本发明涉及用以起爆起爆管的点火单元，该起爆管包含至少一种在一起爆管外壳中的基本装药及一带有这种点火单元的完成的起爆管。本发明更加具体地涉及这种带有点火信号的电子延迟类型的一点火单元。 在大多数爆破操作中一炮眼组内的不同装药的引爆是各独立装药或装药组间以一定时间延迟的方式按先后进行的。这使得在爆破过程中对岩块运动的控制变为可能，例如，以便在爆破过程中，对所有炮眼组内的装药都保持一个自由膨胀表面、并影响岩块的破碎作用和抛掷距离、及控制地面的振动等。
这种延迟传统上是通过设置在起爆管内的烟火信号延迟元件来的实现的，该元件的长度和燃烧率确定该延迟时间。当该延迟元件已被起爆信号所点燃，该延迟元件即以预定的燃烧率燃烧，随后将在起爆管内的炸药起爆。然而，即使在精密地制造出来的烟火信号延迟元件的情况下，亦难免有某种时间方面的离散。由于需要有较大数量的各不相同地延迟，因此必须使用不同烟火剂和燃烧率的延迟元件，这样，会因为各种元件的不同的老化性质而增加不希望有的离散的风险。此外，由于该烟火信号延迟元件具有一给定的燃烧时间，因此必须制成和存放各式各样的起爆管。在野外或在建筑物中使用时，为可靠地起爆起见，该延迟元件须放置在紧靠在起爆管中的炸药处，使之难以将所需的起爆管的范围处理在一起。
已经提出了多种不同的电子起爆管，在该起爆管内用电子学方法产生的延迟代替该烟火信号延迟，通过采用这种方法该起爆管延迟时间的精确度可显著地改善，而且对于存放条件也没有敏感的反应。如果该起爆管制成可编程时，则相同的起爆管类型可被使用在许多不同的延迟时间，并可任意地选择各种可能延迟时间而不需事先进行标准化。在不考虑电子学部分的情况下，该起爆管可制成如正常的即发起爆管。
电子起爆管的商业化生产被若干问题所牵制。已发现难以将较为复杂的电子电路的成本降低到烟火信号延迟元件的成本的水平。即使是该电子电路的主要部分可设计成一单个的半导体芯片，该电路解决方法须额外包括至少一个分离的部件，该部件例如可为一电流源，用以在延迟阶段激励该电子电路及用于引火头的点火。这些部件以及它们的共同的电气和机械的连接机构显著提高了该电子起爆管的成本。尽管有易损坏的部件，该电路基本上仍然能满足和烟火信号延迟元件的显著地更为牢固部分一样的机械强度的要求，即能耐受装配该起爆管过程中的、炮眼组的连接过程中的粗心大意的装卸处理，及能承受在延迟阶段中来自邻近起爆管所产生的严重的场地振动和冲击波。然而，牢固的机械结构与所需求的可能制造如以往相同的起爆管尺寸的电子起爆管的目的是矛盾的，该起爆管尺寸或多或少地已被标准化，并可使用于现有的装配设备中。可靠的点火，对降低引火头尺寸和所需的电能的可能性强加了许多限制性。电气延迟的精确性被空载时间和该引火链的诸如在起爆管内的引火头和装药的剩余部分中合成的时间的离散所抵消。降低引火头的响应时间的可能性是由该电流源的容量所限制。电子线路的小型化，本身是理想的，但却提高对静电的和其它干扰的敏感性，从爆破工艺的角度上来看，这种敏感性表示安全问题的存在。机械性敏感的电子部件使起爆管的装配及特别是对预制部件的简单的局部组合的可能性变成困难。
本发明的一个目的在于消除或减少上述问题。本发明的一个具体目的在于使得一廉价的、用于起爆管中的精确的电子点火单元的制造成为可能。本发明的另一个目的在于提供一小尺寸的、适宜匹配于现有起爆管尺寸的点火单元。本发明又另一个目的在于提供在电子电路部分具有良好的部件的电气和机械连接的点火单元，通过该装置良好的可管理性和避振作用得到改善。本发明的又另一个目的在于使得对干扰具有低的敏感性的点火单元的制造成为可能。本发明又另一目的在于提供可独立装卸处理和运输并至借助本身而与起爆管的其余部分简单进行最后装配的点火单元。本发明的其它目的在于使得带有一提供可靠点火的引火头的点火单元的制造成为可能，该点火单元具有一低的能量需求，同时具有小的而均匀的固有延迟。
这些目的可通过本发明的权利要求中叙述的特征部分的方式而实现的。
按照本发明的一个方面，该电子电路部分的部件被装配在一带有印刷的导电图形最好为挠性的基片上。装配技术是廉价的、也是快速的，特别是因为连续性生产过程变成可能，在该过程中部件被装配在连续的基片上和运输在不同的生产工段间，在该基片未进行最后加工阶段前是不切割成独立单元的。如果该基片是一薄膜时，所得完成后的制成品可制成重量轻和体积小的单元。该技术不需要对该半导体芯片进行任何封装，相反，容许芯片表面的接触面积分别和基片表面有直接的连接，通过该方法可以实现重量和体积方面的额外节约。由于芯片和电子电路部分中的至少一个部件、但最好是电子部分的所有的部件都装配在基片上，如此制成的电子电路单元是紧凑的、布线短、对干扰的敏感性低，而接线较少。同时，生产工艺的优点扩展到整个电子电路单元。