WO1995033175A1 - Initiateur pyrotechnique - Google Patents

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WO1995033175A1
WO1995033175A1 PCT/FR1995/000702 FR9500702W WO9533175A1 WO 1995033175 A1 WO1995033175 A1 WO 1995033175A1 FR 9500702 W FR9500702 W FR 9500702W WO 9533175 A1 WO9533175 A1 WO 9533175A1
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WO
WIPO (PCT)
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initiator
pyrotechnic
housing
substance
initiator according
Prior art date
Application number
PCT/FR1995/000702
Other languages
English (en)
Inventor
Joseph Refouvelet
Hervé Lebreton
Jean-Claude Bernardy
Yves Castel
Original Assignee
Giat Industries
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giat Industries filed Critical Giat Industries
Priority to KR1019960700301A priority Critical patent/KR960704210A/ko
Priority to DE69506213T priority patent/DE69506213T2/de
Priority to JP8500435A priority patent/JPH09506965A/ja
Priority to EP95921861A priority patent/EP0711400B1/fr
Publication of WO1995033175A1 publication Critical patent/WO1995033175A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • F42B3/13—Bridge initiators with semiconductive bridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping

Definitions

  • the field of the present invention is that of pyrotechnic initiators, that is to say components making it possible to transmit a pyrotechnic effect in a pyrotechnic chain.
  • pyrotechnic initiators that is to say components making it possible to transmit a pyrotechnic effect in a pyrotechnic chain.
  • patents US2968985, US2767655 and US4819560 initiators whose housing is made of plastic.
  • These inexpensive initiators are more particularly intended for initiating explosive cartridges used in the mining or quarrying industry. They generally include a plastic case of constant thickness which contains the initiation charge and which is fragmented during the initiation of the latter.
  • the invention thus aims to provide an initiator which is both extremely reliable and robust, while being very resistant to electrostatic discharges.
  • the invention finally proposes an initiator having a very high level of security, capable of initiating primary explosives, but also making it possible to use insensitive pyrotechnic compositions.
  • the subject of the invention is a pyrotechnic initiator comprising a pyrotechnic substance placed inside a housing, and characterized in that that the housing comprises a metal wall secured to a bottom also metallic, the bottom being traversed by at least two electrodes of which at least one is electrically insulated from the bottom by an insulating material, and in that the housing comprises an overmolding in a material plastic surrounding at least the bottom and part of the electrodes.
  • the housing is closed by a spangle on which the edge of the metal wall is folded.
  • a seal will then be placed between the straw and the closing edge of the wall.
  • the overmolding also surrounds the metal wall and carries a plastic plug which closes the housing.
  • the bottom may carry a pellet of an insulating substrate on which will be deposited a semiconductor bridge partially covered by two conductive pads.
  • one of the conductive pads is connected to the metal bottom of the housing via a semiconductor well passing through the substrate, said bottom being itself connected to one of the electrodes.
  • a layer of thermal and electrical insulating material is deposited on the semiconductor bridge and isolates it from the pyrotechnic substance.
  • the insulating material will preferably consist of silicon oxide or nitride deposited in a thin layer of between 0.5 and 10 micrometers.
  • the pyrotechnic substance is deposited in the housing by a wet loading process.
  • FIG. 1 represents in longitudinal section an initiator according to a first embodiment of 1 'invention
  • FIG. 2 represents in longitudinal section an initiator according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 is an enlarged view of the initiation means used in this latter embodiment.
  • an initiator 1 comprises a pyrotechnic substance 2 of known type, (for example an explosive (detonator) or an inflammatory pyrotechnic composition), substance placed in a housing 3.
  • a pyrotechnic substance 2 of known type for example an explosive (detonator) or an inflammatory pyrotechnic composition
  • the housing 3 includes a wall.
  • metallic 4 cylindrical secured to a bottom 5 also metallic.
  • Wall and bottom are made of stainless steel.
  • the bottom here takes the form of a cap, the upper face 6 of which receives the pyrotechnic substance 2 and which has an enlarged collar 7 on which the wall 4 abuts. Bottom and wall are connected to each other by welding electric, laser welding or another type of welding.
