爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺的制作方法

本发明涉及爆炸箔起爆系统领域，尤其涉及爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺。

背景技术：

1、爆炸箔起爆系统是一种高安全性和高可靠性的直列式火工装置，主要用于炸药装药起爆和固态火箭发动机推进剂点火。高压开关使爆炸箔起爆系统中的关键器件之一，决定了起爆装置的输出特性，其性能好坏直接影响起爆装置的性能。当起爆回路的脉冲电流上升沿过于平缓或峰值较低时，爆炸箔由于得到的能力较小就会熔化或者发生慢爆炸，爆炸箔起爆系统便不能可靠工作。

2、在部分现有技术中，国内使用成熟的高压开关为传统立式冷阴极触发管，这种开关体积较大、制造工艺复杂、成本高，依靠导线连接，导致整个系统不能最大程度的缩小，而且增加系统的电感和电阻，降低起爆能量的传递。

3、为了解决体积大的问题，部分其他现有技术采用平面开关的形式，如中国发明专利(申请号cn201910041889.0)公开了一种了基于ltcc工艺的密闭式平面三电极开关芯片，如图1所示，金属层可包括平面三电极开关的三个电极，阴极、阴极和阳极以及用于连接外部电路装置的焊盘，阴极位于阴极和阳极之间，结构层a置于金属层之上，包括电极空腔及裸露焊盘的焊盘槽。而在封装过程中，按照基底层、金属层、结构层a和结构层b的顺序，逐层叠放、校位，然后放在静压机中进行热压。然而该现有技术存在以下问题：

4、(1)该现有技术采用低温共烧陶瓷技术制备平面三电极开关芯片，对应采用的是低温金属作为电极材料，即以au、ag等金属浆料作为电极材料，然而低温金属虽然也具有一定的抗烧蚀性，但是对于多次使用开关来说，抗烧蚀性效果有限。

5、(2)该现有技术在封装过程中，按照基底层、金属层、结构层a和结构层b的顺序，逐层叠放、校位，然后放在静压机中进行热压。然而采用该种方式，无法根据设计要求调整电极空腔内的气氛条件(压力以及气体内容)，并且结构层a直接对金属层进行热压容易对金属层破坏。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明的第一方面，提供爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，包括以下步骤：

4、基板冲孔：将氧化铝生瓷带放入专用钢框中，固定位置，按照需要开孔的生瓷带的图案进行打孔，形成带导电孔的基板层；

5、孔内添浆：用钨锰导体浆料对冲孔后的生瓷带的导电孔进行填充；

6、导体印刷：利用间隙丝网印刷技术，将钨锰导体浆料按照设计图案在对应基板层上进行印刷，形成导电层；

7、叠压成型：将印刷完后的生瓷带按照图层顺序依次校位叠加，然后用等静压力机压实；

8、划片：将压实后的基板层，利用激光进行划片；

9、高温烧结：将划片后的产品在烧结炉中进行烧结，得到待封装平面开关工件；

10、表面处理：在待封装平面开关工件的盖板封接处设置金锡焊料；

11、充气封接：在特定气氛下，利用金锡焊料将待封装平面开关工件与盖板进行封接，控制好封接气压，从而使封接后腔体内气氛和气压满足设计要求；

12、接口表面处理：对接口贴片导体部位进行表面电镀镍和金处理。

13、更优地，在一示例性实施例中，在导体印刷步骤中，印刷厚度控制在15μm-20μm，在70℃的条件下烘烤10min；

14、在叠压成型步骤中，等静压力机的压力500psi、温度70℃，时长为15min；

15、在高温烧结步骤中，烧结温度1600摄氏度。

16、更优地，在一示例性实施例中，在高温烧结步骤之后，还包括：

17、外观检测：对烧结后的样品进行外观、尺寸检测。

18、更优地，在一示例性实施例中，在接口表面处理步骤之后，还包括：

19、检验测试：对产品性能进行测试。

20、更优地，在一示例性实施例中，所述充气封接采用充气封装系统，包括：

21、封装台，包括封装台面、设置于封装台面上的封装保护罩、和设置于封装保护罩内的加热组件；

22、炉内抽气系统，包括炉内抽气组件和炉内气压测量组件，所述炉内抽气组件用于对封装保护罩内进行抽气，所述炉内气压测量组件用于对封装保护罩内的气压进行测量；

23、炉内温度控制系统，包括温度测量组件和温度控制组件，所述温度测量组件用于对封装保护罩内温度进行测量，所述温度控制组件用于根据温度测量组件的测量结果对所述加热组件进行控制；

