(57)【要約】【課題】電気式爆薬点火装置において、部品点数の削減を図り、製造効率を高める一方、エネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現する。【解決手段】支持基板２２を、ガラスエポキシ樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂などの断熱性に優れた絶縁材料で、または支持層と絶縁層と活性層とよりなるＳＯＩ基板のように絶縁材料の層を部分的に含んで構成する。そして、支持基板の板面２２ａに凹部を形成してその凹部をバレル２７とする。そのバレル内には、狭路２３ｂを位置して板面に低抵抗層２３を設ける。その低抵抗層の上には、絶縁性のフライヤ層２５を形成する。これにより、使用時は、支持基板上の低抵抗層に通電し、その低抵抗層の狭路を昇華して高圧ガスを発生し、その高圧ガスでフライヤ層の一部をせん断して飛翔し、爆薬ペレット３０に衝突してそれを点火する。【選択図】        図１
2004232930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板の板面に凹部を形成してその凹部をバレルとし、そのバレル内に狭路を位置して前記板面に低抵抗層を設け、その低抵抗層の上にフライヤ層を形成し、前記支持基板上の前記低抵抗層に通電し、その低抵抗層の前記狭路を昇華して高圧ガスを発生し、その高圧ガスで前記フライヤ層の一部をせん断して飛翔し、爆薬に衝突してそれを点火する電気式爆薬点火装置において、
前記支持基板を、絶縁材料でまたは絶縁材料の層を部分的に含んで構成することを特徴とする、電気式爆薬点火装置。
【請求項２】
前記支持基板として、活性層の面方位が（１００）面または（１１０）面のＳＯＩ基板を使用することを特徴とする、請求項１に記載の電気式爆薬点火装置。
【請求項３】
前記低抵抗層を、前記バレル内を含む前記ＳＯＩ基板の活性層上に金属を堆積して形成することを特徴とする、請求項２に記載の電気式爆薬点火装置。
【請求項４】
前記バレルの深さを、ほぼ前記ＳＯＩ基板の活性層の厚さとすることを特徴とする、請求項３に記載の電気式爆薬点火装置。
【請求項５】
前記低抵抗層を、前記バレル内を含む前記ＳＯＩ基板の活性層に不純物を選択的にドーピングして形成することを特徴とする、請求項２に記載の電気式爆薬点火装置。
【請求項６】
前記バレルの深さを、前記ＳＯＩ基板の活性層の厚さからドーピング深さを差し引いた値とすることを特徴とする、請求項５に記載の電気式爆薬点火装置。
【請求項７】
絶縁材料でまたは絶縁材料の層を部分的に含んで構成した支持基板の板面に凹部を形成してその凹部をバレルとし、そのバレル内に前記狭路を位置して前記板面に低抵抗層を設け、その低抵抗層の上にフライヤ層を形成し、そのフライヤ層の上に爆薬を設置することを特徴とする、電気式爆薬点火装置の製造方法。
【請求項８】
前記支持基板をＳＯＩ基板としてその板面の活性層にエッチングにより凹部を形成してその凹部をバレルとし、前記ＳＯＩ基板の活性層に不純物を選択的にドーピングすることにより前記バレル内に前記狭路を位置して前記低抵抗層を設け、その低抵抗層上であって前記バレル外に電極を設け、その電極を介してまたは直接前記低抵抗層の上に前記フライヤ層を形成することを特徴とする、請求項７に記載の電気式爆薬点火装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、支持基板上の低抵抗層に通電し、その低抵抗層の狭路を昇華して高圧ガスを発生させ、その高圧ガスで、低抵抗層上に設けるフライヤ層の一部をせん断して飛翔させ、爆薬に衝突してそれを点火する、電気式の爆薬点火装置に関する。例えば爆薬を点火することにより燃焼ガスを発生してエアバックを膨らませる自動車用安全装置や、起爆機構を作動する軍事兵器に適用し得る電気式爆薬点火装置に関する。および、その電気式爆薬点火装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、爆薬点火装置としては、一次爆薬（起爆薬）を利用する感度が高い電気雷管が主流であるが、他にも、一次爆薬は使用せずに二次爆薬（炸薬）のみを利用して感度を低くし、取り扱い上の安全性を高めたものがある。
【０００３】
