容器的较佳例。而且图2(a)、(b)中以平面及侧面仅表示了电容器。
图中，符号1为点火元件，2为具有两种电容器功能的电容器本体，该点火元件1载置于电容器本体2上而构成点火元件搭载电容器3。
该电容器本体2成为层叠着多个电介质层的构造，内部具有第一电容器部2-1以及第二电容器部2-2。本发明中，将第一电容器部作为点火用，另一方面，将第二电容器部作为IC驱动用或噪声去除用。
而且，在电容器本体2的外表面设置着第一至第三外部端子电极4-1、4-2、4-3，第一外部端子电极4-1与第一电容器部2-1电性连接，而且第二外部端子电极4-2与第二电容器部2-2电性连接，第三外部端子电极4-3与点火元件1电性连接。
图3(a)、(b)表示在电容器本体的内部制作两种电容器的情况下的示例。
图3表示内部电极图案的平面图，通过将内部电极分别层叠多片，从而可制作两种电容器，即，可制作第一电容器部以及第二电容器部。
图4(a)、(b)分别表示在第一电容器部2-1与第二电容器部2-2中改变电容器的电容的情况下的层叠体截面，图4(a)是改变了各内部电极的面积的情况，图4(b)是改变了层叠片数的情况，而且，图4(c)是通过在第二电容器部2-2中串联连接多个电容而降低电容的情况。
如上所述，第一电容器部通过夹着特定的电介质层并与第一内部电极相向而形成。而且，第二电容器部也同样通过夹着特定的电介质层并与第二内部电极相向而形成。
第一内部电极、第二内部电极分别如图3所示，包括电容形成部5-1与引出部5-2。而且，第一内部电极、第二内部电极在引出部5-2中与第一外部端子电极、第二外部端子电极4-1、4-2(参照图2(a)、(b))电性连接。
第一内部电极、第二内部电极的引出部5-2如图所示，宽度比电容形成部5-1窄。然而，引出部未必为窄宽度，也可与电容形成部的宽度相同。
本发明中，第一电容器部、第二电容器部的电容可相同也可不同。
大多情况下，用于去除噪声所需的电容要小于用于使点火元件发热或点火所需的电容。因此，就实用而言，使第一电容器部的电容大于第二电容器部的电容。
作为在第一电容器部与第二电容器部中使电容器的电容不同的方法，如图4(a)、(b)、(c)所示，可列举使第一内部电极、第二内部电极的相向面积不同的方法，使第一内部电极、第二内部电极的层叠片数不同的方法，或者使第一电容器、第二电容器的连接方法不同的方法等。
此处，第一电容器部的电容优选为0.5～10μF左右，另一方面，第二电容器部的电容优选为0.1～10μF左右。
而且，关于电容器部的电介质层并未作特别限定，例如，使用以BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、CaZrO3等为主成分的陶瓷较为有利。而且，也可使用在这些主成分中添加了Mn化合物或Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物等的副成分所得的化合物。
而且，所述电介质层在煅烧后的厚度优选为1～10μm左右。
而且，作为内部电极的原材料，例如，Ni、Cu、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等有利地适合。
所述内部电极在煅烧后的厚度优选为0.5～2.0μm左右。
进而，作为外部端子电极的原材料，例如，Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等较为适合。
关于这样的外部端子电极的形成，可通过与内部电极同时煅烧的共烧(cofire)而形成，也可通过涂布导电膏(paste)后进行烧结的后烧(post-fire)而形成，还可直接通过镀敷而形成。
该外部端子电极的最终厚度(最厚的部分)优选为20～100μm左右。
进而，也可在外部端子电极上配合安装形态而形成有镀敷膜。作为镀敷膜，例如，可使用Cu、Ni、Sn、Au等。而且，也可为由Ni-Sn、Ni-Au、Cu-Ni-Au等多层形成的镀敷膜。镀敷膜每一层的厚度优选为1～10μm左右。