  • the bottom 5 is crossed by two electrodes 8a, 8b, one of which (8a) is in electrical contact with the bottom 5 and the other (8b) is electrically insulated therefrom by means of an insulating material 15 such as a glass filling. .
  • a means for initiating the pyrotechnic substance is fixed between the electrodes.
  • This means is here a resistive wire 9 which connects the electrodes 8a and 8b and which is fixed by welding on their ends.
  • the electrical characteristics of the wire 9 are conventionally determined by a person skilled in the art as a function of the pyrotechnic characteristics of the substance 2.
  • the housing 3 finally comprises an overmolding 10 of a plastic material which surrounds the bottom 5 and a part of the electrodes 8a, 8b.
  • the rigidity of the connection is improved by the presence of the flange 7.
  • This overmolding makes it possible to improve the mechanical resistance of the component, in particular with respect to impacts. It also completes the electrical insulation of the electrodes and protects the glass filling 15.
  • the overmolding 10 is made of plastic material of the polyamide or polycarbonate type, a material possibly loaded with glass fibers to increase its mechanical strength.
  • a load of 10% to 40% by mass of short glass fibers (a few tenths of a millimeter long) will be adopted.
  • the overmolding 10 includes a bulge 11 which gives a bearing surface allowing for example its installation in a housing arranged in a pyrotechnic substance or in an initiation device not shown (housing to the diameter of the housing).
  • the wall 4 of the housing is closed by a straw 12 on which the edge 13 of the metal wall is folded.
  • An O-ring seal 14 is disposed between the straw 12 and the edge 13 for closing the wall.
  • the pyrotechnic substance 2 is deposited inside the casing 3, preferably by a wet loading process, but it could also be put in place by compression.
  • the initiator according to the invention can be manufactured easily and at low cost, the manufacture requiring only a few operations and each operation being simple and easily automated.
  • the base carrying the electrodes and the insulating material constitutes a sub-assembly which is produced in standard manner in large quantities in the electronic industry for the manufacture of components such as transistors or thyristors. Such a component is very inexpensive.
  • the plastic overmolding also makes it possible to obtain the shape which ensures the possibility of mounting the component in the desired application.
  • Such overmolding is inexpensive.
  • the filament is welded to the electrodes by means of welding techniques adapted to the wiring of integrated circuits, inexpensive techniques and allowing high production rates.
  • the substance is placed by compression directly in the housing of the housing and on the filament.
  • the metal wall and bottom also provide the initiator with excellent mechanical rigidity and, by forming a Faraday cage, give the initiator significant resistance to electrostatic discharge while protecting it from currents induced by the electromagnetic environment. .
  • resistive wire 9 As a variant, it would be possible to replace the resistive wire 9 with a semiconductor, printed circuit or integrated circuit wafer, which can itself be glued to the bottom 5.
  • the pyrotechnic substance 2 is preferably deposited according to the known method of wet loading.
  • the substance is for example a quaternary substance of known type and combining in conventional proportions not specified here and which are well known to those skilled in the art:
  • -a primary explosive such as lead tricinate
  • -an oxidant such as potassium perchlorate
  • Potassium Chlorate or Potassium Nitrate
  • -a reducing agent such as antimony sulfide, Calcium silicide, graphite or aluminum powder
  • an additive intended to increase or decrease the power of the initiator (such as lead thyocyanate, aluminum powder or lead dioxide).
  • This substance will be mixed with 1 to 5% by mass of a binder such as natural gum or a synthetic binder and with water (5 to 30% by mass).
  • a binder such as natural gum or a synthetic binder
  • water 5 to 30% by mass.
  • FIG. 2 represents another embodiment of the invention in which the bottom 5 has the form of a plate carrying a peripheral flange 7 on which the metal wall 4 is positioned.
  • Wall and bottom are also made of stainless steel and are welded by electric arc.
  • the electrode 8b is welded into a blind hole in the bottom 5 while the electrode 8a passes through the bottom. It is electrically isolated from the bottom by a glass ring 15.
  • the plastic overmolding 10 surrounds the bottom, part of the electrodes and also the metal wall 4 over substantially its entire height.
  • the rigidity of the joining is improved by the presence of the collar 7.
