[发明专利]集成微箔开关的爆炸箔超压芯片及起爆装置

权利要求书

1.一种起爆装置，其特征在于，所述装置包括集成微箔开关的爆炸箔超压芯片、炸药柱（12）、MCT开关（16）、TVS管（17）、FRD（18）、触发电容（19）、主电容（20）、PCB板（21）；

集成微箔开关的爆炸箔超压芯片包括集成在同一陶瓷基底（1）上的微箔开关单元和爆炸箔超压芯片单元，所述爆炸箔超压芯片单元包括多个爆炸箔（7-1），多个爆炸箔串联之后并联，形成“梅花形”爆炸箔阵列区（7）；

所述陶瓷基底（1）上设置金属TiW/Cu层（2），所述金属TiW/Cu层（2）分为下电极区（6）、爆炸箔阵列区（7）和主回路高压焊盘（8），其中爆炸箔阵列区（7）又分为爆炸箔（7-1）、过渡区（7-2）和连接区（7-3）；

所述金属TiW/Cu层（2）上设置Parylene C层（3）；

所述Parylene C层（3）上对应下电极区（6）的部位上设置上电极TiW/Cu/Au（4），所述上电极TiW/Cu/Au分为上电极焊盘（9）、下电极焊盘（10）和微型爆炸箔（11）；

所述Parylene C层（3）上对应爆炸箔阵列区（7）的部位上设置Su8加速膛（5）；

所述下电极区（6）以及其上的Parylene C层（3）、上电极TiW/Cu/Au（4）构成微箔开关单元，所述爆炸箔阵列区（7）以及其上的Parylene C层（3）、Su8加速膛（5）构成爆炸箔超压芯片单元；

所述下电极区（6）和主回路高压焊盘（8）均为矩形结构，分别位于爆炸箔阵列区（7）的左、右两侧，并与其相连；爆炸箔阵列区（7）是圆环形的结构，分为爆炸箔（7-1）、过渡区（7-2）和连接区（7-3），其中爆炸箔（7-1）是爆炸箔阵列区（7）中最窄的部位，有四个，连接方式为两个爆炸箔（7-1）先串联，然后再将其并联；过渡区（7-2）为位于爆炸箔（7-1）的两端，形状为等腰梯形，是爆炸箔（7-1）由窄到宽的过渡区域；而连接区（7-3）是爆炸箔阵列区（7）中最宽的结构，位于两两过渡区（7-2）之间，将整个爆炸箔阵列区（7）封闭呈圆环形；

所述上电极TiW/Cu/Au（4）分为上电极焊盘（9）、下电极焊盘（10）和微型爆炸箔（11），上电极焊盘（9）和下电极焊盘（10）分别位于微型爆炸箔（11）的两侧；所述Parylene C层（3）上为采用紫外光刻原位自组装的Su8加速膛（5），其形状为“梅花形”，且中间带有4个小圆孔；

炸药柱（12）放置在SU8加速膛（5）上；所述触发电容（19）、MCT开关（16）和微箔开关单元串联在一起，形成触发回路；主电容（20）、爆炸箔超压芯片单元和微箔开关单元串联在一起，形成主回路；其中微箔开关单元作为两条回路的连接“纽带”，当MCT开关（16）导通时，触发电容（19）开始放电，微箔开关单元中的Parylene C层（3）被击穿，使得微箔开关单元中的上、下电极导通，进而主电容（20）开始放电，使得爆炸箔超压芯片单元作用；

还包括药环（13）、螺丝（14）、螺母（15），所述药环（13）为炸药柱（12）提供一个侧面约束作用，所述螺丝（14）、螺母（15）将药环（13）固定在PCB板（21）上；

所述的炸药柱（12）个数为4个，尺寸为Փ4mm×H4mm，采用低感度单体猛炸药六硝基茋炸药HNS-Ⅳ，装药密度为理论密度的90%-95%；

所述药环（13）采用聚砜或亚克力材料；

所述螺丝（14）、螺母（15）采用塑料尼龙材料；

所述MCT开关（16）型号为MTD32N17PP-G2，开关的插针分别为阳极、阴极、栅极和栅返回极；

所述TVS管（17）连接方式为并联在MCT开关（16）的栅极和栅返回极两端，将MCT开关 栅极和栅返回极之间电压钳位于一个预定值，防止栅压抖动对MCT产生冲击；

所述FRD（18）数量为两个，反向并联在MCT开关（16）的阴极、阳极两端，可将电容放电阶段产生的反向电流通过FRD进行续流，而不流经MCT开关（16）的阴阳两极，从而保护MCT开关（16）；

所述触发电容（19）的容值为0.39μF，耐压值为900V；所述主电容（20）的容值为0.36μF，耐压值为2kV~3kV；

所述MCT开关（16）的阳极与芯片的下电极焊盘（10）相连，MCT开关（16）的阴极与触发电容（19）的负极相连，MCT开关（16）的栅极和栅返回极两端分别接脉冲波形发生器的正负极两端；

所述触发电容（19）的正极与芯片的上电极焊盘（9）相连，触发电容（19）负极通过PCB板（21）上的传输线与MCT开关（16）的阴极相连；

所述主电容（20）的正极通过PCB板（21）上的传输线与主回路高压焊盘（8）相连，主电容（20）的负极与芯片的下电极焊盘（10）相连；

所述的起爆装置，微箔开关单元耐压1500V，主回路电压为1400~1500V，触发回路电压500~600V，MCT开关（16）的栅极和栅返回极两端的触发电压为5V。