前者は、熱やスパークにより一次爆薬を起爆するのに対し、後者は、低抵抗層に過電流を流すことによりそれを加熱し、融解し、蒸発して高圧ガスを発生させ、高圧ガスのエネルギにより低抵抗層上に設ける絶縁性のフライヤ層を加速して爆薬に衝突させ、その運動エネルギにより爆薬を点火していた。
【０００４】
【非特許文献１】Ｊｈｏｎ  Ｈ．  Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎ  と  Ｔｈｏｍａｓ  Ａ．  ＢａｇｉｎｓｋｉらによるＡｕｂｕｒｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ発行の技術論文「Ｔｗｏ  Ｎｏｖｅｌ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｓｌａｐｐｅｒ  Ｄｅｔｏｎａｔｏｒｓ」
フライヤ層を加速して爆薬ペレットに衝突する手段には、非特許文献１に記載されるように、フライヤ層を二次爆薬の方向に単に膨らませるものと、バレルのエッジ部分でせん断して二次爆薬の方向に飛翔するものとがある。一般的に、前者のものより後者のものの方が、得られる運動エネルギは大きい。
【０００５】
後者のものには、例えば図４（ａ）および（ｂ）に示すように、支持基板２であるシリコン基板に、堆積させた金属をフォトリソグラフィとエッチングによりパターニングしたり、不純物を選択的にドーピングしたりして蝶ネクタイ形状の低抵抗層３を形成する。その低抵抗層３の表面上には、絶縁性のフライヤ層５を形成する。フライヤ層５の上には、エッジ部分がシャープな小さな孔７ａを中央に有する樹脂製または金属製の板状のバレル７を設ける。バレル部材７の上には、孔７ａを塞ぐように爆薬ペレット（二次爆薬）１０を配置していた。
【０００６】
そして、支持基板２上の低抵抗層３に過電流を流し、狭路３ｂに電流を集中させて狭路３ｂを加熱し、融解し、最後に蒸発して高圧ガスを発生する。高圧ガスのエネルギによりフライヤ層５をせん断してフライヤを形成し、そのフライヤがバレル部材７の孔７ａに沿って飛翔し、エネルギを効率的に利用して大きな運動エネルギで加速し、爆薬ペレット１０に衝突して、その運動エネルギにより爆薬ペレット１０を点火していた。
【０００７】
バレルのエッジ部分でせん断して二次爆薬の方向に飛翔してフライヤ層が爆薬ペレットに衝突する手段には、また、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、支持基板１２としてシリコン基板を使用し、その中央に小さな凹部を設けて支持基板１２自体にバレル１７を形成する。そして、支持基板１２上には、堆積させた金属をフォトリソグラフィとエッチングによりパターニングしたり、シリコン基板に不純物を選択的にドーピングしたりして低抵抗層１３を形成する。
【０００８】
低抵抗層１３は、蝶ネクタイ形状としてその狭路１３ｂを支持基板１２のバレル１７に位置する。その低抵抗層１３の表面上には、フライヤ層１５を形成する。フライヤ層１５の上には、バレル１７を塞ぐように爆薬ペレット（二次爆薬）２０を配置していた。
【０００９】
そして、支持基板１２上の低抵抗層１３に過電流を流し、狭路１３ｂに電流を集中させて狭路１３ｂを加熱し、融解し、最後に蒸発して高圧ガスを発生する。高圧ガスのエネルギによりフライヤ層１５をせん断してフライヤを形成し、そのフライヤがバレル１７に沿って飛翔し、エネルギを効率的に利用して大きな運動エネルギで加速し、爆薬ペレット２０に衝突して、その運動エネルギにより爆薬ペレット２０を点火していた。
【００１０】
図４に示すタイプでは、バレル部材７を低抵抗層３に位置合わせして組付ける必要がある。これに対し、図５に示すタイプでは、支持基板１２自体にバレル１７を形成するから、バレル１７を低抵抗層１３に位置合わせして組付ける必要がなく、製造を容易とし、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この図５に示すような電気式爆薬点火装置では、上述したとおり、支持基板１２として熱伝導率の良い単結晶シリコン基板を使用し、例えばシリコン基板に金属を堆積してフォトリソグラフィとエッチングによりパターニングしたり、シリコン基板に不純物を選択的にドーピングしたりして低抵抗層１３を形成していた。
【００１２】