  • the housing 3 is closed by a plug 16 made of the same plastic as that of the overmolding 10.
  • the plug 16 has a cylindrical central part 17, of the same diameter as the metal wall 4, and whose 'front face 18 is in abutment on the pyrotechnic substance 2.
  • the periphery of the plug 16 has a conical profile 16a which comes into contact with a complementary profile provided on the overmolding 10.
  • the conical profile 16a is separated from the central part 17 by an annular groove 19.
  • This clearance allows slight compression of the pyrotechnic substance during assembly, for example by ultrasonic welding.
  • the plug is welded after evaporation of the water as described above.
  • the ultrasonic welding is carried out in a known manner by applying a sonotrode of a welding device on a circular ring of the outer flat face of the plug, ring located substantially in line with the conical profile 16a (mark S).
  • the vibrations of the sonotrode cause the contact surfaces, that is to say conical surfaces, to be welded.
  • the plug 16 also includes a blind hole 20, produced on its external face, and which thus forms on the plug an area of reduced thickness or partition 21.
  • the pressure generated by the pyrotechnic substance 2 breaks the zone of reduced thickness 21 and the initiator then transmits a pyrotechnic effect in an axial direction.
  • the advantage of this latter embodiment is that it makes it possible to obtain a completely sealed initiator.
  • the presence of the wall and the metal bottom also provide protection against electromagnetic influences and static electricity.
  • Figure 3 is a partial and enlarged representation of the initiation means used in this second embodiment.
  • the initiation means consists of a patch 22 of an insulating substrate based on undoped silicon, on which is deposited a semiconductor bridge 23
  • conductive pads 24a and 24b (for example made of aluminum).
  • the spacing between the pads is between 60 and 100 micrometers and preferably of the order of 80 micrometers.
  • the characteristics of the initiator will be determined in a known manner by modifying the spacing of the pads, the dimensions of the semiconductor bridge and its doping.
  • the stud 24a is connected to the electrode 8a by a connecting wire 25 fixed by welding.
  • the stud 24b is connected to the electrode 8b via the metal bottom 5 through a semiconductor well 26 (doped silicon) which passes through the insulating substrate.
  • a semiconductor well 26 doped silicon
  • Such an arrangement makes it possible to reduce the risk of breakage of the connection wires (one wire used instead of two) during the loading operations with pyrotechnic substance.
  • the technologies used to produce the wafer 22 are well known to those skilled in the art in the field of manufacturing electronic semiconductor components (doping of silicon, vacuum metallization, solders). These techniques are suitable for producing components in large series and therefore inexpensive.
  • a composition will be adopted as the pyrotechnic substance, the average particle size of which is of the same order of magnitude as the dimensions of the semiconductor bridge.
  • Such an arrangement makes it possible to limit the heat transfer at low temperature while ensuring this transfer by convection and / or projection at high temperature, which accentuates the effect of inherent non-linearity of the semiconductor (i.e. the precision of the threshold operating, therefore safety).
  • a composition with an average particle size of 80 micrometers will be chosen (ie an actual particle size between 10 and 200 micrometers) for a bridge with a width of 80 micrometers.
  • Such an initiation means also makes it possible to obtain a high concentration of energy over an area (the semiconductor bridge) of reduced surface.
  • This technology thus allows the use of less sensitive pyrotechnic substances, for example boron-based compositions (20% by mass) and potassium nitrate (80% by mass) or aluminum compositions.
  • the pyrotechnic substance will preferably be wet loaded in accordance with the process described previously. This type of charge ensures the reproducibility of the contact between the semiconductor bridge and the substance and also makes it possible to obtain with precision the desired mass of pyrotechnic substance. Alternatively, it is also possible to place in the housing a dry pyrotechnic substance.
  • the plug 12 will, as previously, be kept in abutment against the pyrotechnic substance when it is fixed by welding to the skirt.
  • thermal and electrical insulating material on the semiconductor bridge.
  • This layer could for example be a layer of 0.5 to 10 micrometers thick of silicon oxide or silicon nitride.
  • Such an insulating layer makes it possible to greatly reduce the heat transfer between the semiconductor bridge and the pyrotechnic substance. The latter cannot therefore be initiated or degraded when a low current flows (of the order of 0.3 amperes).
