[实用新型]电火工品用半导体桥换能芯片

说明书

技术领域

本实用新型属于电火工品领域，特别是一种电火工品用半导体桥换能芯片。

背景技术

半导体桥（SCB）火工品，是指采用半导体芯片作为电火工品的发火换能元件，在输入电能的作用下半导体桥迅速气化形成高温等离子体，引发火工药剂。

SCB芯片是利用微电子技术，在半导体基材中进行重掺杂形成导电层，可根据输入电能大小设计桥的形状和质量，相对应获得不同输出能量的半导体发火桥。

典型的半导体桥芯片的桥区形状为矩形和带有尖角，如中国专利CN201262533《半导体桥电阻桥电极塞》公开的半导体桥芯片的桥区图形上设置有尖角，如图1所示，这种尖角有利于降低发火能量，而南京理工大学郭晓荣，朱顺官，张琳，等人在《半导体桥静电作用前后点火特性》的文献中报道当静电达到一定能量，静电放电（ESD）产生的电火花会造成半导体桥火工品的早爆或性能变化从而对火工品产生危害，从文献的试验数据中明确表明静电放电（ESD）造成半导体桥损伤，最先受到静电损伤存在于桥的两个尖角区域；李黎明，尹国福，姚洪志等人在《微型半导体桥电容抗静电加固技术研究》的文献中也指出半导体桥静电作用后的显微镜照片也同样证明静电作用后最先受到损伤的为桥的尖角区域，在静电的作用下桥区的两个尖角区域呈现对称性的烧蚀图像如图1这是由于尖角处易形成静电尖端放电，半导体桥图形两端的尖角虽然有利于降低发火临界能量，但两端尖角又极易遭受静电危害，导致静电不安全的问题。

为了解决电火工品脚—脚之间的静电安全，目前通常的做法在火工品的两个电极之间并联具有静电泄放功能的电子元件作为防静电放电的保护装置，国外利用二极管具有箝位电压的特性，把齐纳二极管或者双极性二极管集成到桥区对SCB芯片进行改进，在2001 年的JOURNAL OF PROPULSION AND POWER中提到一种用两个肖特基二极管背靠背连接，直接集成到半导体桥火工品的桥区内的方法解决静电的危害问题。但这些方法需要增加器件，带来工艺复杂，成本增加，可靠性难度增大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能有效的降低半导体桥发火临界能量，同时又能增强耐静电强度，且工艺简单成本较低的电火工品用半导体桥换能芯片。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种电火工品用半导体桥换能芯片，包括多晶硅桥台阶、电极和绝缘层多晶硅桥台阶与电流方向垂直方向的两端为内凹的圆弧形。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

本实用新型因为只需要在将半导体桥的桥区两端设计为圆弧形状桥区，使其在电磁场的环境中场强密度均匀，不易出现场强在局部集中密度增强的问题，同时两端圆弧形状的桥区还保留了火工品的发火临界能量低的需求，结构特别简单不需要增加成本；容易同步实现发火临界能量低发火可靠性的需求和提高抗静电强度的要求；

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为现有的半导体桥换能芯片的结构示意图。

图2为本实用新型半导体桥换能芯片的结构示意图。

图3为本实用新型半导体桥换能芯片的优选实施例。

具体实施方式

本实用新型一种电火工品用半导体桥换能芯片，包括多晶硅桥台阶1、电极4和绝缘层3，多晶硅桥台阶1与电流方向垂直方向的两端为圆弧形。

所述的多晶硅桥台阶1与电流方向垂直的两端和多晶硅桥台阶1与电流方向平行的两边采用圆弧形过渡。

所述的电极4采用钛-氮化硅-铝硅铜、钛-钨氮-金、钛-钴-金或钛-铂-金的结构。

设计思想：现有的半导体桥换能芯片的桥区图形上设置有尖角，这种尖角有利于降低发火能量，但是当静电达到一定能量，静电放电(ESD)产生的电火花会造成半导体桥火工品的早爆或性能变化从而对火工品产生危害，最先受到静电损伤存在于桥的两个尖角区域，如图1所示，半导体桥换能芯片的桥区即多晶硅桥台阶1的尖角区域呈现对称性的扇形烧灼区域2，这是由于尖角处易形成静电尖端放电，半导体桥图形两端的尖角虽然有利于降低发火临界能量，但两端尖角又极易遭受静电危害，导致静电不安全，所以为了既降低发火能量，又能增强耐静电强度，本实用新型将多晶硅桥台阶1两端的尖角改变为内凹的圆弧形，这样既降低了发火能量，又增强了耐静电强度；另外，为了防止多晶硅桥台阶1两端的圆弧形与多晶硅桥台阶1的长边过渡时出现尖角，可以进一步将过渡的区域设计成圆弧形。