进而，也可在外部端子电极与镀敷膜之间形成应力缓和用的树脂层。
以下，按照步骤顺序来对这样的陶瓷电容器的较佳制造方法进行说明。
(1)首先，准备陶瓷生片(ceramic green sheet)、内部电极用导电膏以及外部端子电极用导电膏。陶瓷生片或各种导电膏含有粘合剂(binder)以及溶剂，关于这些粘合剂以及溶剂，可使用公知的有机粘合剂或有机溶剂。而且，外部端子电极用导电膏中多含有玻璃成分。
(2)在所述陶瓷生片上，例如，利用丝网印刷(screen printing)等且以规定的图案来印刷上述导电膏，从而形成内部电极图案。
(3)接着，将印刷着内部电极图案的陶瓷生片层叠规定片数，并在所述陶瓷生片的上下层叠规定片数的未印刷有内部电极图案的外层用陶瓷生片，从而制作出母层叠体。另外，视需要，通过静压力压制(static pressurepress)等的方法将该母层叠体向层叠方向压接。
(4)接着，将生的母层叠体切成规定的尺寸，并切出生的陶瓷层叠体。
(5)接着，对生的陶瓷层叠体进行煅烧。煅烧温度根据陶瓷或内部电极的材料而定，优选设为900～1300℃左右。而且，关于煅烧环境，可适当地使用大气、N2、水蒸气+N2等的环境。
(6)接着，将外部端子电极用导电膏涂布在陶瓷层叠体的两端面上，进行烧结后形成外部端子电极。此时的煅烧温度优选设为700～900℃左右。
(7)然后，视需要，对外部端子电极表面施以镀敷。
这样，便可形成内部具有第一电容器部以及第二电容器部，且外表面具有第一外部端子电极、第二外部端子电极以及第三外部端子电极的电容器本体。另外，本实施例中是列举陶瓷电容器进行说明的，但本发明并不仅限于此，也可以是薄膜电容器等使用具有耐热性树脂作为电介质层的电容器。
而且，本发明中，在具有所述第一电容器部与第二电容器部的电容器本体上载置点火元件。对于载置该点火元件的面而言，只要是用于供电容器设置在后述IC上的面、即，除安装面以外的面均可，载置于安装面的相反侧的面(电容器的上表面)上较为有利。
而且，将第三外部端子电极与点火元件电性连接。该连接形态未作特别限定，以下，将对使用由SCB及其基板构成的SCB芯片来作为点火元件的情况进行说明。
图5(a)、(b)图解了所述SCB芯片的构成的一例，符号6为薄膜电阻(SCB)，7为其基板，由两者构成SCB芯片8。而且，9是作为连接SCB6与第三外部端子电极的中继导体而设置在SCB芯片基板7上的贯通电极。
如图所示，在SCB芯片基板7上设置着从其上表面起延伸至底面的贯通电极9，SCB6经由该贯通电极9而与第三外部端子电极电性连接。SCB6具有例如交替层叠着Ti层与SiO2层的构造。作为贯通电极9的材质，例如可使用Cu等。
接着，对其他连接形态进行说明。
图6(a)、(b)是在SCB芯片基板7上设置着侧面电极10来作为连接SCB6与第三外部端子电极的中继导体的情况。
而且，图7(a)、(b)是使用侧边通孔电极11来作为侧面电极的其他例的情况。该侧边通孔电极11是以如下方式形成的：在使SCB6成膜之前在基板7上形成通孔电极，在使SCB6成膜后，在最终步骤中分割成芯片时将该通孔电极切断，由此使半圆形的侧边通孔电极11露出在SCB芯片基板7的侧面。另外，该侧边通孔电极11的形状不仅为圆形，还可通过微型喷砂(micro blast)或激光加工等而形成为任意的形状。而且，如果使用了该方法，则能够更简便地形成侧面电极。
而且，图8(a)、(b)是以贯通SCB芯片基板7以及SCB6的方式而形成贯通导体9的情况。在SCB6的上表面形成着与贯通导体9抵接的金属膜12。另一方面，在SCB芯片基板7的下表面侧以与贯通导体9电性连接的方式而形成着焊锡凸块(solder bump)13。而且，在SCB芯片基板7的下表面形成着阻焊剂(solder resist)14，以防止焊锡的润湿扩散。
