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4.4 静电放电后发火试验 19
4.5 小结 21
5 加速寿命试验后的恒流安全性研究 23
5.1 1A1W5min试验 23
5.2 1A1W5min试验后的发火试验 27
5.3 小结 28
结论.29
致谢.30
参考文献..31
1 绪论
1.1 研究背景及意义
火工品是装有火药或炸药，受外界能量刺激后产生燃烧或爆炸，用以引燃火药、引爆炸药、做机械功可产生特种效应的一次性使用的元器件和装置的总称[1]。作为武器弹药中最敏感的元件,它能够在较小的外界能量刺激作用下激发，最终实现预定的功能。
现代日益恶劣的电磁环境严重地威胁着传统火工品的安全性以及可靠性，而微电子火工品[2]的出现恰恰满足了人们对高安全性的火工品的迫切需求。近年来，一种微电子技术半导体桥火工品因其具有高安全性、高同步性、高可靠性、高工艺一致性、低发火所需能量、能与数字逻辑电路组合[3,4]以及一定的防静电、防射频能力[5]等一系列的优异性能而成为火工品领域的研究热点。
半导体桥火工品作为一种新技术电火工品，其发火能量较小，虽然本身具有一定的防静电、防射频能力，但随着科技的发展以及通讯手段的现代化，雷达和无线电发信机的功率越来越大，以及电磁脉冲武器的应用，使得武器、弹药的电磁环境变得越来越复杂。这些武器、弹药中的电火工品通过其引线的天线接收并拾取电磁能量，引起意外的引爆、瞎火，或者性能降低，严重威胁着电火工品的安全性。一般，电火工品的电磁安全性能影响因素主要包括静电和射频等干扰[6]。其中，在制造、装配、运输、贮存及使用中存在着不同因素产生的静电对火工品危害很大，甚至造成意外发火，引起意外燃烧、爆炸事故。据统计，受到静电损伤的半导体器件中，突发性的失效器件约占总数的10%，一般表现为开路、短路以及其他参数的变化，但潜在性的缓慢失效器件约占总数的90%，这类损伤的潜在危害性很大[7]。
半导体桥火工品本身具有一定的电磁安全性能[8]，但在贮存过程中，随着时间的推移，由于贮存环境温度、湿度等因素的影响，其性能可能会发生变化，甚至会影响作用的安全性，引起意外事故。因此，研究半导体桥火工品贮存过后的安全性能变化，以采取相应解决措施是很有意义的。
一般，进行自然贮存状态下的性能变化研究，需要较长的时间，而加速寿命试验[9]在不增加新的失效因子、不改变产品的失效机理的前提下，采用加速应力进行寿命试验，很大程度上的缩短了试验的时间，提高了试验的效率，降低了试验的成本。因此，可以采用加速寿命试验模拟高温、高湿的贮存环境促使其安全性能变化来进一步研究。
1.2 SCB火工品简介
1.2.1 SCB火工品的典型结构
半导体桥(Semiconductor Bridge, SCB）火工品,指利用微电子制造技术使一种或多种金属或其它材料有控制地沉积于硅片上，形成的单层或多层半导体复合桥膜作为发火元件的一类电火工品[4]。目前出现的SCB结构比较多，主要有重掺杂硅桥、结型二极管桥、光激发硅桥、钨硅桥(WSi)、多层焊接区或多层结构桥，其中重掺杂硅桥的SCB火工品出现最早、结构最简单、研究最多的一类。图1.1为重掺杂SCB的典型结构图，桥长L是指焊接区之间的距离，桥的宽度为W，由重掺杂硅构成，掺杂浓度是7×1019个原子/cm3。SCB典型桥的尺寸为100μm×400μm×2μm，电阻约为1.0Ω。 典型SCB半导体桥的结构