作為一種頗具大規(guī)模應用前景的發(fā)火元件,半導體橋(SCB)火工品發(fā)展迅速,產(chǎn)品體系也在不斷豐富中。然而,SCB火工品屬于微電子火工品的范疇,其規(guī)模應用受到電磁干擾的限制。壓敏電阻和熱敏電阻具有阻值非線性的特點,是以金屬氧化物為主要原材料制造的半導體元件,其電學性能與尺寸大小可按照用途來選擇,具有在SCB火工品電磁防護上的潛在應用前景。為此,本文首次探索了靜電和射頻對SCB火工品作用的過程,初步探明了SCB火工品的靜電和射頻損傷機理,在火工品的電磁干擾易損特性方面形成了一些規(guī)律性的認識。在此基礎上,將壓敏電阻和熱敏電阻作為防護元件,分別與SCB芯片并聯(lián)連接,組成具有抗電磁干擾功能的火工品,研究了該火工品的抗靜電和抗射頻性能。 本文選取了V型角SCB芯片和對靜電作用敏感的點火藥劑LTNR,組成典型的SCB火工品,研究了其靜電感度和易損特性。靜電放電能量是影響SCB火工品靜電易損特性的重要因素,不同靜電放電(ESD)條件下火工品的靜電損傷機理不同。低能量靜電作用下(10000pF、5000Ω、23kV),其損傷機理為簡單的電熱轉(zhuǎn)換、熱傳導作用過程；高能量靜電作用下(10000pF、5000Ω、...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 SCB火工品的研究和發(fā)展
        1.2.1 SCB芯片的結構與類型
        1.2.2 SCB火工品發(fā)火機理的研究
        1.2.3 SCB電爆性能影響因素的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 SCB等離子體特征參數(shù)的測試與研究
        1.2.5 SCB發(fā)火過程的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.6 SCB火工品抗電磁干擾的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 SCB火工品靜電損傷機理的試驗研究
    2.1 靜電作用下SCB火工品的響應規(guī)律
    2.2 SCB橋膜靜電損傷區(qū)域的元素組成分析
    2.3 ESD作用下SCB生成等離子體的診斷
        2.3.1 SCB等離子體電子密度診斷
        2.3.2 SCB等離子體成長過程
    2.4 ESD對SCB火工品電爆性能的影響
    2.5 本章結論
3 ESD作用下SCB橋膜溫度變化的數(shù)值模擬
    3.1 靜電作用下SCB的瞬態(tài)傳熱模擬及分析
        3.1.1 SCB橋膜的相關參數(shù)及傳熱模型的基本假設
        3.1.2 瞬態(tài)傳熱模型的建立及橋膜溫升方程
        3.1.3 瞬態(tài)傳熱模型的模擬結果分析
    3.2 靜電作用下SCB橋膜溫度分布的模擬仿真
        3.2.1 ESD作用下SCB橋膜的電-熱耦合模型
        3.2.2 模型分析計算的理論基礎
        3.2.3 SCB橋膜溫度分布的計算與分析
    3.3 本章結論
4 壓敏電阻用于SCB火工品靜電防護的研究
    4.1 電子設備中常用浪涌保護元件的工作原理分析
    4.2 壓敏電阻尺寸與性能參數(shù)的選擇
        4.2.1 貼片壓敏電阻的結構組成與型號參數(shù)
        4.2.2 貼片壓敏電阻的性能參數(shù)與防護機理
    4.3 壓敏電阻對SCB火工品靜電感度的影響
    4.4 壓敏電阻對SCB火工品電爆性能的影響
    4.5 本章結論
5 SCB火工品射頻損傷機理的試驗研究
    5.1 SCB火工品的射頻感度測試
    5.2 射頻作用對SCB性能的影響
        5.2.1 定功率條件下的射頻注入
        5.2.2 射頻作用對SCB橋膜外觀的影響
        5.2.3 射頻作用對SCB阻抗性能的影響
        5.2.4 射頻作用對SCB電爆性能的影響
    5.3 射頻對LTNR的損傷機理初探
        5.3.1 射頻作用后LTNR的DSC熱分析測試
        5.3.2 LTNR脫水后的SCB發(fā)火電壓測試
        5.3.3 射頻作用LTNR的鉛元素價態(tài)分析
    5.4 GTEM電場輻照對SCB火工品的影響
        5.4.1 電場輻照下SCB的感應電流測試
        5.4.2 射頻場強與頻率對感應電流的影響
        5.4.3 SCB腳線長度對感應電流的影響
        5.4.4 GTEM電場輻照對SCB火工品電爆性能的影響
    5.5 本章結論
6 射頻作用下SCB橋膜溫度變化的數(shù)值模擬
    6.1 SCB火工品的射頻作用模式分析
        6.1.1 射頻作用下SCB火工品的天線模型
        6.1.2 射頻作用下SCB火工品的傳輸線模型
    6.2 射頻作用下SCB的穩(wěn)態(tài)傳熱模型及分析
        6.2.1 SCB橋膜傳熱模型的基本假設
        6.2.2 射頻作用下SCB橋膜溫升的數(shù)學模型
    6.3 射頻作用下SCB橋膜溫升的模擬仿真
        6.3.1 射頻注入功率對橋膜溫升的影響
        6.3.2 不同尺寸SCB橋膜溫升的對比
    6.4 本章結論
7 熱敏電阻用于SCB火工品射頻防護的研究
    7.1 分立元件用于SCB火工品射頻防護的原理分析
    7.2 熱敏電阻對SCB火工品射頻感度的影響
    7.3 熱敏電阻對SCB火工品恒流感度的影響
        7.3.1 SCB火工品的1A1W5min不發(fā)火試驗
        7.3.2 恒流作用下的SCB橋膜溫度的測試
    7.4 NTC熱敏電阻對SCB火工品電爆性能的影響
    7.5 本章結論
8 全文結論
    8.1 論文的主要內(nèi)容與結論
    8.2 論文的主要創(chuàng)新點
    8.3 論文的不足及后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄：攻讀博士學位期間發(fā)表的論文和參加的科研情況



本文編號：3833748