国内外对SCB火工品静电防护的研究现状
时间:2017-01-10 09:55 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国外对SCB火工品静电防护的研究现状国外有关半导体桥的相关报道主要集中在静电放电作用机理及防护上，国外的研究人员在传统半导体桥应用技术的基础上，一直致力于新型半导体桥的结构研制与开发及静电射频加固技术研究，以增强SCB火工品的安全可靠性。5146 （1）具有电压保护功能的SCB 1987年11月24日，Bickes, Jr 等人采用了大面积的金属化区（焊盘）来实现与桥的有效区域的电连接，SCB芯片是被以机械方式连接到电极塞的粘合表面或电爆装置（“EED”）的其他元件上。这样的元件具有整体的高电压保护能力，并且可选择性地使其具有整体连续测试功能[12]。 1990年12月11日，Benson 等人在金属焊接区和桥区间增加了一个介电层，介电层有一个特定的击穿电压（可在10V—1000V之间），它可以将低于其击穿电压的杂散电势封堵住，SCB不会受其影响而意外起爆[12]。 （2）集成齐纳二极管SCB 1994年3月，卡罗尔、哈特曼•吉斯等人设计的集成齐纳二极管SCB由绝缘基片上重参杂的多晶硅火工品桥和并联的齐纳二极管构成，加入的齐纳二极管有效地防止了该火工品因交流感应电压或静电放电引起的早发火现象，其发火电压标准偏差可以控制在0.05V以内[14]。 用齐纳二极管来抗射频、防静电主要是利用了二极管具有箔位电压的特性[15]。 1997年，Monk. David 在其专利USP5672841中提出了一种用一个齐纳二极管对脚—壳间进行静电防护的方法[16]。 （3） 防静电射频衰减器[17] 在桥丝和输入能源之间增加一个保护装置，保护装置具有较大的阻抗，保护装置与输入能源之间有一个射频泄放装置接地，其结构示意图如图。 图1.2 防静电射频衰减器结构示意图 当耦合到输入线路中的射频能量较低时，保护装置能防止它进入桥丝并最终将其耗散掉。当环境中的射频能量较高时，耦合到输入线路中的射频能量也较高，由于泄放装置的阻抗相对较低，射频能量转移到泄放装置上被泄放掉。输入发火线和保护装置以及保护装置和电爆装置壳体之间同时是热接触的，可以将射频能引起的焦耳热通过电爆装置壳体传到环境中去，防止桥丝周围药剂温度升高。 经实验证明，此装置可以安全地衰减大于100W射频能量，可衰减至少20GHz40W的能量。脚线与地面间的阻抗也使得脚壳之间最高60kV的静电电压得以泄放。 （4）可表面连接的SCB元件 由Bernardo Martinez-Tovar 等发明，2000年4月获专利，可表面连接的元件，采用牢固而经济的电极标准密封回流技术，比焊线和模片键合技术要简洁、便宜的多。它包括一系列的元件，如二极管、电容器、整流器等。可表面连接的元件可实现集成化操作[18]。 1.3.2 国内对SCB火工品静电防护的研究现状 国内的一些科研机构在对电火工品防静电射频方面已经进行了一些研究，在静电方面，研制了静电感度仪、静电积累仪等专用仪器。同时制定了GJB736.11-90《电火工品静电感度试验方法》、WJ1869-89《火工品药剂静电火花感度测量法》、WJ2018-91《火工品药剂静电积累试验方法》等等标准。 在SCB的防静电射频方面仍采用传统的方法：防静电措施采用保护性火花隙和泄放元件；防射频措施采用屏蔽和滤波器两种传统的技术方法。对半导体桥换能元件的研究还主要注重于解决关键技术，对其基础理论研究不够，所以在进一步降低能量、提高安全性以及多功能集成时遇到了困难，要解决这些难题需要系统、深入的研究相关基础理论[19]。 目前国内SCB火工品的主要研究机构为南京理工大学和北京理工大学[20-26]，主要集中在对多晶硅半导体桥的设计、制造、点火起爆机理和应用等方面的研究，对其静电射频进一步加固作了初步探讨。兵器二一三所致力于电磁环境对火工品危害的研究[27-30]，完善了电磁环境方面试验设备和试验方法等，为半导体桥电磁兼容研究提供了理论依据和实验保障。 (责任编辑：qin) |