このため、使用時に、支持基板１２上の低抵抗層１３に過電流を流して狭路１３ｂを昇華して高圧ガスを発生するとき、支持基板１２側に熱が逃げて熱効率が悪い問題があった。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、電気式爆薬点火装置において、部品点数の削減を図り、製造効率を高める一方、エネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、請求項１に記載の発明は、支持基板の板面に凹部を形成してその凹部をバレルとし、そのバレル内に狭路を位置して板面に低抵抗層を設け、その低抵抗層の上にフライヤ層を形成し、支持基板上の低抵抗層に通電し、その低抵抗層の狭路を昇華して高圧ガスを発生し、その高圧ガスでフライヤ層の一部をせん断して飛翔され、爆薬に衝突してそれを点火する電気式爆薬点火装置において、支持基板を、絶縁材料でまたは絶縁材料の層を部分的に含んで構成する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気式爆薬点火装置において、支持基板として、活性層の面方位が（１００）面または（１１０）面のＳＯＩ基板を使用する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電気式爆薬点火装置において、低抵抗層を、バレル内を含むＳＯＩ基板の活性層上に金属を堆積して形成する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電気式爆薬点火装置において、バレルの深さを、ほぼＳＯＩ基板の活性層の厚さとする、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の電気式爆薬点火装置において、低抵抗層を、バレル内を含むＳＯＩ基板の活性層に不純物を選択的にドーピングして形成する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電気式爆薬点火装置において、バレルの深さを、ＳＯＩ基板の活性層の厚さからドーピング深さを差し引いた値とする、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、電気式爆薬点火装置の製造方法において、絶縁材料でまたは絶縁材料の層を部分的に含んで構成した支持基板の板面に凹部を形成してその凹部をバレルとし、そのバレル内に狭路を位置して板面に低抵抗層を設け、その低抵抗層の上にフライヤ層を形成し、そのフライヤ層の上に爆薬を設置する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電気式爆薬点火装置の製造方法において、支持基板をＳＯＩ基板としてその板面の活性層にエッチングにより凹部を形成してその凹部をバレルとし、ＳＯＩ基板の活性層に不純物を選択的にドーピングすることによりバレル内に狭路を位置して低抵抗層を設け、その低抵抗層上であってバレル外に電極を設け、その電極を介してまたは直接低抵抗層の上にフライヤ層を形成する、ことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１（ａ）には、この発明による電気式爆薬点火装置の縦断面を示す。（ｂ）には、その支持基板の板面上に低抵抗層を設けた状態を示す。
【００２３】
図中符号２２が、板状の支持基板である。支持基板２２は、ガラスエポキシ樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂などの断熱性に優れた絶縁材料で構成する。そして、その板面２２ａの中央には、エンドミルによる切削加工などの機械加工を施し、任意の大きさ、任意の形状の凹部を形成してその凹部をバレル２７とする。バレル２７は、エッジ部分をシャープにつくり、例えば一辺が０．８５ｍｍの正方形で、深さが１００μｍの角穴状とする。
【００２４】
支持基板２２の板面上には、アルミニウム、銅などの金属を使用して低抵抗層２３を設ける。低抵抗層２３は、中央両側に三角形状の切欠き２３ａを対称に設けて狭路２３ｂを形成し、蝶ネクタイ形状とする。そして、その狭路２３ｂをバレル２７内に位置する。具体的には、例えば膜厚９μｍのアルミニウムをスパッタリング法により堆積し、フォトリソグラフィとエッチングにより蝶ネクタイ形状にパターニングする。この図１に示す例では、低抵抗層２３は、電極を兼ねている。
