本发明涉及爆炸箔起爆系统领域,尤其涉及爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装系统和封装工艺。
背景技术:
1、爆炸箔起爆系统是一种高安全性和高可靠性的直列式火工装置,主要用于炸药装药起爆和固态火箭发动机推进剂点火。高压开关使爆炸箔起爆系统中的关键器件之一,决定了起爆装置的输出特性,其性能好坏直接影响起爆装置的性能。当起爆回路的脉冲电流上升沿过于平缓或峰值较低时,爆炸箔由于得到的能力较小就会熔化或者发生慢爆炸,爆炸箔起爆系统便不能可靠工作。
2、在部分现有技术中,国内使用成熟的高压开关为传统立式冷阴极触发管,这种开关体积较大、制造工艺复杂、成本高,依靠导线连接,导致整个系统不能最大程度的缩小,而且增加系统的电感和电阻,降低起爆能量的传递。
3、为了解决体积大的问题,部分其他现有技术采用平面开关的形式,如中国发明专利(申请号cn201910041889.0)公开了一种了基于ltcc工艺的密闭式平面三电极开关芯片,如图1所示,金属层可包括平面三电极开关的三个电极,阴极、阴极和阳极以及用于连接外部电路装置的焊盘,阴极位于阴极和阳极之间,结构层a置于金属层之上,包括电极空腔及裸露焊盘的焊盘槽。而在封装过程中,按照基底层、金属层、结构层a和结构层b的顺序,逐层叠放、校位,然后放在静压机中进行热压。然而采用该种方式,无法根据设计要求调整电极空腔内的气氛条件(压力以及气体内容),并且结构层a直接对金属层进行热压容易对金属层破坏。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装系统和封装工艺。
2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
3、本发明的第一方面,提供爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装系统,包括:
4、封装台,包括封装台面、设置于封装台面上的封装保护罩、和设置于封装保护罩内的加热组件;
5、炉内抽气系统,包括炉内抽气组件和炉内气压测量组件,所述炉内抽气组件用于对封装保护罩内进行抽气,所述炉内气压测量组件用于对封装保护罩内的气压进行测量;
6、炉内温度控制系统,包括温度测量组件和温度控制组件,所述温度测量组件用于对封装保护罩内温度进行测量,所述温度控制组件用于根据温度测量组件的测量结果对所述加热组件进行控制;
7、混气充气系统,包括混气抽气组件、混气组件和充气组件,所述混气抽气组件用于对混气充气系统涉及的管道和混气组件进行抽气并进行气压测量,所述混气组件用于对封装用气源进行混气,所述充气组件用于将混气气体充入封装保护罩内。
8、进一步地,所述炉内抽气组件和混气抽气组件均采用无油抽气的方式,即采用干泵和分子泵的组合方式。
9、进一步地,所述混气组件包括混气瓶和与所述混气瓶连接的多个气源,每个气源和混气瓶之间连接有气源充气阀;
10、所述混气抽气组件对混气充气系统涉及的管道和混气瓶进行抽气并进行气压测量;
11、所述充气组件为设置于混气瓶和封装保护罩之间的充装充气阀。
12、本发明的第二方面,提供爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,采用如第一方面所述的充气封装系统,所述封装工艺包括以下步骤:
13、准备工作:打开封装保护罩,将待封装的平面开关工件和待封装的盖板层依次放在封装台面上,并关闭封装保护罩;其中待封装的平面开关工件上设置有焊料;
14、炉内抽气:打开炉内抽气系统的炉内抽气组件,待炉内气压测量组件检测到封装保护罩内的真空度达到预设值,开启炉内温度控制系统,按照设定温度控制曲线对封装保护罩内进行加热;
15、抽气混气:打开混气充气系统的混气抽气组件,对混气充气系统涉及的管道和混气组件进行抽气,待检测到真空度达到预设值后关闭混气抽气组件,并利用混气组件按照设计要求进行混气;
16、充气保压:当封装保护罩内温度达到设计温度阶段时,打开充气组件将混气组件中气体充入封装保护罩内,待封装保护罩内气压达到设计要求时,保温一段时间,让气体充分均匀填充整个封装保护罩内的平面开关工件中;
17、升温熔化:待保温结束后,温度控制系统控制封装保护罩内继续升温至封接所用焊料均匀熔化;
18、降温:按照设计要求进行降温至室温,打开封装保护罩并取出重启封装完成的平面开关工件。
19、进一步地,炉内抽气步骤中和抽气混气步骤中的真空度判断,均为真空度优于10-3pa。
20、进一步地,所述待封装的平面开关工件,包括由下至上的第一导电层、第一基板层、第二导电层、第二基板层、电极层、墙体层和第三导电层,第三导体层上设置有焊料;