  • the insulating layer is crossed by projections of silicon plasma at high pressure and high temperature and it can initiate explosives or insensitive pyrotechnic substances (for example a composition combining Boron and potassium nitrate).
  • a chip 22 comprising logic circuits which control integrated switches (based on transistors or thyristors) which can block the flow of current in the semiconductor bridge 23.
  • the initiator can then only be initiated in response to a specific coded signal transmitted superimposed on the power signal supplied by the electrodes (or transmitted by specific complementary electrodes crossing the bottom 5).

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Abstract

Le domaine de la présente invention est celui des initiateurs pyrotechniques. L'initiateur selon l'invention est caractérisé en ce que son boîtier (3) comprend une paroi métallique (4) solidaire d'un fond (5) également métallique, le fond étant traversé par au moins deux électrodes (8a, 8b) dont au moins une est isolée électriquement du fond (5) par un matériau isolant (15), et en ce que le boîtier (3) comporte un surmoulage (10) en une matière plastique entourant au moins le fond (5) et une partie des électrodes (8a, 8b). Application aux initiateurs pour systèmes de sécurité automobile.

Description

I ΓΓIATEUR PYROTECHNIQUE
Le domaine de la présente invention est celui des initiateurs pyrotechniques, c'est à dire des composants permettant de transmettre un effet pyrotechnique dans une chaîne pyrotechnique. On connaît par les brevets US2968985, US2767655 et US4819560 des initiateurs dont le boîtier est réalisé en matière plastique. Ces initiateurs bon marché sont plus particulièrement destinés à initier des cartouches explosives utilisées dans l'industrie des mines ou des carrières. Ils comportent généralement un boîtier en matière plastique d'épaisseur constante qui renferme la charge d'initiation et qui se trouve fragmenté lors de l'initiation de cette dernière.
Si ces initiateurs sont bon marché, ils ont un niveau de sûreté et de fiabilité qui interdit leur emploi dans d'autres domaines techniques que celui des carrières, par exemple dans le domaine de l'armement ou dans celui des systèmes de sécurité par exemple pour l'automobile.
De plus avec de tels initiateurs la protection vis à vis des décharges électrostatiques n'est pas assurée.
C'est le but de l'invention de proposer un initiateur qui ne présente pas de tels inconvénients.
L'invention vise ainsi à proposer un initiateur qui soit à la fois extrêmement fiable et robuste, tout étant très résistant aux décharges électrostatiques.
C'est également un but de l'invention que de proposer un initiateur pouvant être fabriqué en grande série à moindre coût et de façon sûre, ce qui autorise son utilisation par exemple pour l'initiation des dispositifs de sécurité utilisés sur les véhicules, en particulier automobiles.
L'invention propose enfin un initiateur présentant un très haut niveau de sécurité, capable d'initier des explosifs primaires, mais aussi permettant de mettre en oeuvre des compositions pyrotechniques peu sensibles.
Ainsi l'invention a pour objet un initiateur pyrotechnique comprenant une substance pyrotechnique disposée à l'intérieur d'un boîtier, et caractérisé en ce que le boîtier comprend une paroi métallique solidaire d'un fond également métallique, le fond étant traversé par au moins deux électrodes dont au moins une est isolée électriquement du fond par un matériau isolant, et en ce que le boîtier comporte un surmoulage en une matière plastique entourant au moins le fond et une partie des électrodes .
Selon un premier mode de réalisation, le boîtier est fermé par un paillet sur lequel est replié le bord de la paroi métallique.
Un joint d'étanchéité sera alors disposé entre le paillet et le bord de fermeture de la paroi.
Selon un deuxième mode de réalisation, le surmoulage entoure également la paroi métallique et porte un bouchon en matière plastique qui ferme le boîtier.
Le fond pourra porter une pastille d'un substrat isolant sur lequel sera déposé un pont semi conducteur recouvert partiellement par deux plots conducteurs.
Selon un mode de réalisation préféré, un des plots conducteurs est relié au fond métallique du boîtier par l'intermédiaire d'un puit semi-conducteur traversant le substrat, ledit fond étant lui même relié à une des électrodes.
