CN115628656A - 一种电爆炸芯片集成制造方法及电爆炸芯片 - Google Patents

一种电爆炸芯片集成制造方法及电爆炸芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电爆炸芯片集成制造方法，包括：S1，通过陶瓷电路工艺在陶瓷片上制作金属化过孔，并在其中一面制作焊盘，另一面磨平抛光后磁控溅射制作电爆炸膜，然后光刻图案后构成陶瓷片+电爆炸膜；S2，将热粘聚酰亚胺膜与陶瓷片+电爆炸膜通过真空热压组装；S3，将制作加速腔的补强板再真空热压组装为电爆炸芯片集成模块，并进行激光打孔；S4，电爆炸芯片集成模板进行整体注塑封装，通过通孔注塑铆接，再用激光切割机进行分割，形成电爆炸芯片注塑封装结构。相应地，本发明还公开了一种电爆炸芯片。本发明制造的电爆炸芯片具有高可靠性，且制造效率高和成本低。

Description

一种电爆炸芯片集成制造方法及电爆炸芯片
技术领域
本发明涉及起爆炸药技术领域，特别涉及一种电爆炸芯片集成制造方法及电爆炸芯片。
背景技术
电爆炸芯片在兆瓦级脉冲电流作用下发生电爆炸，驱动PI飞片的速度至3km/s以上，直接起爆炸药，用于替代传统的敏感雷管，以大幅度提高起爆装置的安全性能，可广泛用于军事起爆与点火领域和石油射孔起爆系统。
电爆炸芯片的结构包括：反射片、电爆炸膜、飞片和加速腔，国内外均采用相似结构，但其采用的材料和实现方法各不相同。
方法一：第1层反射片为陶瓷片，第2层电爆炸膜采用磁控溅射在陶瓷片上制作铜膜，第3层采用聚酰亚胺(PI)，第4层采用金属或注塑件，各部件分别装入结构件中构成电爆炸芯片。该方法的优点是工艺成熟，缺点是制造效率低、成本高，各层之间容易出现装配间隙而导致产品性能下降。
方法二：反射片、飞片和加速膛均采用聚酰亚胺，第1层反射片采用聚酰亚胺，第2层电爆炸膜与第3层飞片采用PI敷铜膜，第4层加速腔采用聚酰亚胺；反射片、PI敷铜膜、加速膛之间采用粘接胶对位加压粘接，最后在冲床上冲裁出电爆炸芯片。该方法的优点是制造效率高、成本低，缺点是第1层和第4层刚度低、各层之间依靠粘接胶以确保结构稳定，在长期存储和环境应力作用下存在脱粘和变形而导致产品性能下降风险。
发明内容
针对背景技术中电爆炸芯片存在的问题，本发明提出了一种电爆炸芯片集成制造方法及电爆炸芯片。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种电爆炸芯片集成制造方法，包括以下步骤：
S1，通过陶瓷电路工艺在陶瓷片上制作金属化过孔，并在其中一面制作焊盘，另一面磨平抛光后磁控溅射制作电爆炸膜，然后光刻图案后构成陶瓷片+电爆炸膜；
S2，将热粘聚酰亚胺膜与陶瓷片+电爆炸膜通过真空热压组装；
S3，将制作加速腔的补强板再真空热压组装为电爆炸芯片集成模块，并进行激光打孔；
S4，电爆炸芯片集成模板进行整体注塑封装，通过通孔注塑铆接，再用激光切割机进行分割，形成电爆炸芯片注塑封装结构。
优选的，所述电爆炸膜由钛或铜或金制成，或者由钛、铜、金依次组合而成。
优选的，所述补强板由陶瓷或者钢片或者聚酰亚胺制成。
一种电爆炸芯片，包括陶瓷片、电爆炸膜、飞片和补强板；所述陶瓷片上设有金属化过孔，其上表面制作焊盘，下表面镀电爆炸膜；所述电爆炸膜上具有光刻图案；所述飞片与所述电爆炸膜通过真空热压组装；所述补强板和所述飞片通过真空热压组装；所述补强板上具有加速腔。
优选的，所述陶瓷片采用95～99.9陶瓷制成；或者，所述电爆炸膜采用钛或铜或金制成。