【００２５】
低抵抗層２３の上には、絶縁性のフライヤ層２５を形成する。フライヤ層２５は、耐熱性高分子材料であるポリイミドを、感光性ポリイミド液のスピンオンにより任意の厚さ、例えば膜厚２５μｍに形成する。バレル２７内の低抵抗層２３上にも設け、バレル２７のエッジ部分は薄肉部２５ａとする。そして、フライヤ層２５には、電極を兼ねる低抵抗層２３を不図示の電源部と電気的に接続するスルホール２６をあける。
【００２６】
フライヤ層２５の上には、爆薬ペレット３０を設置する。感度の高い火薬は、摩擦熱、静電気などで簡単に起爆してしまうおそれがあり、非常に危険であることから、爆薬ペレット３０としては、例えば火薬の規格ＭＩＬ−１３１６に合致した、非常に感度が鈍く、安全性の高い火薬を用いる。
【００２７】
このような電気式爆薬点火装置を実際に使用するときは、ケース内に密封する。そして、低抵抗層２３の両端に１Ｊの電気エネルギを加えて低抵抗層２３に通電し、過電流により低抵抗層２３の狭路２３ｂを昇華し、すなわち加熱し、融解し、蒸発して高圧ガスを発生する。すると、フライヤ層２５が高圧ガスを溜め込み、やがてその高圧ガスの圧力により薄肉部２５ａでフライヤ層２５の一部をせん断してフライヤを創出して高圧ガスを放出する。そして、その放出ガスを受けてフライヤが飛翔して爆薬ペレット３０に衝突し、その運動エネルギにより爆薬ペレット３０を点火して爆ごうする。
【００２８】
図１に示す電気式爆薬点火装置によれば、支持基板２２を絶縁材料で構成するので、使用時に、支持基板１２上の低抵抗層２３に過電流を流して狭路２３ｂを昇華して高圧ガスを発生するとき、支持基板１２側に熱が逃げることを防ぎ、熱効率を良くしてエネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現することができる。
【００２９】
図１に示す電気式爆薬点火装置において、圧力センサによりフライヤ２８の衝突圧力を計測したところ、１２０ＭＰａであった。従来のように、支持基板２２として熱伝導率の良い単結晶シリコン基板を使用して同様な衝突圧力を得ようとすると、低抵抗層２３の両端に２Ｊ以上の電気エネルギを加える必要があった。
【００３０】
図１に示す電気式爆薬点火装置によれば、低抵抗層２３をバレル２７内を含む支持基板２２上に、例えばアルミニウム等の金属をスパッタリング法、真空加熱蒸着法などの一般的な半導体プロセスを用いて堆積して形成する。このようにすると、バレル２７を形成した支持基板２２上にも、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして、狭路２３ｂを有する低抵抗層２３を比較的簡単に形成することができる。
【００３１】
図２（ａ）には、この発明による電気式爆薬点火装置の他例の縦断面を示す。（ｂ）には、そのバレル部分を部分的に拡大して示す。
【００３２】
この図２に示す電気式爆薬点火装置では、支持基板３２として、支持層３２Ａと絶縁層３２Ｂと活性層３２Ｃとで構成する、ＳＯＩ（Ｓｉｌｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を使用する。つまり、支持基板３２を、絶縁材料の層、すなわち断熱性に優れた絶縁層３２Ｂを部分的に含んで構成する。活性層３２Ｃの面方位は、（１００）面または（１１０）面のどちらかを使用する。
【００３３】
そして、ＳＯＩ基板の板面の活性層３２Ｃに、エッチングにより凹部を形成してその凹部をバレル３７とする。バレル３７は、エッジ部分をシャープにつくり、例えば入口が一辺０．８５ｍｍの正方形で、深さを１００μｍの角錐穴状とする。
【００３４】
そして、図１に示す例と同様に、そのバレル３７内に狭路３３ｂを位置して支持基板３２の活性層３２Ｃ上に低抵抗層３３を設け、その低抵抗層３３の上に絶縁性のフライヤ層３５を形成し、そのフライヤ層３５の上に爆薬ペレット４０を設置する。フライヤ層３５には、同様に、低抵抗層３３を不図示の電源部と電気的に接続するためのスルホール３６を設ける。
【００３５】