基片的挠性提供良好的耐压、抗冲击和抗振动的能力而不会使电路图形或部件的连接方面出现中断的风险。在结合到其重量的减少方面，这方面也可以做到，其优点更是特别显著的。按照本发明的另一个方面，通过封装电子电路和引火头而形成一独立的点火单元。通过这种方法，一独立地可管理的和可运输的点火单元可以在不包含任何的炸药组分下实现，且在不需高的精确度下，该点火单元是可以通过将之引入在基本装药之上方一适当距离处而最后装配在装有爆炸性装药的一起爆管外壳中。在与挠性基片结合时，可以获得如下额外的优点，即该可达到的空间允许以一牢固的夹持夹具的形式进行封装，可通过在挠曲基片的过程中使该夹持夹具的成形的方法而将该部件的位置加以控制。按照本发明的另一个方面，该引火头即雷管电桥和起爆剂是直接地放置在芯片的表面上。通过这种方法，这些部件的尺寸可以被缩小，机械稳定性增高，对干扰的敏感性减低，所需的能量减少，且响应时间缩短，特别是因为基片和芯片上的连接结构间的额外导体可被删除之故。该定位方法提供良好的机械稳定性及起爆剂和雷管电桥之间的可靠粘附性。如果该引火头是设置在如芯片上的微电路的相同侧边时，雷管电桥的制造可被简化，特别是如果该电桥是如在该表面上与其它必需的结构一样在相同阶段上的制造时，更是如此。该定位方法与使用未封装芯片的可能性高度地相适应，与在环绕在基片上的一个孔的接触区域进行装配的可能性也高度地相适应，通过该孔可将起爆剂暴露出来。在这方面，一挠性基片提供在朝该起爆管的起爆炸药的方向上对火花簇射的良好地控制的可能性。按照本发明的又另一个方面，通过在薄的金属层中配置火花隙及用对间隙距离的不敏感的稳定击穿电压的方法使该电子起爆管避免受干扰。在不需付出额外代价下，该火花隙可极为有利地直接地在基片的电路图形中制造。
本发明的其它目的和优点，将从以下的更为详细的叙述而显露出来。
本发明的原理可应用于那些需要延迟或延迟的可能性及点火链中结合着一电气点火瞬时的所有起爆管类型中。在用于电起爆的点火单元之后，有一高度爆炸性的二次爆破炸药如PETN（季戊炸药）、RDX（黑索金炸药）、HMX、Tetryl（屈特几）、TNT（黄色炸药）等的爆炸性基本装药，在适宜处装有一个中间点火链阶段，其形式例如为一起爆炸药如叠氮化铅、雷汞、二硝基间苯二酚酯、重氮二硝基酚酯、2，4，6-三硝基间苯二酚铅等。以上所列举的优点对于民用起爆管是极有价值的，而本发明将联系这方面的应用进行叙述。民用起爆管在不同部分往往被连接到需要不同的延迟的网络中。用于民用的适宜的起爆管包括除了本发明的点火单元之外，还有一实质上为圆筒形的起爆管外壳。该外壳可由纸质材料、塑料等制成，但通常是用金属材料制成的，其中包含基本装药及在适宜处包含起爆炸药，在其开口端部有一个信号传导体穿过其中的密封盖。已知的意图用在导火索及导火索的起爆的即发起爆管可有利地加以使用。
在上述起爆管类型中用于起爆的点火单元须包括：一可电气激励的引火头，一经过一连接装置连接到该可电气激励的引火头的电流源;及一电子延迟单元，该电子延迟单元则又须包括：一设计成使得能鉴别经过一外部信号线路输送到该点火单元的一启动信号的信号译码器，一以这样方式设计的延迟电路，使得当接收到启动信号时，在一预定时间之后，该延迟电路输送一点火信号;及其连接装置，该装置是以这样的方式设计的以使当接收到点火信号时，该装置将电流源接到引火头以便电气激励该引火头;该点火单元包含至少一个由半导体材料并具有微电路的芯片。为了使布线在一网络中的多个起爆管的不同延迟成为可能，这些延迟电路可事前先以这样的方式设计成为能提供不同的延迟，或在布线或爆破的过程中，最好可以这样的方式设计成可编程至所需的延迟。
用于进行上述功能的实际电路解决方法，可在广阔的范围内变化，而本发明并不受此限制。已知的对电路解决方法的建议出现于例如美国专利说明书4，145，970，4，324，182，4，328，751及4，445，435及欧洲专利0，147，688中，这些作为参考资料而结合在本发明中。
按照本发明的一个方面，采用了一带有刻蚀的电路图形的挠性基片，以便将芯片机械性的或电气性的连接到例如外部信号传导体和/或在该点火单元中的一个或多个附加电气部件。附加电气部件的实例为其它的芯片、可电气激励的引火头、电流源、用于进入的信号的转换电路、安全元件诸如电阻器、绝缘变压器、火花隙、其它电压限定器件、用于使起爆管外壳接地的器件等。通常至少该电流源和芯片是由薄膜支撑的。最好在该布线中包括不多于一个芯片。