优选的，所述电爆炸膜由钛、铜、金依次组合而成，其中钛层厚度为50～200nm，铜层厚度为2～6um，金层厚度为10～500nm。
优选的，所述飞片由热粘聚酰亚胺材料制成，其中聚酰亚胺厚度为10～40um，热粘胶厚度为10～40um。
优选的，所述加速腔直径为0.2～0.8mm，厚度为0.1～0.5mm。
优选的，所述陶瓷片、电爆炸膜、飞片和所述补强板通过通孔注塑铆接，所述通孔数量为2～8个，直径为0.2～0.8mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明电爆炸芯片各层采用真空热压组装，实现多个电爆炸芯片模板装配，模板整体注塑封装，制造效率高、成本低；本发明电爆炸芯片第一层陶瓷片和第四层补强板采用高强度材料制成和注塑铆接，大幅度提高了电爆炸芯片结构稳定性和工作可靠性；本发明电爆炸芯片采用钛、铜、金或其依次组合成电爆炸膜，其中钛层可提高电爆炸膜和陶瓷片之间的结合力，金层可提高电爆炸膜的抗腐蚀能力，提高电爆炸芯片使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例中电爆炸芯片图；
图2为本发明一实施例中电爆炸芯片集成模板图；
图3为本发明一实施例中电爆炸芯片注塑封装图。
图中，1-陶瓷片；2-电爆炸膜；3-飞片；4-补强板；5-金属化过孔；6-焊盘；7-通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参考图1至图3，一种电爆炸芯片集成制造方法，包括以下步骤：
S1，通过陶瓷电路工艺在陶瓷片1上制作金属化过孔5，并在其中一面制作焊盘6，另一面磨平抛光后磁控溅射制作电爆炸膜2，然后光刻图案后构成陶瓷片1+电爆炸膜2；
S2，将热粘聚酰亚胺膜与陶瓷片1+电爆炸膜2通过真空热压组装；
S3，将制作加速腔的补强板4再真空热压组装为电爆炸芯片集成模块，如图2所示，并按图进行激光打孔；
S4，电爆炸芯片集成模板进行整体注塑封装，通过2～8个通孔7注塑铆接，加固层间连接强度，再用激光切割机进行分割，形成电爆炸芯片注塑封装结构，如图3所示。
本实施例中，兆瓦级脉冲模块通过金属化过孔5与电爆炸膜2电连接，兆瓦级脉冲模块输出兆瓦级脉冲电流通过金属化过孔5传输到电爆炸膜2，电爆炸膜2产生爆炸，通过补强板4上设置的加速腔通道将热粘聚酰亚胺膜，即飞片3炸飞，飞行速度能达到3km/s以上，用以直接起爆炸药。本方案制造的产品具有产品性能稳定，制造效率高、成本低以及结构稳固等优点。
在一个实施例中，电爆炸膜2由钛或铜或金制成，或者由钛、铜、金依次组合而成。
本实施例中，钛层可提高电爆炸膜2和陶瓷片1之间的结合力，金层可提高电爆炸膜2的抗腐蚀能力，提高电爆炸芯片使用寿命。
在一个实施例中，补强板4由陶瓷或者钢片或者聚酰亚胺制成。
本实施例中，电爆炸芯片中第一层陶瓷片1和第四层补强板4均采用高强度材料制成，大幅度提高了电爆炸芯片结构稳定性和工作可靠性。
在一个实施例中，热粘聚酰亚胺膜包括聚酰亚胺层和热粘胶层，其中聚酰亚胺层厚度为10～40um，热粘胶层厚度为10～40um。
本实施例中，聚酰亚胺层通过热粘胶层与电爆炸膜2真空热压固定连接。
请参考图1至图3，一种电爆炸芯片，包括陶瓷片1、电爆炸膜2、飞片3和补强板4；陶瓷片1上设有金属化过孔5，其上表面制作焊盘6，下表面镀电爆炸膜2；电爆炸膜2上具有光刻图案；飞片3与电爆炸膜2通过真空热压组装；补强板4和飞片3通过真空热压组装；补强板4上具有加速腔。
