半导体桥抗电磁加固技术研究(2)
2.5 半导体桥芯片的制作及封装工艺 10
3 实验设计 12
3.1 电磁环境简介 12
3.2 实验内容 14
结 论 24
致 谢 25
参考文献26
1 绪论
1.1 课题背景
火工品指的是装有含能材料，并且在受到外界的刺激作用后能够产生燃烧或爆炸，并引燃火药、引爆炸药或做机械功的一次性使用的元器件和装置的总称[1]。它主要包括导火索、导爆索、传爆管、点火管、雷管、火帽、延期件以及爆炸开关、爆炸螺栓、启动器、切割索等。它是起爆与点火的最敏感的始发能源，其功能首发性和作用敏感性决定了它在武器系统中的地位和作用，作为武器系统中的最敏感部分，其安全性、可靠性直接影响武器系统的安全性和可靠性。
为适应未来信息化战争的需要，目前世界许多国家均将微型航天器、微型卫星、弹道修正弹药和微型弹药等列为信息化武器装备的重要发展方向，而这些数字化、智能化武器弹药的点火、姿态控制、弹道修正、解锁分离以及安全保险等都离不开微型点火和传爆序列芯片（模块）[2~6]，半导体桥火工品以其低发火能量、高安全性以及能与数字逻辑电路组合等优点已成为微型点火和传爆序列芯片的研究热点。
虽然传统的半导体桥火工品本身具有一定的抗电磁性能，但随着电磁环境恶劣程度的加强以及科学技术的发展，对它的安全性能特别是抗电磁能力提出更高的要求[7]。并且由于传统的半导体桥的电磁防护措施会在一定程度上增加工序和技术难度，不可避免的带来产品的可靠性降低和生产成本的提高，因此有必要对半导体桥的抗电磁能力特别是其抗静电能力进行专门的研究。本论文即在总结前人的研究成果的基础上，针对典型的V型半导体桥在受到静电冲击时容易在其V形尖角处受到损伤的不足，在不增加额外工序的情况下通过改变半导体桥的桥形状来改进不足、提高其抗静电的能力。
1.2 半导体桥简介
半导体桥火工品（semiconductor bridge,SCB)由美国的Hollander在1968年发明[8]，然而直到20世纪80年代美国山迪亚实验室对其进行了大量的研究、改进和完善后才真正引起人们的重视，并于1987年获得专利。
半导体桥通常是指由半导体膜或者金属-半导体复合膜作为换能元件的小型点火器[9]，根据半导体桥膜换能元件的不同，半导体桥可分为重掺杂多晶硅桥、结型二极管桥、钨硅桥、光激发硅桥、多层焊接或多层结构半导体桥[10]，其中重掺杂多晶硅半导体桥是最经典、最常见的一类，其典型结构如图1．1所示[11]。重掺杂多晶硅半导体桥由夹在蓝宝石或硅基片和铝覆盖层之间呈“H”形的重掺杂硅或多晶硅构成，掺杂浓度约为7×1019个原子•cm-3。半导体桥桥区的尺寸通常用长(L)、宽(W)、厚(T)来描述和确定，其长宽比决定半导体桥的电阻，典型半导体桥的尺寸为80μm×380μm×2μm，此时电阻约为1．0Ω。
图1.1 重掺杂多晶硅半导体桥的结构图
半导体桥芯片（即换能元件，以下简称半导体桥）是半导体桥火工品的关键元件，其结构和性能直接决定了半导体桥火工品的性能。半导体桥通常是由半导体材料或其他合适的材料通过微电子加工制作而成的。在实际应用过程中，一般要求将半导体桥和含能材料紧密接触，否则可能会出现点火不可靠的情况或导致其不能正常点火。
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