(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的接続線路が接続されているケーシング（１）を有しており、前記接続線路はチップ（２）上に配置されている点火ブリッジ回路（３）に接続されており、該点火ブリッジ回路の上に少なくとも１２つの点火薬（４ａ、４ｂ）が配設されている、点火／発火素子において、
前記接続線路はピン（５）であり、該ピンはガラスブシュ（６）を通してケーシング（１）内へ挿入されており、
金属体（７）によりケーシング（１）の底部が形成されており、金属体（７）はガラスブシュ（６）がはめ込まれる孔（８）を有しており、
金属体（７）はプラスティック体（９）に固定接続されており、該プラスティック体はケーシング（１）の周囲の壁で覆われており、ガラスブシュ（６）を越えて突出するピン（５）の端部が包囲されており、
金属体（７）は点火薬（４ａ、４ｂ）に対面する側の端部が狭い直径で構成されており、該端部の周囲に溝（１０）が設けられており、該溝（１０）に少なくとも２つのカットアウト部（１１）が孔（８）に対してガラスブシュ（６）の上方で設けられている、ことを特徴とする点火／発火素子。
【請求項２】
ケーシング（１）はプラスティック体（９）および金属体（７）を有しており、かつ金属体（７）の下方端部で該金属体にフランジ（２１）およびシール物質（１２）を介して接続されている、請求項１記載の点火／発火素子。
【請求項３】
チップ（２）は金属体（７）上に配置されている、請求項１または２記載の点火／発火素子。
【請求項４】
チップ（２）は導電性の表面（１３）を有しており、該表面に少なくとも１つの抵抗路（１４）が配置されており、該抵抗路は導電性の表面（１３）でのレーザ切断部（１５）により表面から分離されており、必要な抵抗値を有する少なくとも１つの点火ブリッジ回路が構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の点火／発火素子。
【請求項５】
抵抗路（１４）および点火ブリッジ回路（３）は発熱反応を発生する材料、例えばマグネシウムまたはジルコニウムまたはその合金から形成されている、請求項４記載の点火／発火素子。
【請求項６】
チップ（２）の後面（２）は金属化されており、チップ（２）は前面の導電性の表面（１３）に接続されてコンデンサを形成しており、該コンデンサは点火回路に並列接続されている、請求項４または５記載の点火／発火素子。
【発明の詳細な説明】
本発明は請求項１の上記概念記載の構成を有する点火／発火素子に関する。
ヨーロッパ特許明細書翻訳文ＤＥ３８８３２６６Ｔ２から、雷管のトリガのための点火ユニットが公知である。この点火ユニットは電気的に操作可能な点火ヘッドまたはフューズヘッドと、点火ヘッドにスイッチング装置を介して接続されている電流源と、電子装置ユニットとを有する。この電子装置ユニットは少なくとも１つのチップを有しており、このチップは半導体材料から作成され、マイクロ回路が設けられている。チップは点火ヘッドまたは点火ブリッジ回路をその表面に支持している。点弧ユニットは直接点火ブリッジ回路上に配設される。
本発明の課題は、請求項１の上記概念記載の構成を有する点火／発火素子を提供して、コンパクトな構造で汎用できるようにし、点火／発火素子の点火時に制御不能な噴出を回避することである。
この課題は本発明により、接続線路はペンシル状の接触部品（ピン）であり、ピンはガラスブシュを通してケーシング内へ挿入されており、金属体によりケーシングの底部が形成されており、金属体はガラスブシュがはめ込まれる孔を有しており、金属体はプラスティック体に固定接続されており、プラスティック体はケーシングの周囲の壁で覆われており、ガラスブシュから突出するピンの端部が包囲されている構成により解決される。
点火／発火素子の動作形態は次のようである。すなわち２つのピンでの電圧印加時に電流が点火／発火素子を通って流れ、その電気エネルギが点火ブリッジ回路で熱エネルギに変換され、点火ブリッジ回路が加熱される。点火ブリッジ回路上に配設された点火セットすなわち点火薬がこれによりトリガされ、１つまたは複数の点火薬の変化時に生じるガス圧力によって押圧されたケーシングの底部が破壊される。この開口部を通って熱せられたガスおよび粒子が噴出して、後置接続された負荷を点火することができる。