由于空间方面的理由，在该芯片上配置尽可能多的电路功能是理想的，但必须做出某种调整。原则上施加到芯片上的至少全为低效应电路如译码器和延迟电路，而高效应电路如电流源、安全电路和用于引火头的连接装置以及其它不能用半导体材料制成的部件如晶体振荡器、电流源等可从外部加入。某些高效应电路可在半导体材料上制造，这些电路有：如用于引火头的开关、限压器和整流器，将它们结合到芯片中或形成一独立的芯片是有利的。该芯片可用已知工艺进行设计，该工艺如双极型技术或最好如CMOS（互补金属氧化物半导体）技术，如此则可将能量耗损降低到最低程度。
该挠性基片是要易弯曲的，其它的方面，可以是有永久性形状及非弹性以便防止在电路图形中发生中断现象，因此，可有利地进行交叉耦合。此外，该材料须为耐热的以便在使用加热的过程中容许部件的装配。适宜的材料的实例为有机聚合物如环氧树脂/玻璃，聚酯和特别为聚酰亚胺（例如由杜邦公司生产的卡普顿）。该基片以制成较薄的膜为有利，其厚度须不超过芯片的厚度。该基片的厚度以不超过1毫米为好，低于0.5毫米为更好，而最好则低于0.25毫米。为了强度的理由，该厚度须超过0.01毫米而最好也超过0.05毫米。
在基片上可形成电路图形，该电路图形可通过在表面上提供金属层并对该金属层按传统的方法利用光致抗蚀剂进行刻蚀以给出所需的电路图形而实现的。该金属材料以采用铜为有利，该金属材料是以一箔片的形式电沉积或胶粘在基片上，胶粘时例如可用环氧树脂或丙烯酸酯聚合物进行。该胶粘层的厚度可在5至200微米间，特别是在10至100微米间。当已形成电路图形后，在该金属表面上镀覆以一层薄的抗气化金属层如黄金或锡，其厚度例如可为0.1至1微米。该电路图形用于完成对不同部件之间彼此进行电气连接的功能，但也可之以产生某种类型部件如火花隙、电阻器等，以下将对之进一步说明。
分立的电子部件被装配在形成的电路图形上。这可通过将部件的接线穿过基片上的通孔并焊接到该电路图形上而用传统方法实现的。小型部件可在没有直通引线下直接地装配在该电路图形的表面上。该电路图形金属的舌片可从基片上解脱下来并连接到部件上。这是非常容易地在基片的通孔中进行，该通孔已在金属覆盖层之前先制成，在该方面，在该通孔周围处的金属覆盖层的反面在刻蚀过程中用特殊的方法加以保护。该部件的连接件或最好甚至为该部件本身可在通孔内的定位，以便提高机械稳定性。在这方面，该舌片可有利地从基片的平面上折叠起来并连接到该部件上。该连接通常可经过导线进行或直接地连接到该部件为最好。依赖于待被连接在一起的金属的性质，该连接可通过热压、混杂的方法或最好通过焊接的方法来进行的。在焊接的情况下，通常是需要在可能存在的镀覆金属上的提供额外的焊接金属。
可用如上所述装配其它部件的相同方法来装配该芯片。一已封装芯片于是可通过将其接触焊脚穿过该基片后，在适当处将该接触焊脚焊接到基片上的对应点上。然而，如上所述，将芯片的接触区域更直接地连接到基片上更为有利，特别是通过该方法，就可能完全地或部分地使用未封装的芯片。在芯片和基片上的接触区域的连接分别可例如通过金属导线以传统的方式完成的，通过该方法，在基片上接触区域不需要与芯片上的接触区域一致。
制成该连接的优先方法是通过采用例如叙述在奥尼尔（O′Neil）著“条带自动粘合的状态”（“The Status of Tape Automated Bonding），半导体国际，1981年2月，或斯莫尔（Small）著“条带自动粘合及其在印制线路板的冲击”（Tape Automated Bonding and Its Impact on the PWB）电路世界，1984年第10卷第3期中的已知的TAB（条带自动粘合Tape Automated Bonding）技术，上述文献作为参考资料结合到本发明中。除了制造工艺上的优点外，还由于该接触是以这个方法而取得牢固的并防振的这样一个事实，而将其重要性也在这个情况下附加在这里。在基片上的电路图形被设计成带有的不同尺寸和定位的接触区域而适配于直接承受在芯片上的接触区域。在两个接触表面间提供以额外的金属层，一方面便于良好的金属间连接，而另一方面产生芯片的表面与其基片上电路图形的平面间的距离。为此目的，一适当的金属柱，诸如铜、锡、铅或特别是黄金柱被电沉积在芯片的通常为铝的接触区域上，或被电沉积在基片的接触区域上。该金属柱的横截面积适配于芯片的接触区域，并可例如为50至150平方微米。当余下的电路图形已被密封后可直接地在薄膜的接触表面上形成该金属柱，例如在第二个步骤中用光致抗蚀剂形成该柱。另一种可选择的方法可通过刻蚀基片的电路图形上环绕意图形成的柱区域的材料而形成该柱。如果适当的话，可能需要对生成的柱进行镀覆。当在芯片上以优先的方法制成该柱时，通常提供以附加的保护层，以便防止该半导体材料的电路上的接触金属的长期效应，该电路通常被放置在该半导体表面上例如由二氧化硅制成的绝缘层上。一般首先用氮化硅将该整个表面钝化，将在该接触区域上的钝化层通过汽化渗镀或溅射将扩散阻挡层或例如铜、钛、钨、铂或黄金的阻挡金属层施加在至少如此去掉的钝化层的接触区域及最好在整个电路区域上。将该接触区域屏蔽而将该金属柱电沉积在这些接触区域之上，这之后，将在该接触区域周围的表面刻蚀掉直至该钝化层为止。
