恒流激励下Al/CuO复合半导体桥安全性能的研究(3)

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半导体桥火工品的发火机理属等离子微对流作用机理，即当向半导体桥通以一快速电脉冲时，具有负电阻温度系数的桥材料使得电流急剧增加，导致半导体桥区因聚集的热迅速气化，接着同时在电场的作用下通过硅蒸汽产生4100K~6000K热等离子体，并以微对流的方式迅速扩散到与其相邻的火工烟火药剂或其它含能材料装药中，向火工等药剂进行极迅速的热量传递，使其受热达到着火温度而起爆。桥丝爆炸热传导机制与传统的机制是不同的，因为对流传热迅速，所以半导体桥火工品具有快速作用的特点。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 本文主要研究内容

为研究Al/CuO复合半导体桥的电磁兼容性和安全性，本课题中选用Al/CuO复合膜作为目标薄膜含能材料，主要任务是研究Al/CuO复合半导体桥的点火性能和安全性能。本文具体包括一下内容：

（1）Al/CuO复合半导体桥火工品静电安全性能实验研究；文献综述

在国军标（500pF、5kΩ、25kV）以及美军标（500pF、500Ω、25kV）两种条件下对Al/CuO复合半导体桥进行实验。记录Al/CuO复合半导体桥发火情况。然后对经过静电放电实验而未发火的样品进行电容放电实验，实验结果与未进行静电放电实验的样品的电容放电实验的结果进行比较，判断经过静电放电实验而未发火的样品点火性能是否发生改变。

(2) Al/CuO复合半导体桥火工品1A1W5min实验和恒流测温实验研究。

通过1A1W5min实验来判断Al/CuO复合半导体桥是否具有良好的抗射频、抗杂散电流能力。此外，对Al/CuO复合半导体桥在不同电流激励下的温度变化进行测试研究，为Al/CuO复合半导体桥的安全性研究提供定量依据。

2 Al/CuO复合半导体桥静电安全性能研究

虽然半导体桥火工品本身具有优良的抗静电，抗射频性能，但现用的火工品，仍然没有完全摆脱电磁环境的潜在危害。尤其在恶劣的环境条件下，受到静电作用后会引起半导体桥自身性能的下降，导致其安全性和可靠性受到影响。所以很有必要对Al/CuO复合半导体桥火工品进行静电安全性能实验，记录其发火情况，以此来评价Al/CuO复合半导体桥的静电防护效果。

2.1 静电放电损伤失效机理及危害

静电放电造成电子器件损伤的失效机理主要分为两个方面：一方面是取决于放电电流的体击穿、热二次击穿和金属导电层熔融，另一方面是取决于放电电压的气体电弧放电、介质击穿和表面击穿。

热二次击穿又称雪崩击穿[21]，通常是因为半导体材料的热时间常数要比静电放电时脉冲的持续时间长，故静电放电时所产生的热量很难快速的从功率耗散元件上扩散出去，进而在器件内热量集聚，形成较大的温度差，造成器件内局部结温，温度可以不断集聚直到达到材料的熔融温度，导致热点扩大，熔融而短路。

静电放电对半导体桥火工品最大的影响就是流经桥区的电流脉冲，又因为半导体桥作为半导体材料和微电子器件的特殊性，故认为其失效机理主要是热二次击穿。

静电放电引起电子设备的故障或损坏的方式，主要是通过静电放电产生的电流脉冲和电磁场经过传导、辐射等方式影响电子设备的功能。静电放电对电子设备的主要破坏机制有两种：一种是由于静电放电感应的高电压而导致的绝缘击穿；另一种是由于放电电流产生的热量而导致的热失效。这两种破坏机制可以单独在电子设备中出现，也可以在同一设备中同时发生。