通过形成为上述构造，金属膜12成为贯通孔的底面，由此可将导电体填充于贯通孔内而容易形成贯通导体9。金属膜12例如由Ti、Cu、Ti这三层构造所构成，且通过薄膜形成机构而形成。此处，Ti层具有防止Cu层氧化的功能，且Ti层比Cu层薄。贯通导体9例如通过电镀等而形成。作为焊锡凸块13的材质，可使用Sn-Ag-Cu等。而且，阻焊剂14例如由感光性树脂等而形成。
作为SCB芯片的基板的材质，只要是用作印刷电路基板的材质均可，尤其优选玻璃基板、陶瓷基板、低温共烧多层陶瓷基板(Low temperatureCo-fired Multilayer Ceramic Substrates，LTCC)以及硅基板等。其原因在于，通过对发热电阻体通电，发热电阻体会发热。受到该热后，火药将达到点火的温度即约300℃而点火。因此，作为基板材质，优选直至此时的基板温度为止仍稳定的材质。
接着，对载置所述点火元件搭载电容器的IC进行说明。
如图9所示，该IC15包括用以与第一至第三外部端子电极连接的电极垫(pad)以及用以与外部连接用的电极引脚连接的电极垫，且经由这样的电极垫而使点火元件工作。
图中，15-1为用以与第一外部端子电极连接的电极垫，15-2为用以与第二外部端子电极连接的电极垫，15-3为用以与第三外部端子电极连接的电极垫，而且，15-4为用以与电极引脚连接的电极垫。
作为这样的IC的基板原材料，硅等可有利地适合。
通过连接于电极引脚的IC15的电极垫15-4而从外部向该IC传递通信的信号。IC15在从信号中取出所需信息的同时，通过连接于电极垫15-1的第一外部端子电极而将用以对点火元件点火的能量蓄积于第一电容器中。而且，电极垫15-2通过第二外部端子电极而连接在具有去除对外部电极造成影响的噪声的功能的第二电容器上。进而，电极垫15-3通过第三外部端子电极而连接于SCB。IC15可通过通信而与气囊系统的中央控制装置进行信息的交换，当中央控制装置检测到汽车发生碰撞时，利用信号向所需的IC传递点火的命令。利用所述信号对所需点火装置点火，而需点火的点火装置的IC可利用IC内部的开关电路来使蓄积于第一电容器中的能量流向SCB。当从电容器供给能量时，SCB因受热而对火药点火。
接着，对内置所述IC以及点火元件搭载电容器的顶盖组件进行说明。
图10例示了本发明的较佳顶盖组件。
图中，符号16为顶盖，17为电极引脚，而且18为用以使所述电极引脚17彼此绝缘的密封玻璃。
并且，在顶盖16上载置着IC15，在该IC15上载置着该点火元件搭载电容器3，由此构成顶盖组件19。另外，图中符号4-4表示电容器的安装面。
此处，作为设置在点火元件搭载电容器的电容器本体2外表面上的第一至第三外部端子电极4-1、4-2、4-3与设置在IC15上的电极垫15-1、15-2、15-3的连接机构，焊锡或导电膏可有利地适合。
而且，使用焊锡或导电膏对于将设置在IC15上的电极垫15-4与电极引脚17连接起来也较为有利。另外，此时，必须利用绝缘物来覆盖焊锡或导电膏，而且，当利用后述的树脂来覆盖顶盖的上表面时，电极垫15-4与电极引脚17的连接还可利用打线接合来实现。
进而，图11表示本发明的其他顶盖组件。
该例是将一侧电极引脚17′直接安装在顶盖16的金属部的情况。
这样，形成了将顶盖的金属部与一侧电极引脚连接在一起的构造，由此，即便电极引脚与顶盖金属部被施加有静电的情况下也能可靠地防止误点火。
由图10以及图11所示可知，当将点火元件搭载电容器3载置于顶盖16上时，该载置区域从顶盖16仅突出顶盖16与点火元件搭载电容器3的厚度。
这样，当在顶盖16的上表面产生段差时，将所述顶盖16插入至杯体内而使之与点火药压接的情况下，所突出的点火元件6的上方的点火药被紧密地压缩，相反，其周围区域的密度较稀疏，因此当使点火装置工作时，点火灵敏度或点火时间的不均变大，从而有可能妨碍到点火装置的工作稳定性。
为了消除这样的弊病，优选在顶盖上用外径与顶盖的外周径相等且头部至少达到点火元件的高度水平的树脂来覆盖。