当在该接触表面之一的上面形成了金属柱之后，通过有足够热量作连接用的热压，可以使基片和芯片接合在一起。依赖于所选择的材料和温度，该接合在一起的过程是通过熔融、共晶的形成或软质金属的加压的方法而实现的。该温度须高于150℃，且最好高于300℃。先将该芯片预热为有利，但必须不可过分地加热至高温度。加热过程主要地须从基片一侧边进行。也可能在接合在一起之前先将基片的接触表面预热至所需的温度或者将整个基片热透。然而，优先的方法是在基片的通孔处产生连接，该电路图形的接触区域跨越该通孔的边缘自由地突出，通过这个方法。这些接触区域是可直接地便于通过使用热加工工具压制到芯片的表面上。以这种方法，该芯片的两个表面则相反完全地自由和便于通过一夹持夹具加以支撑或调整。在这方面，该工具可穿过该基片，而芯片的微电路表面可朝向基片的图形表面。然而最好是将该芯片穿过该基片上的通孔直至其微电路表面与该基片的图形表面齐平的位置，借此，该芯片从下面靠压在该基片的自由地突出的接触舌片，而该热加工工具则从该基片的顶部侧边趋近该基片。以这个方法，该芯片的电路表面便能很好地暴露于并受控于一外部夹持夹具。
如果需要，该裸露的芯片及其接触区域可在连接之后，例如用一硅氧烷弹性体或环氧聚合物进行密封。
导致起爆管基本装药发生起爆的点火链是通过某种形式的电气起爆启动的，一电阻器通常向一炸药或在起爆剂中的可燃的或其它反应材料提供足够的热量以启动该反应。该起爆可由于热或冲击波或一种组合机理如在火花或明弧的情况下发生的。可以使用爆炸薄膜或导线，但释放出来的热量最好通过起化学反应的材料而被强化起来，该化学反应材料例如为通过交替地氧化和还原在雷管电桥中的材料如氧化铜和铝或当被加热之后能在释热过程中合金化的金属层如与钯或铂混合的铝。
在起爆剂中的反应材料可为炸药，如以上所述的起爆炸药类型，例如叠氮化铅，该材料可通过电气起爆而使之起爆，在该方面，该起爆可直接地进一步传递给传递起爆管内的顺次的装药。如果该反应材料是非起爆材料时，则当受电气起爆元件的影响时，在点火链中需要一个用以过渡到起爆的附加步骤。这可通过利用从反应材料的反应产物影响起爆药而极其简单地实现。如果希望取消起爆炸药时，可以应用的其它已知过渡性机理有：如由燃烧火药或易燃二次爆破炸药（飞板Flying Plate）加速的一物质于对二次爆破炸药的冲击或在某条件下二次爆破炸药的燃烧使得该反应导致起爆（DDT，爆燃至起爆过渡）等。优先的DDT结构类型公开在PCT/SE 85/00316中，该专利文献作为参考资料结合到本发明之中。
优先的非起爆性反应材料为烟火信号元件，该元件产生焰火或者火花。这些不需要定位在点火链中极靠近下一个顺序阶段处而放置在可桥接到这些阶段的某种距离处。此外，非起爆性反应材料具有在装配到起爆管内之前便于装卸处理该点火单元的优点。可以使用的用于引火头的已知合成物为基于氧化反应材料如氧化物、氯酸盐、硝酸盐和还原反应材料如铝、硅、锆等的混合物。这些往往被研碎成粉末并用粘合剂如硝化纤维素或聚硝酸乙烯酯等粘合在一起。可以较少量结合爆炸性物质如叠氮化铅、二硝基苯酚铅或硝基间苯二酚铅或二硝基间苯二酚铅等，以便利点火。该氧化反应和还原反应材料通常被研磨成粉，其平均粒子尺寸小于20微米而最好甚至小于10微米，起爆剂可用一般方法通过将该组分在该粘合剂的溶液中制成泥浆而形成的。为了使之硬化和粘合到雷管电桥中，在成形之后将溶剂蒸发掉。
一传统的带有一保险丝的引火头可用于本发明的结构中。然而，为了减少对电流源的需求和减少响应时间，将该引火头特别是保险丝要制造的比正常的为小。该保险丝或一般来说该引火头电路的阻抗部分的质量须少于1微克且最好为少于0.1微克。可能需要使火花流通过屏蔽物导向到该引火链的下一个顺次部分。一传统设计的引火头可作为一附加部件按以上曾经叙述的方法装配在基片上。一小质量的雷管电桥可更容易地在一支架上通过采用薄膜工艺法将之制造出来并且作为附加部件而连接到基片上。如雷管电桥被设计成作为基片电路图形的一个部分而该起爆剂是直接地应用到这个雷管电桥上则可以获得更为紧凑的结构。该雷管电桥可作为该导电电路图形的较薄的和较窄部分而制成的，但最好是用较高电阻率的其它材料设计成的，例如通过薄膜工艺的方法用镍/铬而制成的。
按照本发明的一个方面，一至少部分地未封装芯片的自由部分被用作雷管电桥和起爆剂的一个支撑物。如果在起爆管中结合着多个芯片时，该起爆剂可便利地加到包含用于该引火头电路的开关元件的一个芯片上。该开关元件例如可为一可控硅开关。