これにより、図１に示す例と同様に、低抵抗層３３の両端に１Ｊの電気エネルギを加えて低抵抗層３３に通電し、過電流により低抵抗層３３の狭路３３ｂを昇華して高圧ガスを発生する。すると、フライヤ層３５が高圧ガスを溜め込み、やがてその高圧ガスの圧力により薄肉部３５ａでフライヤ層３５の一部をせん断してフライヤを創出して高圧ガスを放出する。そして、その放出ガスを受けてフライヤが飛翔して爆薬ペレット４０に衝突し、その運動エネルギにより爆薬ペレット４０を点火して爆ごうする。
【００３６】
このように、支持基板３２として、面方位が（１００）面または（１１０）面の単結晶シリコン基板を使用すると、バレル３７の形成を機械加工からエッチングに置き換え、エッチング技術を用いることにより全製造プロセスを半導体プロセスとしてバレル３７の形成を容易とすることができる。
【００３７】
また、低抵抗層３３を、バレル３７内を含むＳＯＩ基板の活性層３２Ｃ上に金属を堆積して形成する。例えばアルミニウム等の金属をスパッタリング法、真空加熱蒸着法などの一般的な半導体プロセスを用いて堆積して形成する。このようにすると、バレル３７を形成した支持基板３２上にも、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして、狭路３３ｂを有する低抵抗層３３を比較的簡単に形成することができる。
【００３８】
図２に示す電気式爆薬点火装置によれば、支持基板３２を、絶縁材料の層を部分的に含んで構成するので、使用時に、支持基板３２上の低抵抗層３３に過電流を流して狭路３３ｂを昇華して高圧ガスを発生するとき、支持層３２Ａ側に熱が逃げることを防ぎ、熱効率を良くしてエネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現することができる。
【００３９】
なお、図２（ｂ）に示すように、バレル３７の深さをＡ、ＳＯＩ基板の活性層３２Ｃの厚さをＴとするとき、図２（ｃ）に示すように、バレル３７の深さＡを、ほぼＳＯＩ基板の活性層３２Ｃの厚さＴとすると、バレル３７内において低抵抗層３３をＳＯＩ基板の絶縁層３２Ｂのほぼ直ぐ上とし、低抵抗層３３で発生する熱エネルギの周囲への漏洩を防止することができる。
【００４０】
図３（ａ）には、この発明による電気式爆薬点火装置のさらに他例の縦断面を示す。（ｂ）には、そのバレル部分を部分的に拡大して示す。
【００４１】
この図３に示す電気式爆薬点火装置では、同じく、支持基板４２として、支持層４２Ａと絶縁層４２Ｂと活性層４２ＣとよりなるＳＯＩ基板を使用し、支持基板４２を、絶縁材料の層、すなわち断熱性に優れた絶縁層４２Ｂを部分的に含んで構成する。活性層４２Ｃの面方位は、（１００）面または（１１０）面のどちらかを使用する。
【００４２】
そして、ＳＯＩ基板の活性層４２Ｃに、エッチングにより凹部を形成してその凹部をバレル４７とする。バレル４７は、エッジ部分をシャープにつくり、例えば入口が一辺０．８５ｍｍの正方形で、深さを１００μｍの角錐穴状とする。
【００４３】
次いで、そのバレル４７内に、図１および図２に示すと同様に、狭路４３ｂを位置してＳＯＩ基板の活性層４２Ｃに低抵抗層４３を設ける。低抵抗層４３は、バレル４７内を含むＳＯＩ基板の活性層４２Ｃに不純物を選択的にドーピングして形成する。例えば、リン、ホウ素などをイオン注入装置によってドーズ量２×１０１６［ｉｏｎｓ／ｃｍ２］、エネルギ１００［ｋｅＶ］の条件でドーピングし、深さ６μｍまで拡散して注入することにより設ける。
【００４４】
この例では、低抵抗層４３に直接電気線を接続できないので、その低抵抗層４３上であってバレル４７外には、アルミニウム、銅などの金属を使用して電極４４を設ける。例えば、電極４４は、膜厚３μｍのアルミニウムをスパッタリング法により堆積し、フォトリソグラフィとエッチングにより蝶ネクタイ形状にパターニングして低抵抗層４３の狭路４３ｂを避けて形成する。
【００４５】
そして、電極４４を介してまたは直接低抵抗層４３の上には、絶縁性のフライヤ層４５を形成する。フライヤ層４５は、同様に、耐熱性高分子材料であるポリイミドを、感光性ポリイミド液のスピンオンにより任意の厚さ、例えば膜厚２５μｍに形成する。バレル４７内の低抵抗層４３上にも設け、バレル４７のエッジ部分は薄肉部４５ａとする。フライヤ層４５には、電極４４を不図示の電源部と電気的に接続するためのスルホール４６を設ける。そのスルホール４６を設けるフライヤ層４５の上には、爆薬ペレット５０を設置する。
【００４６】