Selon une variante de l'invention, une couche de matériau isolant thermique et électrique est déposée sur le pont semi conducteur et isole celui-ci de la substance pyrotechnique.
Le matériau isolant sera de préférence constitué par de l'oxyde ou du nitrure de silicium déposé en une couche mince comprise entre 0,5 et 10 micromètres.
Avantageusement, la substance pyrotechnique est déposée dans le boîtier par un procédé de chargement par voie humide.
La granulométrie moyenne des constituants de la substance pyrotechnique sera de préférence choisie du même ordre de grandeur que les dimensions du pont semi conducteur. D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: -la figure 1 représente en coupe longitudinale un initiateur selon un premier mode de réalisation de 1'invention,
-la figure 2 représente en coupe longitudinale un initiateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
-la figure 3 est une vue agrandie des moyens d'initiation utilisés dans ce dernier mode de réalisation.
En se reportant à la figure 1, un initiateur 1 selon l'invention comprend une substance pyrotechnique 2 de type connu, (par exemple un explosif (détonateur) ou une composition pyrotechnique inflammatrice) , substance disposée dans un boîtier 3.
Le boîtier 3 comprend une paroi . métallique 4 cylindrique solidaire d'un fond 5 également métallique. Paroi et fond sont réalisés en acier inoxydable.
Le fond affecte ici la forme d'un capuchon dont la face supérieure 6 reçoit la substance pyrotechnique 2 et qui présente une collerette élargie 7 sur laquelle vient en butée la paroi 4. Fond et paroi sont reliés l'un à l'autre par soudure électrique, par soudure laser ou un autre type de soudure.
Le fond 5 est traversé par deux électrodes 8a, 8b dont une (8a) est en contact électrique avec le fond 5 et l'autre (8b) est isolée électriquement de celui ci au moyen d'un matériau isolant 15 tel un remplissage de verre.
Un moyen d'initiation de la substance pyrotechnique est fixé entre les électrodes. Ce moyen est ici un fil résistif 9 qui relie les électrodes 8a et 8b et qui est fixé par soudure sur leurs extrémités.
Les caractéristiques électriques du fil 9 sont déterminées de façon classique par l'homme du métier en fonction des caractéristiques pyrotechniques de la substance 2. On pourra par exemple adopter un fil de résistance 2 ohms pour une substance du type quaternaire (à quatre éléments telle une substance connue comme l'association Perchlorate de Potassium - Thyocyanate de Plomb - Sulfure d'antimoine - Tricinate de Plomb) .
Le boîtier 3 comporte enfin un surmoulage 10 en une matière plastique qui entoure le fond 5 et une partie des électrodes 8a, 8b. La rigidité de la solidarisation est améliorée par la présence de la collerette 7. Ce surmoulage permet d'améliorer la résistance mécanique du composant en particulier vis à vis des chocs. Il complète également l'isolation électrique des électrodes et protège le remplissage de verre 15.
Le surmoulage 10 est réalisé en matière plastique du type Polyamide ou polycarbonate, matière éventuellement chargée de fibres de verre pour augmenter sa résistance mécanique.
On adoptera par exemple une charge de 10% à 40% en masse de fibres de verre courtes (quelques dixièmes de millimètre de long) .
Le surmoulage 10 comporte un renflement 11 qui donne une surface d'appui permettant par exemple sa mise en place dans un logement aménagé dans une substance pyrotechnique ou dans un dispositif d'initiation non représentés (logement au diamètre du boîtier) .
La paroi 4 du boîtier est fermée par un paillet 12 sur lequel est replié le bord 13 de la paroi métallique.
Un joint d'étanchéité torique 14 est disposé entre le paillet 12 et le bord 13 de fermeture de la paroi. La substance pyrotechnique 2 est déposée à l'intérieur du boîtier 3, de préférence par un procédé de chargement par voie humide, mais elle pourrait également être mise en place par compression.
On constate ainsi que l'initiateur selon l'invention peut être fabriqué aisément et à moindre coût, la fabrication ne nécessitant que peu d'opérations et chaque opération étant simple et facilement automatisable. Le fond portant les électrodes et le matériau isolant constitue un sous-ensemble qui est produit de façon standard en grande quantité dans l'industrie électronique pour la fabrication de composants tels les transistors ou thyristors. Un tel composant est très bon marché.