该雷管电桥可加在芯片的反面即没有电路的一侧边，借此，该设计可极端自由地以对该电路的其它功能产生最小的影响下进行的。然而，最好是将该雷管电桥加在其正面即有微电路的处理过的一侧，因为这便于通过采用相同于那些用于制造该电路图形的步骤的方法生产该电桥和涂覆起爆剂，并便于进行该电路图形和该雷管电桥间的连接，也便于装配和连接到其它的电子部件上。在这方面，该雷管电桥可加在没有支撑任何电路图形的一部分表面上，在该方面，在电路上的影响被减少到最低程度或容许该雷管电桥设计在半导体材料上，例如为获得按照叙述于美国专利3，366，055中电阻值随温度的升高而降低的情况。由于引火头具体地说相对于该芯片在尺寸上较大，所以通过将该引火器件放置在微电路之上，其体积和价格可以降低。在这方面，在重叠部分之间某种电气绝缘形式是需要的，而为此目的，在半导体电路的生产过程中常用的绝缘层如Vapox或聚酰亚胺均可被使用。这些绝缘层的厚度例如可为0.1至10微米之间。
如果热的释放构成点火机理的一个主要部分时，最好在雷管电桥之下有一隔热层，以便减少热量损耗到导热良好的硅基片上，并从而减少对该响应时间和功率的要求。该隔热层可用制成电绝缘体的相同材料制成的，例如二氧化硅，Vapox，但其厚度在用作电绝缘体时较厚些，例如厚到超过0.5微米，特别是厚到超过1微米。考虑到在该起爆剂被点火之前已将该隔热材料烧透的风险，该隔热材料的厚度需正确地进行选择。其它可以想象得到的绝缘材料特别是耐热的有机物质如聚酰亚胺类，可按例如公开在向井（Mukai）著“采用聚酰亚胺的平面型多层互连工艺“IEEE固体电路杂志1978年8月Sc.13卷，第4期、或华德著（Wade）“，用作VLSI（超大规模集成电路）多层互连电介质及钝化层的聚酰亚胺”微观科学第61页中的方式加以使用，该两文献作为参考资料结合到本发明中。
在雷管电桥和芯片间放置一特别层的其它的理由在于避免从在起爆剂中的物质在芯片上的一个效应。由于带起爆剂的芯片必须至少部分地无保护，也存在从起爆管的其它部分中的物质例如从起爆管的主要装药的废气物质在芯片上产生的一个负效应的风险。在起爆管的内部可能发生高温，例如当将起爆管暴露于阳光下那样。
适宜用作扩散阻挡层的材料可以是金属层。那种几乎全部地彼此相互覆盖的金属层，可放置在与该雷管电桥的相同的层中或在一覆盖层中与这隔离。诸如以上所述的那些绝缘材料是优先的。这些可放置在起爆剂和电桥之间，但最好是放置在电桥之下。
该起爆剂可为弱的导电体并因此可很便利地直接在起爆剂之下放置一绝缘层，最好直接在该层之上放置该雷管电桥，以便防止不同表面部分间非所希望的电气接触。可应用以上所述的绝缘材料，最好应用塑料层。在这层上必须刻蚀窗口，一方面在雷管电桥之上而另一方面在芯片的电气接触表面上刻蚀窗口。
总的，至少一层非电传导材料须这样放置在起爆剂和芯片表面之间，及最好至少一层这样的材料放置在雷管电桥和芯片表面之间，在该方面，一层材料当然可满足以上所述的若干个功能。通常在这些材料层中需要直通引线，例如用于该电气接触表面。
在该材料层或诸材料层的顶上构成该雷管电桥，该电桥可设计成例如一高电压起爆管，但最好设计成一带有馈送线的电阻器。在这方面，该馈送线可方便地通过采用例如真空沉积法形成一低电阻率的金属膜，该金属膜被连接到在该半导体表面的电路图形上的底下一层。该电阻部分可设计成在该馈送线之间的较薄或最好为较窄部分并用与馈送线相同的材料制成的。然而，该雷管电桥本身最好采用比馈送线的材料有较高电阻率的材料进行设计。这可通过对一由高电阻率的一低层材料和一低电阻率的一高层材料组成的双层材料进行刻蚀而形成带有馈送线和电桥的电路而适宜地实现的。在这电路中，该电桥本身则通过刻蚀掉该高层材料而后形成的。在馈送线中的电流基本上在低电阻率的高层中流动，该电流朝向该电桥并在该处被逼向下流进高电阻率的低层中。除了适宜的电阻率外，该材料须具有高过用于反应材料所需的点火温度的熔点，例如高于400℃、最好为高于500℃。如果要将该芯片通过采用如上所述的TAB工艺连接到其它部件时，该雷管电桥可有利地在相同操作过程中并用相同材料与该阻挡层一起制成，这是由于后者通常是加到整个电路区域之上，而后通过光刻法和刻蚀法将之遮掩掉。在这方面，可在没有额外的生产阶段的情况下获得该馈送线和电桥。以上所列举的用于该目的若干金属甚至具有作为电阻材料的适宜特性，例如金属本身或合金的钛和钨和一层例如由黄金制成的覆盖层可起着一低电阻率材料的作用。在这方面，则须采用TAB工艺，该工艺在半导体的接触区域上而不在薄膜的接触区域上形成该金属柱。