これにより、図１に示す例と同様に、スルホール４６を通して電極４４から低抵抗層４３の両端に１Ｊの電気エネルギを加えて低抵抗層４３に通電し、過電流により低抵抗層４３の狭路４３ｂを昇華して高圧ガスを発生する。すると、フライヤ層４５が高圧ガスを溜め込み、やがてその高圧ガスの圧力により薄肉部４５ａでフライヤ層４５の一部をせん断してフライヤを創出して高圧ガスを放出する。そして、その放出ガスを受けてフライヤが飛翔して爆薬ペレット５０に衝突し、その運動エネルギにより爆薬ペレット５０を点火して爆ごうする。
【００４７】
このように、支持基板４２として、面方位が（１００）面または（１１０）面の単結晶シリコン基板を使用すると、図２に示す電気式爆薬点火装置と同様に、バレル４７の形成を機械加工からエッチングに置き換え、エッチング技術を用いることにより全製造プロセスを半導体プロセスとしてバレル３７の形成を容易とすることができる。
【００４８】
また、低抵抗層４３を、バレル４７内を含む単結晶シリコン基板にイオン注入法や塗布拡散法によって不純物を選択的にドーピングして形成すると、バレル４７が形成された支持基板４２にでも、容易に蝶ネクタイ形状を有する低抵抗層４３を形成することができる。また、低抵抗層４３を不純物ドーピングして形成することにより、経年変化を大幅に軽減し、長期間にわたり性能を維持することができる。
【００４９】
図３に示す電気式爆薬点火装置によれば、また図２に示す電気式爆薬点火装置と同様に、支持基板４２を、絶縁材料の層を部分的に含んで構成するので、使用時に、支持基板４２上の低抵抗層４３に過電流を流して狭路４３ｂを昇華して高圧ガスを発生するとき、支持層４２Ａ側に熱が逃げることを防ぎ、熱効率を良くしてエネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現することができる。
【００５０】
なお、図３（ｂ）に示すように、バレル４７の深さをＡ、ＳＯＩ基板の活性層４２Ｃの厚さをＴ、ドーピング深さをＢとするとき、図３（ｃ）に示すように、バレル４７の深さＡを、ＳＯＩ基板の活性層４２Ｃの厚さＴからドーピング深さＢを差し引いた値とすると、バレル４７内において低抵抗層４３をＳＯＩ基板の絶縁層４２Ｂのほぼ直ぐ上とし、低抵抗層４３で発生する熱エネルギの周囲への漏洩を防止することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし６に記載の発明による電気式爆薬点火装置によれば、支持基板を、絶縁材料でまたは絶縁材料の層を部分的に含んで構成し、支持基板の板面に凹部を形成してその凹部をバレルとし、そのバレル内に狭路を位置して板面に低抵抗層を設け、その低抵抗層の上にフライヤ層を形成し、支持基板上の低抵抗層に通電し、その低抵抗層の狭路を昇華して高圧ガスを発生し、その高圧ガスでフライヤ層の一部をせん断して飛翔させ、爆薬に衝突してそれを点火する。
【００５２】
よって、支持基板の板面に凹部を形成してその凹部をバレルとし、凹部のエッジを利用してフライヤ層の一部をせん断するから、独立したバレル部材を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。また、独立したバレル部材を位置合わせして組付ける面倒をなくし、製造効率を高めることができる。
【００５３】
また、支持基板を、絶縁材料でまたは絶縁材料の層を部分的に含んで構成するので、使用時に、支持基板上の低抵抗層に過電流を流して狭路を昇華して高圧ガスを発生するとき、支持層側に熱が逃げることを防ぎ、熱効率を良くしてエネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現することができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、支持基板として、活性層の面方位が（１００）面または（１１０）面のＳＯＩ基板を使用するので、バレルの形成を機械加工からエッチングに置き換え、エッチング技術を用いることにより全製造プロセスを半導体プロセスとしてバレルの形成を容易とすることができる。