集成(B-Ti)n-Cr含能薄膜及點(diǎn)火橋的研究.pdf

1、薄膜電阻橋是隨薄膜技術(shù)的發(fā)展而誕生的一類薄膜火工品，主要包括半導(dǎo)體電阻橋，金屬薄膜電阻橋，含能薄膜橋等。隨著微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)（MEMS）的發(fā)展，金屬薄膜橋脫穎而出，成為火工品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文在Cr薄膜電阻橋上集成B/Ti薄膜，將電能與化學(xué)能結(jié)合，提高薄膜電阻橋的一致性，安全性和可靠性。主要開展了以下幾方面的研究工作：
　　首先，采用磁控濺射法在Al2O3單面拋光陶瓷基片上制備Cr薄膜，研究了濺射參數(shù)對(duì)薄膜性能的影響。結(jié)果表明：C

2、r薄膜的沉積速率隨工作氣壓的增大呈先增大后減小的趨勢(shì)，隨濺射功率的增大而增大。當(dāng)薄膜厚度小于2μm時(shí)，薄膜的電阻率隨著厚度的增加而迅速減小，當(dāng)薄膜厚度大于2μm時(shí)，薄膜電阻率隨厚度的增加變化率減小。優(yōu)化的Cr薄膜濺射參數(shù)為背底真空度為6×10-4 Pa，濺射氣壓為0.9 Pa，濺射功率為128 W，靶基距為7 cm，濺射時(shí)間為1.5 h。在優(yōu)化條件下制備的Cr薄膜厚度為2.1μm，電阻率為126μΩ·m。
　　其次，采用光刻—濕法

3、腐蝕工藝圖形化Cr薄膜制備電阻橋。研究了溫度、腐蝕溶液濃度、pH值對(duì) Cr電阻橋腐蝕效果的影響。結(jié)果表明：腐蝕速率主要和溫度有關(guān)，隨溫度的升高而增加。側(cè)蝕量隨溫度的升高先減小后增加，30℃時(shí)側(cè)蝕量最小，只有0.5μm，腐蝕速率為200nm/min。側(cè)蝕隨著硝酸鈰銨溶液濃度的增加而減小，當(dāng)溶液飽和時(shí)，側(cè)蝕最小，為0.4μm。pH值主要影響Cr薄膜電阻橋的表面狀況。
　　第三，采用剝離法在Cr電阻橋焊盤處沉積約3.6μm厚的Cu膜，獲

4、得Cr薄膜電阻橋樣品，對(duì)樣品加載恒流進(jìn)行點(diǎn)火性能測(cè)試。結(jié)果表明：電阻橋的點(diǎn)火效果主要跟點(diǎn)火電流和橋區(qū)尺寸相關(guān)。當(dāng)點(diǎn)火電流較?。?.5 A）時(shí)，樣品難以發(fā)火。當(dāng)點(diǎn)火電流增加到3A時(shí)，樣品均能成功發(fā)火。當(dāng)橋區(qū)線寬相同時(shí)，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，點(diǎn)火效果越好，而當(dāng)橋區(qū)長(zhǎng)度相同時(shí)，線寬越窄點(diǎn)火效果越好。
　　最后，采用磁控濺射和掩模圖形化工藝在 Cr電阻橋橋區(qū)上沉積40層，總厚度約5μm的B/Ti多層膜，其中第一層B膜厚度為1μm，其余每層厚度為0.1