雷管电桥的几何形状不是关键性，只要可以稳定的方式产生必须需的功率即可。然而，为了生产上的目的及为了增加与起爆剂的接触表面，最好该电桥被设计成具有薄的截面，例如其宽度为其厚度的至少10倍而最好为至少50倍。在该雷管电桥比馈送线还要窄的地方，最好还使该过渡区被制成圆滑的形状以便避免非所希望的由于电流位移所造成局部热释放。对于该电桥的适宜形状已被证实主要为方形表面，其边长在10至1000微米间而具体地为50至150微米间，及其厚度在0.01至10微米间而具体地为0.05至1微米间。例如，该雷管电桥可以这样方法进行设计，当在其中流通的电流强度在0.05和10安培间或最好在0.1至5安培间时，可使一层起爆剂在1至1000毫秒间或者最好在5至100毫秒间的时间间隔内其温度达到高于500℃并最好高于700℃的点火温度。
在该电桥的上部放置着该起爆剂，该起爆剂可例如包含以上所示列举的组分。该起爆剂的量相对来说并非关键性，因为点火只发生在极小的区域内，但须保持到在点火链中容许其后面阶段的可靠的点火的最小程度。该量可例如为少于100毫克而甚至少于50毫克，但超过0.1毫克而甚至超过1毫克。在起爆剂为粉末组分的情况下，必须保证结合了对该雷管电桥具有良好粘合性的粘合剂，以便在该起爆剂震裂之前保证在这表面上有效的热传输。该粘合剂或起爆剂中的其它连续性材料最好为易于点燃的炸药如硝化纤维素。
将该芯片装配在基片之前，可先将起爆剂涂敷到芯片上，但最好还是装配在基片上之后进行涂敷。如果该芯片的接触表面在涂敷过程中是被保护时，则在起爆剂的定位和范围上的变化是容许的、多种涂敷方法是可能采用的，如浸渍、涂抹、压制等。然而，最好该起爆剂是在该芯片的接触区域内充分地与之对中，特别是如果该装药具有显著的导电性时尤应如此。这可通过利用一套管将一滴粘性悬浮液精确地沉积到芯片表面的雷管电桥上。溶剂蒸发时，起爆剂中的粉末组分互相粘合在一起，并粘合到雷管电桥上。经干燥后，在该引火头上覆盖以清漆层较为有利，以便进一步改善其稳定性并有助于保持该反应。
将雷管电桥定位在芯片的原理可单独地应用在进一步连接该电路到点火单元中的电子电路上。然而，如以上所示，在生产过程中结合TAB工艺可获得很多好处。欠缺封装是在起爆剂的接触和暴露两个方面都使用的。所获得的连接足够牢固并有良好抗振性能。在基片的通孔中装配容许起爆剂沿基片的表面有完好的定位。挠性基片除了以上好处外，还通过薄膜的挠曲提供对该起爆剂的位置的良好调整的可能性，及提供用其它装配方法比沿基片的表面为低的屏蔽效应。
按照本发明的点火单元包含用于接收输送到该起爆管的启动信号的装置。如果使用可再充电的电流源时，例如优先方式下为一电容器时，可能也需要向起爆管供应能量用以向电流源充电。那么，将该相同的装置用于以上两种功能也是方便的。所述装置可方便地包括从起爆管内延伸的导线及用于此导线的起爆管内的接触点。该导线可以传统的方式直接连接到一爆破设备，或经过互连的声或无线电装置连接到一爆破设备例如在美国专利3，780，654、3，834，310或3，971，317所建议的那样。该导线可为一纤维光缆，借此，可达到简化及对干扰有极高地敏感性，此情况下，在起爆管中的该装置包括一光电换能器。该导线也可以传统方式包括单股或多股金属导体，在该方面，在起爆管中在该导体和点火单元中的电路只需要一个连接。
电气起爆起爆管通常必须加以保护，以免发生由于不可控制的电气现象如闪电、静电、起爆生成电压、从无线电发射机和电力线的干扰、及起爆管的错误连接所造成的非有意的起爆。该起爆管须不可被该类现象的温和效应所触发，并另外最好须在至少受到如静电发电和起爆生成电压这种类型的正常干扰后还能起作用。通常电气起爆管配备以火花隙，意图用以限制电压;及在适当处也配备以电阻器，意图用以限制电路中的干扰电流。在起爆管内集成电路及其它微型化电子装置使这些潜在地对干扰更为敏感，因而在安全电路中降低容许电压的极限并缩短响应时间皆是所理想的。
已证实在电子起爆管中设置火花隙以便限制干扰电压也是方便。须在馈送线之间及在每个起爆管和起爆管外壳和/或地之间皆设置火花隙。该火花隙须以这种方法设计使得能在低于1000伏特的电压下导电，最好在低于800伏特并特别也在低于700伏特电压下导电。然而，点火电压必须充分高于该电子装置的工作电压，并且通常不可制造成任何低于300伏特。在点火电压方面必需的精确度可通过传统的设计而获得，但如果该火花隙被设计成一薄的金属层而其中飞弧电压是由该薄层的电极效应所确定多于由间隙的尺寸所确定则更为简单。该金属膜的厚度须保持在低于500微米，最好低于100微米，并特别好还低于50微米。制造问题及再提高点火电压可用极薄金属膜而预期解决，因此金属膜的厚度须超过1微米且最好甚至超过5微米。在操作中须从这些近似极限值之间找出最佳数值。在用于连接该电子部件在一起的电子图形表面上直接地形成火花隙是特别有利的，因为以后就不需要用额外的部件，也就不需要额外的生产阶段。如果用于该电路图形的基片是用以上所述的挠性基片时，另一附加优点是作为该膜中的挠曲或振动的后果而导致该间隙尺寸的较小的变化只最小程度地影响用于火花隙的点火电压。