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、低抵抗層を、バレル内を含むＳＯＩ基板の活性層上に金属を堆積して形成するので、バレルを形成した支持基板上にも、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして、狭路を有する低抵抗層を比較的簡単に形成することができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、バレルの深さを、ほぼＳＯＩ基板の活性層の厚さとするので、バレル内を含むＳＯＩ基板の活性層上に金属を堆積して低抵抗層を形成する電気式爆薬点火装置において、バレル内において低抵抗層をＳＯＩ基板の絶縁層のほぼ直ぐ上とし、低抵抗層で発生する熱エネルギの周囲への漏洩を防止することができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、低抵抗層を、バレル内を含むＳＯＩ基板の活性層に不純物を選択的にドーピングして形成するので、バレルが形成された支持基板にでも、容易に蝶ネクタイ形状を有する低抵抗層を形成することができる。また、低抵抗層を不純物ドーピングして形成することにより、経年変化を大幅に軽減し、長期間にわたり性能を維持することができる。
【００５８】
請求項６に記載の発明によれば、バレルの深さを、ＳＯＩ基板の活性層の厚さからドーピング深さを差し引いた値とするので、バレル内を含むＳＯＩ基板の活性層に不純物を選択的にドーピングして低抵抗層を形成する電気式爆薬点火装置において、バレル内において低抵抗層をＳＯＩ基板の絶縁層のほぼ直ぐ上とし、低抵抗層で発生する熱エネルギの周囲への漏洩を防止することができる。
【００５９】
請求項７および請求項８に記載の発明による製造方法によれば、使用時に、支持基板上の低抵抗層に過電流を流して狭路を昇華して高圧ガスを発生するとき、支持基板側に熱が逃げることを防ぎ、熱効率を良くしてエネルギ効率の向上を図り、省電力化を実現することができる電気式爆薬点火装置を得ることができる。
【００６０】
請求項８に記載の発明によれば、加えて、バレルが形成された支持基板にでも、イオン注入法や塗布拡散法によって不純物を選択的にドーピングすれば、容易に狭路を有する低抵抗層を形成することができ、かつ低抵抗層を不純物ドーピングして形成することにより、経年変化を大幅に軽減し、長期間にわたり性能を維持することができる電気式爆薬点火装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明による電気式爆薬点火装置の縦断面図である。（ｂ）は、その支持基板の板面上に低抵抗層を設けた状態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、この発明による電気式爆薬点火装置の他例の縦断面図である。（ｂ）は、そのバレル部分の部分拡大断面図である。（ｃ）は、バレルの深さを最良としたときの同部分拡大断面図である。
【図３】（ａ）は、この発明による電気式爆薬点火装置のさらに他例の縦断面図である。（ｂ）は、同じくそのバレル部分の部分拡大断面図である。（ｃ）は、バレルの深さを最良としたときの同部分拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、従来の電気式爆薬点火装置の一例の縦断面図である。（ｂ）は、その爆薬ペレットを取り除いて示す平面図である。
【図５】（ａ）は、従来の電気式爆薬点火装置の他例の縦断面図である。（ｂ）は、その爆薬ペレットを取り除いて示す斜視図である。
【符号の説明】
２２、３２、４２    支持基板
２２ａ、３２ａ、４２ａ    支持基板の板面
３２Ａ、４２Ａ    支持基板の支持層
３２Ｂ、４２Ｂ    支持基板の絶縁層
３２Ｃ、４２Ｃ    支持基板の活性層
２３、３３、４３    低抵抗層
２３ａ    低抵抗層の切欠き
２３ｂ    低抵抗層の狭路
４４    電極
２５、３５、４５    フライヤ層
２５ａ、３５ａ、４５ａ    フライヤ層の薄肉部
２６、３６、４６    スルホール
２７、３７、４７    バレル
３０、４０、５０    爆薬ペレット
Ａ    バレルの深さ
Ｂ    ドーピング深さ
Ｔ    ＳＯＩ基板の活性層の厚さ
【図１】
2004232930.tif 000003
【図２】
2004232930.tif 000004
【図３】
2004232930.tif 000005
【図４】
2004232930.tif 000006
【図５】
2004232930.tif 000007