1.2  MEMS火工品国内外研究现状

1.2.1  国外研究现状

 1.2.2  国内研究现状

1.3  LAAS-CNRS实验室的MEMS安全起爆器介绍

1.3.1  该MEMS安全起爆器的结构组成

     LAAS-CNRS设计的MEMS安全起爆器应用于MEMS引信的安全系统中，MEMS引信安全系统结构及其工作原理如下图所示[11]。

  LAAS-CNRS研制的MEMS引信安全系统的结构及工作原理示意图论文网

    图1.5所示的第一层是电能MEMS安全起爆器，这个装置由装有含能材料的火工点火器和三个独立作用的电热微开关组成[3]。

1.3.2  该MEMS安全起爆器的功能

    该MEMS安全起爆器具有三个功能：平时点火器的两端接地，保证安全；只在发火前解除保险并能恢复保险；可实现绝火。

    （1）微火工点火器：将电能转换成热能点燃火工含能材料。

    （2）解除保险功能：要求发火时，解除点火器两端的保险，使点火器处于发火待命状态，此时把点火器短路的回路断开，点火器两端连接到电压源上。

    （3）恢复保险功能：如果在解除保险后要求点火器重新回到保险状态，运用一个回路使点火器两端重新接地。

     （4）绝火功能：若有必要，使点火器永久地脱离电能，消除其发火能力。

MEMS安全起爆器功能组成示意图[3]

1.3.3  该MEMS安全起爆器中的MEMS芯片

     LAAS-CNRS在该MEMS芯片上设计了两种电热微开关，一种是电热常开微开关，一种是电热常闭微开关。常开微开关指的是一开始处于开路状态的一次性开关，需要时其接受命令作用后处于闭合状态。常闭微开关指的是一开始处于闭合状态的一次性开关，需要时其接受命令作用后处于开路状态。MEMS芯片的电路如下图所示[4]。  LAAS-CNRS实验室设计的MEMS安全起爆器的MEMS芯片电路示意图文献综述

1.4  本文的主要研究内容

     本实验主要采用MEMS工艺和体硅加工工艺，对应用于灵巧起爆器起爆逻辑电路的电热常开微开关的设计和制作进行探索性研究。主要包括以下几方面：

   （1）电热常开微开关的作用原理介绍；

   （2）电热常开微开关的设计； 

   （3）电热常开微开关的制作工艺研究；

   （4）电热常开微开关的性能表征方法研究。

1.5  小结

     本章介绍了本实验的研究背景，说明了MEMS火工品国内外的发展现状，着重介绍了常开微开关在安全起爆器中的作用。并简要介绍了本实验的主要内容，为论文的展开做好铺垫。

2  电热常开微开关的设计

2.1  电热常开微开关的作用原理

    常开微开关指的是一开始处于开路状态的一次性开关，作用后要求其电路由原来的开路状态转换成导通状态。本文设计的常开微开关主要是在借鉴LAAS-CNRS实验室设计的电热常开微开关的基础上进行研究的。该电热常开微开关的作用原理是：电热常开微开关作用时，加热电阻两端通电，加热电阻迅速升温，局部受热使处于断开的电路结构间隙间的焊球融化，融化的焊球将这个间隙填满使断开的电路结构导通。即通过局部微焊的方法使断开的电路结构导通，从而实现常开微开关的功能。