プラスティック体と金属体とを保持ご持続されるように接続するために、本発明の金属体は点火薬に対面する側の端部が狭い直径で形成されており、この周囲に溝が設けられている。溝には少なくとも２つの切欠すなわちカットアウト部が設けられており、このカットアウト部はガラスブシュの上方で孔に対して設けられている。プラスティック体の射出成形時または一体成形時に、このプラスティック体は金属体の狭い直径の領域に係合するように形成される。その際にプラスティック体は溝およびカットアウト部を介して孔内へ挿入され、ガラスブシュの上方で完全に孔を充填する。このようにして最適な接続が行われる。
ケーシングは有利にはスリーブ形に構成されており、この場合に金属体は下方の底部プレートを形成する。ケーシングは有利にはプラスティック体および金属体を包囲しており、金属体の下方の端部でフランジまたはシール物質を介して金属体に接続されている。
有利な実施形態では金属体上にチップが設けられている。
本発明によればチップの前面は導電性の表面を有しており、この表面上に少なくとも１つの抵抗路が配設されており、この抵抗路は導電性の表面でのレーザ切断部により表面から分離されており、必要な抵抗値を有する少なくとも１つの点火ブリッジ回路が形成される。レーザ切断により導電性の表面の所定の領域が除去される。
点火過程および点弧過程を支援するために、有利には、点火時に発熱反応を生じる点火ブリッジ回路材料を利用する。これには例えばマグネシウムまたはジルコニウムまたはこれらの合金が適している。これはもはや点火薬が機械的に固定されて点火ブリッジ回路に押圧されていなくてもよいという利点を有する。なぜなら点火ブリッジ回路ではトリガ後それ自体で発熱反応が進行するからである。
障害パルスや高周波数放射などによる所期でないトリガを回避するために、コンデンサを点火回路に並列に接続する。有利にはチップの後面が金属化されており、チップ前面の導電性の表面とコンデンサとが接続され、このコンデンサが点火回路に並列に接続されている。他の構成素子例えば抵抗、コイル、コンデンサなどを付加的にチップ上に設けることができることは明らかである。
本発明の特徴を図に則して以下に説明する。
図１には、本発明による点火／発火素子の断面図が示されている。
図２には、挿入されたピンを有する金属体（図２のａ）と、これを９０°だけ回転させた図（図２のｂ）とが示されている。
図３にはチップを上から見た図が示されている。
図４には実装されたチップを有する金属体の断面図（図４のａ）と、この金属体を上から見た図（図４のｂ）が示されている。
図１には完全な点火／発火素子の断面図が示されている。スリーブ形のケーシング１に底部プレートとして金属体７が配置されており、ペンシル状の接触部品またはピン５が電気的接続線路として設けられている。このピンのために金属体７は孔８を有しており、この孔にそれぞれ１つずつガラスブシュ６が埋め込まれており、このガラスブシュを通してピン５が挿入されている。ガラスブシュ６は金属体７に対してピン５を分離している。点火／発火素子の点火ブリッジ回路はチップ２上に配置されており、このチップは金属体７上に配置されている。チップ２については後に詳細に説明する。ペンシル状の接触部品またはピン５はチップ２の個所まで挿入され、チップ２を少し越えて突出している。はんだ付け部またはボンディング部を介してピン５はチップ２と導電接続されている。金属体はプラスティック体に固定接続されており、ケーシング１の周囲の壁内部を完全に充填している。プラスティック体９内にフラスコ形のリセス１６が形成されており、その下方端部にチップ２が存在している。チップ２または点火ブリッジ回路の上に点火薬４ａが配設されており、さらにその上方に第２の点火薬４ｂが配設されている。ケーシング１の表面はカットアウト部となるべき個所として平坦部１７を有している。下方の底部プレートのフランジ２１およびシール物質１２によりケーシング１は金属体７に接続されている。