为了形成这样的树脂被覆，例如，如图12所示，在顶盖16的外周设置圆筒状的轴环20，并向其内侧填充树脂21，该轴环20的头部至少与点火元件6的高度水平大致相等。
这样，通过填充该树脂21，圆筒状轴环20的内部区域变得平坦化，其结果，可使杯体内的点火药的压缩密度均匀化。
另外，此时，所填充的树脂21覆盖点火元件6的元件面，从而无法使点火药点火，因此在填充该树脂21时，重要的是向除点火元件6的元件面以外的区域填充。
另外，当填充该树脂21时，如上所述，达到与点火元件6相同的高度水平为最佳，但如果使点火元件6的高度水平与其周围所填充的树脂21的高度水平相等，则所填充的树脂21甚至有可能会覆盖至点火元件6的元件面。
因此，发明者们经过对点火元件6的元件面与树脂21的上表面的高度水平差H同点火装置的工作稳定性的关系进行调查后发现，该高度水平差H优选为0.5mm以内，更优选为0.3mm以内，这样可使点火装置的工作稳定性几乎不会产生差异。
接着，图13以截面来表示将所述顶盖组件压入并固定到内部具有点火药 的杯体的开口部而完成的点火装置的整体。
图13中，符号22为点火药，23为杯体，24为保护用树脂杯。如图所示，通过向圆筒状的轴环20的内侧填充树脂21，顶盖16的上表面变得平坦，因此，即便将这样的顶盖组件压入至杯体内，点火药密度也不会产生不均，从而在使点火装置工作时，不会产生点火灵敏度或点火时间的不均。
作为本发明中使用的点火药，优选其组成中含有锆。进而，含有氢化钛或硼、2，4，6-三硝基间苯二酚铅(tricinate)等的点火药也有利地适合。而且，另外还可使用日本专利特开2002-362992号公报所揭示的点火药，并无特别限定。并且，接触该点火药而配置作为发热电阻体的薄膜电阻。
而且，本发明中，也可在点火元件的上表面预先涂布点火药组成物。即，在薄膜电阻的上表面滴涂(dispense)浆料(slurry)状的点火药并使之干燥。与单纯填充粉末状点火药的情况相比，该点火药组成物可使点火药与薄膜电阻的接触稳定，因而有效地有助于可靠的点火和点火时间的缩短。
接着，对使用本发明的点火装置的气囊用气体发生装置进行说明。
图14中表示气囊用气体发生装置的概念图。如该图所示，气囊用气体发生装置31在其内部具有点火装置32、强化剂33、气体发生剂34及过滤器35，外部由可耐受气体发生剂34的燃烧压力的外廓容器36构成。在外廓容器36上开设有用于将产生的气体放出至气囊侧的孔37。
当点火装置32工作时，强化剂33利用从点火装置32产生的热能而燃烧，产生火焰以及热粒子。气体发生剂34在该火焰以及热粒子的作用下燃烧，产生用于使气囊膨胀的气体。该气体从气囊的外廓容器36上所开设的孔37放出到外部，此时，借由通过该过滤器35而捕集燃烧的气体发生剂的残渣，同时使气体自身冷却。
进而，对使用本发明的点火装置的安全带预紧器用气体发生装置进行说明。
图15中表示安全带预紧器用气体发生装置(微型气体发生器)的概念图。 如该图所示，微型气体发生器41在其内部具有点火装置42及气体发生剂43，点火装置42固定在被称作支架(holder)的底座44上。进而，存放气体发生剂43的杯体45也形成通过例如铆钉而固定在支架上的构造。当点火装置42工作时，通过来自点火装置42的火焰以及热粒子，杯体45内的气体发生剂43燃烧而产生气体。
接着，对使本发明的点火装置工作的中央控制单元的控制要领进行说明。
图16表示将中央控制单元110与四个气囊模组111a、111b、111c、111d连接而成的经过局域网络(Local Area Network，LAN)化的气囊系统的示例。两个气囊模组111b与111c各自可具有例如使前气囊膨胀的气体发生器，而另外两个气囊模组111a与111d各自可具有例如使侧气囊膨胀的气体发生器。
这些模组各自包含的气体发生器内收纳有点火装置，各点火装置具有两个电极引脚114、115，电极引脚114连接于与中央控制单元110连络的第一供电导电体112，电极引脚115连接于与中央控制单元110连络的第二供电导电体113。