由于本发明类型的电子电路需要包括许多带有小的相互绝缘间隔的导体，必须保证自然的或特别建立的阻抗被设置在火花隙之后，并保证在这些阻抗包括该火花隙之前的该绝缘间隔保持小于该阻抗之后的绝缘间隔，以便从而控制在火花隙处到该区域的火花放电。最好在导体和起爆管外壳间的具体飞弧电压按这种方式进行控制，意即，在起爆管壁和馈送线间的绝缘间隔在阻抗的前方比后方的为小。该阻抗也可起到电流限制器的作用及起到用于顺次部件的安全器件的作用。最好将一串连电阻器连接到火花隙之后的至少一条而最好为两个条馈送线。在导体之间的电容器可作为一个补充或作为一个替换而使用。该电容器增加暴露到在该导体间的安全部件的电压的上升时间，该电压的上升时间的增加则特别提高这些安全部件如火花隙、安全可控硅或齐纳二极管足够早地进入操作的可能性。该阻抗如同该火花隙可有利地直接地在一电路图形基片上例如通过薄膜工艺或厚膜工艺制成的或相反可作为分离的部件装配在电路图形基片上。在芯片本身上的绝缘间隔必然地很小，因而最好将额外安全电路设置在芯片之前或芯片之上。该安全部件可例如为一齐纳二极管，但最好为可控硅类型，以便给出低的剩余电阻和低的热释放。
当必需的部件已装配在按照本发明的挠性薄膜上后，这须引入到一夹持夹具中，以便保护这些部件并锁定及稳定它们的位置。一适宜设计的夹持夹具也容许该引火单元被独立地运输并装卸处理，从炸药的角度上来说，这是显著的优点。该夹持夹具须在它的面积的相当大部分上支撑至少该挠性基片。该夹持夹具也能支撑或至少限制其它部件的运动范围，该夹持夹具的内部基本上对应于一个基片铸件和部件。该夹持夹具的外部须设计成使得能提供在其中带有一足够数目的接触点的起爆管外壳与该外壳的内部表面的正确定位。该外部表面最好设计成基本上对应于该起爆管外壳的内部表面的圆筒形，其直径通常少于20毫米、一般少于15毫米而最好甚至少于10毫米。如果该优先方式的点火单元包含一起起爆剂，则这单元被设置在所述夹持夹具指向该起爆管内部的那一侧边;及一在运输过程中可提供以可拆卸的或易碎密封盖的、进入到起爆剂中的开口是被设置在该夹持夹具中的，该开口用以暴露并控制该火花流或焰火。通过该夹持夹具及该挠性基片对在所需要的方向上有效火花浓度可以实现甚至是一小量的起爆剂的令人满意的控制。该夹持夹具的另一端部可设计成在将点火单元引入之后用于该起爆剂的密封的包装塞。该包装塞及该夹持夹具在这方面可用相同的材料整体地制成的，该材料提供良好的稳定性和防湿性，同时也简化生产过程。另一可供选择的方法，该包装塞及夹持夹具可由不同材料制成，在这方面，材料的选择可相应于其功能而使之最佳化，例如对包装塞采用一弹性体，而对夹持夹具采用一热塑性塑料如聚苯乙烯或聚乙烯。这两部分可通过该导体简单地夹持在一起，但最好通过例如一简单的机械锁定或通过混杂方法而实现额外的接合在一起。也须有用于馈送线的入口，或有用于馈送线的耦合插塞。该夹持夹具须包括一开口用以将该电路和该起爆管外壳间的接触点接地，该接触点通常是用金属制成的。这接地接触点可设计成一个金属舌片，该舌片从该基片平面穿出通过该夹持夹具并被导出该夹持夹具外部之上，或最好作为该基片的一扩大的覆盖金属部分，该部分伸展通过该夹持夹具的侧边。该夹持夹具也可包括在该电路的特定点上的开口，例如用于控制测量或用于编程：如此，可按照以上在装配入起爆管之前，先例如通过燃烧环（burn links）的烧或通过所谓的齐纳熔断（Zener zap）工艺给予该电子装置一个标识，以便容许例如进行顺次的独立的时间编程。该夹持夹具可方便地由非导电性材料如塑料制成的，在这方面，该点火单元可浇铸在该塑料材料中，例如通过一个施加在基片周围的一压铸模具随后将一正在硬化的聚合物材料、最好为一冷固化树脂注射入该模具中。然而，最好独立地，方便地用在该薄膜表面的平面内的一分段面用以简单包含该薄膜而形成该夹持夹具。在适当处，该部分可通过一简单的锁定装置将之夹持在一起。在夹持夹具上的所有开口以可有防潮封盖为有利，该封盖例如用塑料膜或混杂设计，以便在独立装卸处理和运输之后增加其操作效率。
现将对本发明的一个优先的实施例参照附图进行叙述。
图1示出一用于形成一多个电路图形基片的连续基片的一部分;
图2示出一带有电路图，但不带有装配的部件的独立的挠性薄膜顶视图;
图3a和3b示出一芯片的表面的两层的放大图;
图4示出带有一包含有装配着部件的基片的夹持夹具的起爆管的侧视图。