点火／発火素子または点弧キャップはコンパクトなユニットであり、機械的影響、熱的影響および環境影響に対して耐性を有している。このためこの点火／発火素子はきわめて信頼性が高い。スリーブ形のケーシング１を用いた金属のカバー、後のシール物質１２の配設、および密なガラスブシュ６により、点火／発火素子は完全に密に構成されている。
ユニットの破壊に対する機械的な耐性を高めるために、必要に応じてユニット表面または点火薬４をカバー１８によりさらに保護することができる。
点火薬４ａ、４ｂを共に用いることにより、乾いた状態でも湿った状態でも動作可能である（以下乾いた状態での場合を説明する）。どのような形態が選択されるかはユニットのタイプとこれに関連するコスト上有利な実装法とに依存する。
ユニットのタイプおよび充填物の量はそのつどの使用法に依存しており、相応に変化させることができる。また点火／発火素子でただ１つのタイプのユニットを使用することもできる。このことは２つのタイプの充填物４ａ、４ｂを使用する場合よりも処理コストが小さくて済む利点を有する。
重要な特徴はプラスティック体９が金属体７に固定接続されている点である。これは特に有利には図２のａ、ｂに示されているように、ガラスブシュ６に挿入されたピン５を有する金属体７により行われる。ピン５はガラスブシュ６またはガラス挿入部材により金属体７から電気的に分離されており、支承により湿気に対して密となり、点火／発火素子の点火時にガスの放出が阻止される。
固定接続を行うために、金属体７は点火薬に対面する側の端部（図２には示されていない）が狭い直径を有するように形成されており、その周囲に溝１０が設けられている。この溝１０に少なくとも２つのカットアウト部１１が設けられており、このカットアウト部はガラスブシュ６の上方で孔８に通じている。これによりプラスティック体のプラスティックは引っ込んだ壁１９に沿って溝１０へ侵入し、またそこからカットアウト部１１を介して侵入してこの孔を充填する。図１にはこの結果が示されており、ここではきわめて持続的かつ固定にプラスティック体９と金属体７の密な接続が達成されている。
金属体７の部分の表面およびピン５はチップ２が持続的に導電接続されるように構成されている。これは例えばチップ２がはんだ付けで接触接続される場合ピン５に錫の層が設けられ、またチップがボンディングで接続される場合ピン５に金の層が設けられることにより行われる。
図３にはチップ２を上から見た図が示されている。チップ２は表面に金の層１３を有する。半円形の湾曲部はピン５の収容に用いられ、ピンは金の層１３に接続される。表面を横断して抵抗路１４が設けられている。レーザ切断部１５により抵抗路１４は金の層１３から分離されており、点火ブリッジ回路３だけが残っている。
レーザ切断部１５により点火ブリッジの回路の幾何学的配置が種々に変化するように切断され、これにより広いスペクトルが低コストで得られる。実際にはこれは要求される種々の電気的機能データを実現するために必要である。要求される出力データでの動作可能性を確実にするための別のパラメータは、層の厚さおよび有利にはスパッタリングプロセスにより堆積される材料である。
抵抗路１４ひいては点火ブリッジ回路３は特に有利な実施形態では発熱反応を発生する材料から成る。この材料は例えばマグネシウムまたはジルコニウムまたはこれらの物質の合金である。
障害パルスや高周波数放射などによる所期でないトリガを回避するために、チップ２をコンデンサとして形成し、これを点火回路に接続する。これはチップ２の後面を相応に金属化することにより行われる。
図４には、挿入されたピン５を有する金属体７および接続されたチップ２の構成ユニットの断面図（図４のａ）とこの構成ユニットを上から見た図（図４のｂ）が示されている。
この装置ではチップ２がはんだ付け部２１によりピン５に導電接続されている。図からわかるように、チップ２は金属体７の表面に平坦に設けられており、半円形の孔２０を有している。この半円形孔はピン５によって充填される。これにより実装中の２つの素子の固定だけでなく、後の導電接続も達成される。この接続ははんだ付け、ボンディング接続または他の適切な手段により行われる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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