在通常的工作状态，即，汽车未被卷入要求使大于等于一个的气囊模组111a、111b、111c、111d活性化的特定冲击中时，中央控制单元110定期对该供电导电体112、113提供低强度的电流，该电流经由电极引脚114与115而被送至四个气囊模组111a、111b、111c、111d的各个中所包含的点火装置的电能蓄积机构(电容器)。
当产生冲击而希望将例如气囊111c活性化时，中央控制单元110向第一供电导电体112发送构成用于气囊模组111c的点火装置的点火命令的特有的电脉冲列。该特有的电子脉冲列经由电极引脚114与115而被送至各点火装置，但仅气囊模组111c的点火装置中所包含的IC响应该命令而从第一电容器向点火元件供给电能，从而如上所述般使点火药点火。
如果紧跟着冲击而希望将若干个气囊模组例如气囊模组111a、111b活性化，则中央控制单元110向第一供电导电体112提供用于气囊模组111a与111b 的各个中所包含的点火装置的特有的电子脉冲列。两个点火装置各自的动作如上所述。
Claims (12)
1.一种点火元件搭载电容器，在电容器上载置着点火元件，此点火元件搭载电容器的特征在于：
其内部具有第一电容器部以及第二电容器部，且具有电性连接于该第一电容器部的第一外部端子电极、以及电性连接于该第二电容器部的第二外部端子电极，该第一电容器部具有点火药的点火用的电容，该第二电容器部具有去除对外部电路造成影响的噪声的功能，并且，在该电容器的表面更具有与该点火元件电性连接的第三外部端子电极。
2.根据权利要求1所述的点火元件搭载电容器，其特征在于：
所述第三外部端子电极以连接于所述电容器的安装面的方式而形成。
3.根据权利要求1所述的点火元件搭载电容器，其特征在于：
所述点火元件载置于所述电容器的安装面的相反侧的面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的点火元件搭载电容器，其特征在于：
所述第一电容器部以及所述第二电容器部分别为陶瓷电容器。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的点火元件搭载电容器，其特征在于：
所述点火元件是由SCB及其基板构成的SCB芯片。
6.根据权利要求5所述的点火元件搭载电容器，其特征在于：
所述第三外部端子电极经由设置在所述SCB芯片的基板上的中继导体而与SCB电性连接。
7.一种顶盖组件，具有多个电极引脚且堵住存放有点火药的杯体的开口部，此顶盖组件的特征在于包括：
彼此绝缘地保持该多个电极引脚的顶盖；根据权利要求1至6中任一项所述的点火元件搭载电容器；以及IC，具有与该点火元件搭载电容器所具有的第一、第二及第三外部端子电极电性连接的第一、第二及第三电容器用电极以及为了与外部进行通信而电性连接于顶盖的电极引脚的通信用电极，在该顶盖上设置该IC，在该IC上设置该点火元件搭载电容器，并且通过设置在该IC上的该通信用电极而与该电极引脚电性连接。
8.根据权利要求7所述的顶盖组件，其特征在于：
在所述顶盖上，用树脂覆盖外径与该顶盖的外周径相等且头部至少达到该点火元件的高度水平并且除该点火元件的元件面以外的区域。
9.根据权利要求7所述的顶盖组件，其特征在于：
在所述顶盖上配置外径与该顶盖的外周径相等且圆筒头部至少达到该点火元件的高度水平的圆筒状的轴环，在该轴环的内侧，向除该点火元件的元件面以外的区域填充树脂，从而使得该圆筒状的轴环的内部区域变得平坦化。
10.一种点火装置，其特征在于：将根据权利要求7至9中任一项所述的顶盖组件压入并固定到内部具有点火药的杯体的开口部。
11.一种气囊用气体发生装置，其特征在于具有根据权利要求10所述的点火装置。
12.一种安全带预紧器用气体发生装置，其特征在于具有根据权利要求10所述的点火装置。
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