21、封装完成后,所述墙体层上端通过第三导电层与盖板层连接,墙体层下端与第二基板层连接,盖板层、墙体层和第二基板层形成内部腔体;所述电极层位于所述内部腔体、并设置于第二基板层上;
22、所述电极层各个电极的导电端依次通过第二导电层和第一导电层与外部电连接,所述第二基板层开设有与电极层和第二导电层匹配的导电孔,所述第一基板层开设有与第二导电层和第一导电层匹配的导电槽。
23、进一步地,所述电极层包括阳极、第一触发极、第二触发极和阴极,所述第一触发极和第二触发极分别设置于阴极的两侧,分别形成次间隙;所述第一触发极、第二触发极、阴极均与阳极对向设置,形成主间隙。
24、进一步地,所述第二导电层包括:与阴极配合使用的第一导电部件,与阳极配合使用的第二导电部件,与第一触发极和第二触发极配合使用的第三导电部件。
25、进一步地,所述第一导电部件、第二导电部件和第三导电部件均包括导电座、与导电座连接的导电齿和设置于导电座上的导电柱,所述导电齿与第一基板层的导电槽结构匹配,所述导电柱与第二基板层的导电孔结构匹配、并与对应电极的导电端位置对应;
26、所述第一导电部件和第二导电部件均包括一个导电柱,所述第三导电部件包括分别对应第一触发极和第二触发极的两个导电柱。
27、进一步地,所述第一导电层包括垂直设置的柱状齿和贴片齿,所述柱状齿穿过第一基板层的导电槽与导电齿连接,所述贴片齿设置于第一基板层底部。
28、本发明的有益效果是:
29、在本发明的一示例性实施例中,可以通过炉内气压测量组件对封装保护罩内的气压进行测量,对应调整炉内抽气组件抽气情况和充气组件的充气情况,从而满足封装前的气压条件以及封装过程中的气压条件(对应的即为平面开关电极层位置对应的内部空腔气压);同时,由于混气充气系统中的混气组件用于对封装用气源进行混气,可以根据实际需求调整每次混气的气体,从而满足平面开关内部气氛的各种设计要求,即在保持产品内部的气体的高纯度的前提下,进一步确保产品性能满足设计要求,极大缩短了工艺制造过程,提高产品的生产效率。
1.爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装系统,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装系统,其特征在于:所述炉内抽气组件和混气抽气组件均采用无油抽气的方式,即采用干泵和分子泵的组合方式。
3.根据权利要求1所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装系统,其特征在于:所述混气组件包括混气瓶和与所述混气瓶连接的多个气源,每个气源和混气瓶之间连接有气源充气阀;
4.爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:采用如权利要求1~3中任意一项所述的充气封装系统,所述封装工艺包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:炉内抽气步骤中和抽气混气步骤中的真空度判断,均为真空度优于10-3pa。
6.根据权利要求4所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:所述待封装的平面开关工件,包括由下至上的第一导电层、第一基板层、第二导电层、第二基板层、电极层、墙体层和第三导电层,第三导体层上设置有焊料;
7.根据权利要求6所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:所述电极层包括阳极、第一触发极、第二触发极和阴极,所述第一触发极和第二触发极分别设置于阴极的两侧,分别形成次间隙;所述第一触发极、第二触发极、阴极均与阳极对向设置,形成主间隙。
8.根据权利要求7所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:所述第二导电层包括:与阴极配合使用的第一导电部件,与阳极配合使用的第二导电部件,与第一触发极和第二触发极配合使用的第三导电部件。
9.根据权利要求8所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:所述第一导电部件、第二导电部件和第三导电部件均包括导电座、与导电座连接的导电齿和设置于导电座上的导电柱,所述导电齿与第一基板层的导电槽结构匹配,所述导电柱与第二基板层的导电孔结构匹配、并与对应电极的导电端位置对应;
10.根据权利要求9所述的爆炸箔起爆系统平面开关的充气封装工艺,其特征在于:所述第一导电层包括垂直设置的柱状齿和贴片齿,所述柱状齿穿过第一基板层的导电槽与导电齿连接,所述贴片齿设置于第一基板层底部。