Le surmoulage en plastique permet aussi d'obtenir la forme qui assure la possibilité de montage du composant dans l'application souhaitée. Un tel surmoulage est peu coûteux. Le filament est soudé sur les électrodes au moyen des techniques de soudure adaptées au câblage de circuits intégrés, techniques peu onéreuses et permettant des cadences de fabrication élevées.
La substance est mise en place par compression directement dans le logement du boîtier et sur le filament.
La paroi et le fond métalliques assurent également à l'initiateur une excellente rigidité mécanique et permettent, en formant une cage de Faraday, de donner à l'initiateur une résistance importante aux décharges électrostatiques tout en le protégeant des courants induits par l'environnement électromagnétique.
Il serait possible à titre de variante de remplacer le fil résistif 9 par une plaquette de semi-conducteur, de circuit imprimé ou de circuit intégré, qui pourra elle même être collée au fond 5.
La substance pyrotechnique 2 est de préférence déposée suivant le procédé connu de chargement par voie humide.
La substance est par exemple une substance quaternaire de type connu et associant dans des proportions classiques non précisées ici et qui sont bien connues de l'homme du métier:
-un explosif primaire (comme le tricinate de plomb) , -un oxydant (comme le Perchlorate de potassium, le
Chlorate de Potassium, ou le Nitrate de potassium) , -un réducteur (comme le sulfure d'antimoine, le silicure de Calcium, le graphite ou encore l'aluminium en poudre) ,
-un additif destiné à accroître ou diminuer la puissance de l'initiateur (comme le Thyocyanate de plomb, la poudre d'aluminium ou le bioxyde de plomb) .
Cette substance sera mélangée à 1 à 5% en masse d'un liant comme la gomme naturelle ou un liant synthétique et avec de l'eau (5 à 30% en masse) . L'avantage de réaliser un mélange humide est qu'il est alors possible de travailler ce mélange et de diviser la substance en réduisant les risques d'initiation inopinée.
La substance est ainsi mise en forme de pastilles du diamètre du boîtier avec un outillage approprié. Un poinçon assure une compression modérée (20 à 40 mégapascals) de cette pastille ce qui permet à la substance pyrotechnique de remplir complètement le boîtier 3 et d'être en contact intime avec le filament 9. La compression a également pour effet de chasser l'eau vers le dessus de la substance. Les initiateurs chargés passent ensuite dans un tunnel chaud (50 à 80°C) qui provoque 1 'évaporâtion de l'eau. Le séchage de la substance a pour effet de lui restituer sa sensibilité. La figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le fond 5 a la forme d'une plaque portant une collerette périphérique 7 sur laquelle la paroi métallique 4 est positionnée.
Paroi et fond sont encore réalisés en acier inoxydable et sont soudés par arc électrique.
L'électrode 8b est soudée dans un trou borgne du fond 5 tandis que l'électrode 8a traverse le fond. Elle est isolée électriquement du fond par un anneau de verre 15.
Dans ce mode de réalisation, le surmoulage en matière plastique 10 entoure le fond, une partie des électrodes et également la paroi métallique 4 sur sensiblement toute sa hauteur. La rigidité de la solidarisation est améliorée par la présence de la collerette 7.
Le boîtier 3 est fermé par un bouchon 16 réalisé dans la même matière plastique que celle du surmoulage 10. Le bouchon 16 comporte une partie centrale cylindrique 17, de même diamètre que la paroi métallique 4, et dont la' face frontale 18 est en appui sur la substance pyrotechnique 2.
La périphérie du bouchon 16 présente un profil conique 16a qui vient en contact avec un profil complémentaire aménagé sur le surmoulage 10. Le profil conique 16a est séparé de la partie centrale 17 par une gorge annulaire 19.
Lors de la mise en place du bouchon sur le composant chargé de substance pyrotechnique, il subsiste un jeu j de l'ordre du dixième de millimètre entre le fond de la gorge 19 du bouchon et la partie supérieure du surmoulage 10 (jeu exagéré sur la figure).
Ce jeu autorise une légère compression de la substance pyrotechnique lors de l'assemblage par exemple par soudure aux ultra-sons.