本实施例中，兆瓦级脉冲模块通过金属化过孔5与电爆炸膜2电连接，兆瓦级脉冲模块输出兆瓦级脉冲电流通过金属化过孔5传输到电爆炸膜2，电爆炸膜2产生爆炸，通过补强板4上设置的加速腔通道将飞片3炸飞，飞片3飞行速度能达到3km/s以上，用以直接起爆炸药。本方案制造的产品具有产品性能稳定，制造效率高、成本低以及结构稳固等优点。
在一个实施例中，陶瓷片1采用95～99.9陶瓷制成；或者，电爆炸膜2采用钛或铜或金制成。
在一个实施例中，电爆炸膜2由钛、铜、金依次组合而成，其中钛层厚度为50～200nm，铜层厚度为2～6um，金层厚度为10～500nm。
本实施例中，钛层可提高电爆炸膜2和陶瓷片1之间的结合力，金层可提高电爆炸膜2的抗腐蚀能力，提高电爆炸芯片使用寿命。
在一个实施例中，飞片3由热粘聚酰亚胺材料制成，其中聚酰亚胺厚度为10～40um，热粘胶厚度为10～40um。
本实施例中，聚酰亚胺层通过热粘胶层与电爆炸膜2真空热压固定连接。
在一个实施例中，加速腔直径为0.2～0.8mm，厚度为0.1～0.5mm。
在一个实施例中，陶瓷片1、电爆炸膜2、飞片3和补强板4通过通孔7注塑铆接，通孔7数量为2～8个，直径为0.2～0.8mm。
本实施例中，第一层陶瓷片1和第四层飞片3均采用高强度材料和通过通孔7注塑铆接陶瓷片1、电爆炸膜2、飞片3和补强板4，大幅度提高了电爆炸芯片结构稳定性和工作可靠性。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电爆炸芯片集成制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，通过陶瓷电路工艺在陶瓷片上制作金属化过孔，并在其中一面制作焊盘，另一面磨平抛光后磁控溅射制作电爆炸膜，然后光刻图案后构成陶瓷片+电爆炸膜；
S2，将热粘聚酰亚胺膜与陶瓷片+电爆炸膜通过真空热压组装；
S3，将制作加速腔的补强板再真空热压组装为电爆炸芯片集成模块，并进行激光打孔；
S4，电爆炸芯片集成模板进行整体注塑封装，通过通孔注塑铆接，再用激光切割机进行分割，形成电爆炸芯片注塑封装结构。
2.根据权利要求1所述的一种电爆炸芯片集成制造方法，其特征在于：所述电爆炸膜由钛或铜或金制成，或者由钛、铜、金依次组合而成。
3.根据权利要求1所述的一种电爆炸芯片集成制造方法，其特征在于：所述补强板由陶瓷或者钢片或者聚酰亚胺制成。
4.一种电爆炸芯片，其特征在于，包括陶瓷片、电爆炸膜、飞片和补强板；所述陶瓷片上设有金属化过孔，其上表面制作焊盘，下表面镀电爆炸膜；所述电爆炸膜上具有光刻图案；所述飞片与所述电爆炸膜通过真空热压组装；所述补强板和所述飞片通过真空热压组装；所述补强板上具有加速腔。
5.根据权利要求4所述的一种电爆炸芯片，其特征在于：所述陶瓷片采用95～99.9陶瓷制成；或者，所述电爆炸膜采用钛或铜或金制成。
6.根据权利要求4所述的一种电爆炸芯片，其特征在于：所述电爆炸膜由钛、铜、金依次组合而成，其中钛层厚度为50～200nm，铜层厚度为2～6um，金层厚度为10～500nm。
7.根据权利要求4所述的一种电爆炸芯片，其特征在于：所述飞片由热粘聚酰亚胺材料制成，其中聚酰亚胺厚度为10～40um，热粘胶厚度为10～40um。
8.根据权利要求4所述的一种电爆炸芯片，其特征在于：所述加速腔直径为0.2～0.8mm，厚度为0.1～0.5mm。
9.根据权利要求4至权利要求8中任一所述的一种电爆炸芯片，其特征在于：所述陶瓷片、电爆炸膜、飞片和所述补强板通过通孔注塑铆接，所述通孔数量为2～8个，直径为0.2～0.8mm。
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