[发明专利]一种爆炸箔及其批量化制备方法

说明书

本发明涉及一种爆炸箔及其批量化制备方法，属于点火起爆装置和微电子机械技术领域。所述爆炸箔为由下向上依次由Ti膜、Al膜、Ni膜、Cu膜和Au膜组成的复合膜；所述Ti膜的厚度为5～200nm，Al膜的厚度为100～300nm、Ni膜的厚度为100～300nm、Cu膜的厚度为1000～5000nm，Au膜的厚度为5～100nm；所述爆炸箔以蓝宝石晶圆为衬底，采用匀胶光刻和磁控溅射镀膜工艺在晶圆上由下向上依次沉积Ti、Al、Ni、Cu、Au膜，最后通过激光切割划片并在衬底上加工通孔，得到沉积有所述爆炸箔的单个晶圆；全过程采用半导体制备工艺，可批量化生产，提高生产效率，降低成本并提高爆炸箔的精度。

技术领域

本发明涉及一种爆炸箔及其批量化制备方法，属于点火起爆装置和微电子机械技术领域。

背景技术

爆炸箔是发火管的重要组成部分，包括两个电极和连接电极的桥区；爆炸箔按照桥区材料的不同可以分为金属薄膜桥、半导体薄膜桥、含能薄膜桥以及复合薄膜桥。当强大电流通过爆炸箔时，爆炸箔的桥区发生爆炸，产生等离子体迅速膨胀，冲击贴在爆炸箔上方的飞片，使飞片高速撞击药柱，从而点燃火箭发动机点火药及推进剂。传统爆炸箔的金属层只有Cu膜或者为Cu、Au膜，这类薄膜在起爆时需要较高电压、产生等离子体速度较低，对发火管要求高。

专利CN109556463B公开了一种起爆器爆炸桥箔的制作方法，所述方法首先对陶瓷基底的表面处理，然后通过紫外光刻工艺将桥箔的掩膜图形制作在陶瓷基底表面，再通过双离子束溅射镀膜工艺完成桥箔沉积，得到由下而上依次为纯钛、纯铜和纯金三种金属材料叠加而成的桥箔材料。所述方法制备得到的桥箔材料为金属薄膜桥箔，采用单一电能作用，通过焦耳热使得桥区材料温度升高汽化从而发生电爆炸反应，生成高温等离子体。所述桥箔材料桥区起爆输入能量低，延迟时间短，一致性和可靠性好，但是存在能量转换效率偏低，能量输出不高的缺陷。并且，所述专利中的爆炸桥箔是采用镀膜工艺，将桥箔材料沉积在表面处理后的单个衬底上，制备工序比较繁琐，并且在前期处理过程中容易引入杂质，难以批量化生产。

单个爆炸箔可以通过薄膜沉积和光刻工艺制备，结合手工组装的制作方式加工生产，在制作爆炸箔时需要人工对准，工作效率低、误差大。半导体制备工艺主要包括薄膜沉积、光刻转移图形、选择性刻蚀薄膜等，并通过多次重复步骤实现复杂器件的制备；半导体制备工艺中的晶圆处理制程与爆炸箔制备过程中所需衬底的处理工艺相近，因此可以参考使用半导体制备工艺，实现爆炸箔的批量化生产。但是，半导体工艺中晶圆厚度为微米级，在制备爆炸箔时采用衬底厚度为毫米级，并且爆炸箔衬底需要考虑晶圆切割及通孔切割问题。因此尚无直接采用半导体工艺制备爆炸箔的报道。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种爆炸箔，所述爆炸箔由下而上依次为Ti膜、Al膜、Ni膜、Cu膜和Au膜，所述爆炸箔能够有效改善发火管的点火性能。

本发明的目的之二在于提供一种爆炸箔的批量化制备方法，所述方法采用半导体工艺，制作效率高、均一性好、误差低，适合批量化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种爆炸箔，所述爆炸箔为由下向上依次由Ti膜、Al膜、Ni膜、Cu膜和Au膜组成的复合膜；所述Ti膜的厚度为5nm～200nm，Al膜的厚度为100nm～300nm、Ni膜的厚度为100nm～300nm、Cu膜的厚度为1000nm～5000nm，Au膜的厚度为5nm～100nm；所述爆炸箔的电阻值范围为30mΩ～50mΩ。

一种本发明所述爆炸箔的批量化制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、对蓝宝石晶圆衬底进行表面处理，使所述衬底表面粗糙度小于1nm；

步骤二、采用匀胶光刻工艺将爆炸箔掩膜图形制作在蓝宝石晶圆衬底表面；