Une telle disposition permet, d'une part d'éviter la présence d'un espace vide à l'intérieur du boîtier ce qui limite les risques de frottement, et d'autre part assure un bon contact entre la substance pyrotechnique et le moyen d'initiation.
On augmente ainsi sûreté et fiabilité de l'initiateur.
Dans le cas où la substance est chargée par voie humide, la soudure du bouchon est réalisée après évaporation de l'eau comme cela a été décrit précédemment.
La soudure par ultra-sons est réalisée d'une façon connue en appliquant une sonotrode d'un appareil à souder sur une couronne circulaire de la face plane externe du bouchon, couronne située sensiblement au droit du profil conique 16a (repère S) . Les vibrations de la sonotrode entraînent la soudure des surfaces en contact, c'est à dire des surfaces coniques .
A titre de variante il serait possible de fixer le bouchon sur le boîtier par collage ou par clipsage.
Le bouchon 16 comporte également un trou borgne 20, réalisé sur sa face externe, et qui forme ainsi sur le bouchon une zone d'épaisseur réduite ou cloison 21.
Lors du fonctionnement de l'initiateur, la pression générée par la substance pyrotechnique 2 brise la zone d'épaisseur réduite 21 et l'initiateur transmet alors un effet pyrotechnique suivant une direction axiale.
L'avantage de ce dernier mode de réalisation est qu'il permet d'obtenir un initiateur totalement étanche. La présence de la paroi et du fond métallique assurent par ailleurs la protection vis à vis des influences électromagnétiques et de l'électricité statique.
La figure 3 est une représentation partielle et agrandie du moyen d'initiation utilisé dans ce deuxième mode de réalisation.
Le moyen d'initiation est constitué par une pastille 22 d'un substrat isolant à base de silicium non dopé, sur lequel est déposé un pont semi conducteur 23
(formé de silicium dopé) et recouvert partiellement par deux plots conducteurs 24a et 24b (par exemple en aluminium) .
L'écartement entre les plots est compris entre 60 et 100 micromètres et de préférence de l'ordre de 80 micromètres. On déterminera d'une façon connue les caractéristiques de l'initiateur en modifiant l'écartement des plots, les dimensions du pont semi-conducteur et son dopage .
Le plot 24a est relié à l'électrode 8a par un fil de liaison 25 fixé par soudure. Le plot 24b est relié à l'électrode 8b par l'intermédiaire du fond métallique 5 au travers d'un puit semi- conducteur 26 (silicium dopé) qui traverse le substrat isolant. Une telle disposition permet de réduire les risques de ruptures des fils de connexion (un fil utilisé au lieu de deux) lors des opérations de chargement en substance pyrotechnique. Les technologies mises en oeuvre pour réaliser la pastille 22 sont bien connues de l'homme du métier dans le domaine de- la fabrication de composants électroniques à semi conducteur (dopage du silicium, métallisation sous vide, soudures) . Ces techniques sont adaptées à la réalisation de composants en grande série donc peu coûteux.
L'utilisation d'un moyen d'initiation à pont semi¬ conducteur permet d'obtenir un initiateur dont les seuils de sécurité et de fonctionnements sont précis, ce qui ajoute à sa sûreté.
On adoptera comme substance pyrotechnique une composition dont la granulomètrie moyenne est du même ordre de grandeur que les dimensions du pont semi-conducteur. Une telle disposition permet de limiter le transfert thermique à basse température tout en assurant ce transfert par convection et/ou projection à haute température ce qui accentue l'effet de non linéarité propre du semi-conducteur (c'est à dire la précision du seuil de fonctionnement, donc la sûreté) . A titre d'exemple on choisira une composition de granulomètrie moyenne 80 micromètres (soit une granulomètrie réelle comprise entre 10 et 200 micromètres) pour un pont de largeur 80 micromètres.
Un tel moyen d'initiation permet également d'obtenir une forte concentration d'énergie sur une zone (le pont semi conducteur) de surface réduite.
Cette technologie autorise ainsi l'emploi de substances pyrotechniques moins sensibles par exemple des compositions à base de bore (20% en masse) et de nitrate de potassium (80% en masse) ou des compositions aluminium
(20% en masse) / oxyde de cuivre (80% en masse) .