24、混气充气系统，包括混气抽气组件、混气组件和充气组件，所述混气抽气组件用于对混气充气系统涉及的管道和混气组件进行抽气并进行气压测量，所述混气组件用于对封装用气源进行混气，所述充气组件用于将混气气体充入封装保护罩内。

25、更优地，在一示例性实施例中，所述混气组件包括混气瓶和与所述混气瓶连接的多个气源，每个气源和混气瓶之间连接有气源充气阀；

26、所述混气抽气组件对混气充气系统涉及的管道和混气瓶进行抽气并进行气压测量；

27、所述充气组件为设置于混气瓶和封装保护罩之间的充装充气阀。

28、更优地，在一示例性实施例中，所述充气封接包括以下子步骤：

29、准备工作：打开封装保护罩，将待封装的平面开关工件和待封装的盖板层依次放在封装台面上，并关闭封装保护罩；其中待封装的平面开关工件上设置有焊料；

30、炉内抽气：打开炉内抽气系统的炉内抽气组件，待炉内气压测量组件检测到封装保护罩内的真空度达到预设值，开启炉内温度控制系统，按照设定温度控制曲线对封装保护罩内进行加热；

31、抽气混气：打开混气充气系统的混气抽气组件，对混气充气系统涉及的管道和混气组件进行抽气，待检测到真空度达到预设值后关闭混气抽气组件，并利用混气组件按照设计要求进行混气；

32、充气保压：当封装保护罩内温度达到设计温度阶段时，打开充气组件将混气组件中气体充入封装保护罩内，待封装保护罩内气压达到设计要求时，保温一段时间，让气体充分均匀填充整个封装保护罩内的平面开关工件中；

33、升温熔化：待保温结束后，温度控制系统控制封装保护罩内继续升温至封接所用焊料均匀熔化；

34、降温：按照设计要求进行降温至室温，打开封装保护罩并取出重启封装完成的平面开关工件。

35、本发明的有益效果是：

36、在本发明的一示例性实施例中，相较于现有技术中采用低温金属印刷，在本示例性实施例中，采用高温烧结技术，对应采用的钨锰导体浆料进行导电层印刷和导电孔填充，从而可以更好的提高开关的抗烧蚀性，高能放电。

37、同时，相较于现有技术采用静压封装的形式，采用充气封接步骤实现平面开关的充气和封装两个功能，不仅可以保证产品封装的气密性，还可以实现产品内部气氛满足设计要求。

技术特征：

1.爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：在导体印刷步骤中，印刷厚度控制在15μm-20μm，在70℃的条件下烘烤10min；

3.根据权利要求1所述的爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：在高温烧结步骤之后，还包括：

4.根据权利要求1所述的爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：在接口表面处理步骤之后，还包括：

5.根据权利要求1所述的爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：所述充气封接采用充气封装系统，包括：

6.根据权利要求5所述的爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：所述混气组件包括混气瓶和与所述混气瓶连接的多个气源，每个气源和混气瓶之间连接有气源充气阀；

7.根据权利要求5或6所述的爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，其特征在于：所述充气封接包括以下子步骤：

技术总结
本发明公开了爆炸箔起爆系统平面开关的制备工艺，包括以下步骤：基板冲孔；孔内添浆：用钨锰导体浆料对冲孔后的生瓷带的导电孔进行填充；导体印刷：利用间隙丝网印刷技术，将钨锰导体浆料按照设计图案在对应基板层上进行印刷，形成导电层；叠压成型；划片高温烧结；表面处理；充气封接：在特定气氛下，利用金锡焊料将待封装平面开关工件与盖板进行封接；接口表面处理。本发明采用高温烧结技术，对应采用的钨锰导体浆料进行导电层印刷和导电孔填充，从而可以更好的提高开关的抗烧蚀性，高能放电；同时，采用充气封接步骤实现平面开关的充气和封装两个功能，不仅可以保证产品封装的气密性，还可以实现产品内部气氛满足设计要求。

技术研发人员：邱春富,秦小雪,沈聪
受保护的技术使用者：成都国光电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5