La substance pyrotechnique sera de préférence chargée par voie humide conformément au procédé décrit précédemment. Ce type de chargement permet d'assurer la reproductibilité du contact entre le pont semi-conducteur et la substance et permet également d'obtenir avec précision la masse souhaitée de substance pyrotechnique. A titre de variante, il est également possible de disposer dans le boîtier une substance pyrotechnique sèche.
La compression de la substance dans le logement du boîtier sera effectuée alors sous une pression supérieure
(par exemple de l'ordre de 100 à 200 mégapascals) . Le bouchon 12 sera comme précédemment maintenu en appui contre la substance pyrotechnique lors de sa fixation par soudure sur la jupe.
A titre de variante, il est possible également de déposer une couche de matériau isolant thermique et électrique sur le pont semi-conducteur. Cette couche pourra être par exemple une couche de 0,5 à 10 micromètres d'épaisseur d'oxyde de silicium ou de nitrure de silicium.
Une telle couche isolante permet de diminuer fortement le transfert thermique entre le pont semi- conducteur et la substance pyrotechnique. Cette dernière ne peut donc pas être initiée ou dégradée lorsqu'il circule un courant faible (de l'ordre de 0,3 Ampères) . Par contre sous un fort courant (supérieur à 0,8 Ampères), la couche isolante est traversée par des projections de plasma de silicium à haute pression et haute température et elle peut initier des explosifs ou des substances pyrotechniques peu sensibles (par exemple une composition associant Bore et Nitrate de potassium) .
Une telle variante permet d'obtenir un initiateur de sûreté encore meilleure.
Il est possible aussi d'utiliser la technologie des circuits intégrés pour former une pastille 22 comportant des circuits logiques qui commandent des interrupteurs intégrés (à base de transistors ou thyristors) pouvant bloquer le passage du courant dans le pont semi conducteur 23. L'initiateur ne pourra alors être initié qu'en réponse à un signal codé déterminé transmis en superposition au signal de puissance fourni par les électrodes (ou encore transmis par des électrodes complémentaires spécifiques traversant le fond 5) .

Claims

REVENDICATIONS
1-Initiateur pyrotechnique (1) comprenant une substance pyrotechnique (2) disposée à l'intérieur d'un boîtier (3), qui comporte une paroi métallique (4) solidaire d'un fond (5) également métallique, le fond étant traversé par au moins deux électrodes (8a, 8b), dont au moins une est isolée électriquement du fond (5) par un matériau isolant (15), initiateur caractérisé en ce que le boîtier comporte un surmoulage (10) en une matière plastique entourant le fond (5) , une partie des électrodes (8a, 8b) et la paroi métallique (4), le boîtier portant un bouchon (16) en matière plastique qui ferme le boîtier et dont une face frontale (18) est en appui sur la substance pyrotechnique.
2-Initiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (5) porte une pastille (22) d'un substrat isolant sur lequel est déposé un pont semi conducteur (23) recouvert partiellement par deux plots conducteurs (24a, 24b) .
3-Initiateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu 'un des plots conducteurs (24b) est relié au fond (5) métallique du boîtier (3) par l'intermédiaire d'un puits semi-conducteur (26) traversant le substrat, ledit fond (5) étant lui même relié à une des électrodes (8b) .
4-Initiateur selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu 'une couche de matériau isolant thermique est électrique est déposée sur le pont semi¬ conducteur et isole celui-ci de la substance pyrotechnique. 5-Initiateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau isolant est constitué par de l'oxyde ou du nitrure de silicium déposé en une couche mince comprise entre 0,5 et 10 micromètres.
6-Initiateur selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la substance pyrotechnique (2) est déposée dans le boîtier par un procédé de chargement par voie humide. 7-Initiateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la granulomètrie moyenne des constituants de la substance pyrotechnique est du même ordre de grandeur que les dimensions du pont semi-conducteur. 8-Initiateur selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la substance pyrotechnique est une composition à base de bore et de nitrate de potassium.
9-Initiateur selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la substance pyrotechnique est une composition à base d'aluminium et d'oxyde de cuivre.
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