在图1中，参考数号10表示一连续的挠性聚酰亚胺薄膜，宽为35毫米而厚为125微米。在带有馈送孔2的薄膜10上，制成长形孔4以便利进行切割成独立电路，孔12用以装配芯片，孔14用以装配部件。该表面通过利用约8微米厚的丙烯酸酯聚合物的粘合层粘上35微米厚的铜薄膜。通过光致抗蚀剂及酸类按照图2将图形刻蚀在其上，其加工尺寸约为6毫米乘24毫米，在孔12和14的铜薄膜的底侧边通过密封而防止受酸的浸蚀。当形成了该电路图形后，用厚度约为0.8微米的锡层覆盖该电路图形。
在该电路图形上有两个接触表面16和16′在该表面上随后焊接上馈送线。两个导电部分18和18′通向两个舌片20和20′，在它们之间有一大小为100微米级的火花隙。在另一个舌片22与舌片20和20′间也形成大小相同的火花隙，该火花隙容许从任何导体到该起爆管外壳发生火花放电，这种火花放电的发生是靠以下事定，即该舌片22经过电阻器26和26′下的导体连接到图形的突出部分24和24′，当将薄膜引入到金属的起爆管中时，该部分将舌片22同该起爆管外壳接地。在舌片20和20′处有接触区域28和28′用以通过焊接约2千欧姆的厚膜电阻器26和26′，电阻器在图中以破折线表示，和各导体串连连接。导体32和32′平行布线并为波浪状，以便增加其串连电感，而且它们将该电阻器26和26′的接触区域30和30′与在孔14处两舌片34和34′连接用以装配一半导体总片芯片50，该芯片在图中以破折线表示。跨过在该芯片上的电路，这些舌片34和34′连接到舌片36和36′，而该舌片36和36′又依次通向接触舌片38和38′，在该撞触舌片上在完成锡层后接着将-33微法拉钽电容器40焊接上，该钽电容器在图中以破折线表示，当已将该电容器放置在孔12中而从该孔上突出的接触舌片已被向上朝着电容器40的侧边弯曲。一多个接触区域41、42、43、44和45带有朝向该芯片的舌片，但相反没有通到导电图形的电气接触并起到测试区域的作用，通过该测试区域可以影响芯片上的燃烧环，或用以改善芯片的机械夹持作用。
图3a示出在芯片50上传统设计的微电路的示意图，该芯片50包含功能电路52和由铝制成接触区域54。这表面以正常的方式用一薄的氧化硅进行绝缘，这之后，在底下一层的接触点，主要在该接触表面54但也在用于该雷管电桥和燃烧环的特殊连接点处制出通孔。通过采用滴液法，旋涂法和热固化法在该表面覆盖以1微米厚的聚酰亚胺层，这之后，在对应于Vapox层的通孔处在该层上制出通孔。在聚酰亚胺层上用溅射法涂敷约0.25微米厚的钛/钨合金层和约0.25微米厚的黄金层。涂薄约20微米厚的光致抗蚀剂，以这样一种方法进行掩模和显影，使该黄金层暴在该接触表面之上，该接触表面则待被提供以面积超过约100微米乘100微米大的接触柱，这之后，在这些表面上通过电沉积法形成约30微米高的黄金柱，之后，将该厚的光致抗蚀剂层除去。这之后，完整地覆盖着的钛/钨合金和黄金和黄金层通常须加以刻蚀掉，但，在进行刻蚀过程之前，先涂敷一新的光致抗蚀剂层，以这样一种方法进行掩模和显影，使得在刻蚀之后，留下按照图3b的结构。这些结构一方面由燃烧环56组成，该燃烧环具有燃烧点连接到微电路上的点，以这一种方法在该燃烧点的爆炸可用2毫焦耳能量的电流浪涌来产生的，通过这种方法，可形成用于单独地或按组地识别起爆管的二进制8位数。也形成一雷管电桥58，带有一约为100平方微米大小其电阻值约为4欧姆的电阻区域60。在该雷管电桥58上的该高电阻区域60或在该燃烧环56上的该烧点是通过去除了黄金层后而获得的，在此处该电流被逼迫流到电阻更大的Ti/W层。用以上所示的方法将厚约1微米的聚酰亚胺层涂敷在整个表面上，这之后，将在该雷管电桥的点60周围的区域、该燃烧环的燃烧点及该接触柱暴露出来。以这种方法处理的芯片被连接到该薄膜，连接前先将该芯片预热至约200℃并以其电路表面首先穿过孔14以与孔14周围的舌片的下侧面接触，该舌片是从薄膜顶侧压向覆盖黄金层的电路的接触表面，压制是通过采用可即时地加热至500℃的工具进行的。在该雷管电桥58放置起爆剂，其范围如破折线62所示，事实上通过将约5毫克的包含锆/二氧化铅粉末混合物与按重量比为11∶17的溶解于醋酸丁酯中的硝化纤维素粘合剂的合成物放置在该芯片的表面上，然后在约50℃的温度的空气中干燥，这之后该引火头及芯片表面的剩余部分用硝化纤维素清漆上漆。
图4示出一完成的起爆管，该起爆管包含一点火单元带有一夹持夹具70包围着一挠性薄膜10，该薄膜上装配以电阻器26、电容器40和带有引火头62的芯片50。该夹持夹具70基本上为圆筒形其直径为60毫米，具有一分隔平面位于薄膜表面10的平面中，并环绕在薄膜上的部件，而在该分隔平面中具有凹口用以装配，基本上无空隙。一通道72设置在该引火头62和该点火单元指向起爆管的内部的那个表面之间。馈送线74从该点火单元的那个表面伸展指向离开该起爆管内部，而环绕这些浇铸一由弹性体材料制成的包装塞76。该夹持夹具70是用聚萃乙烯制成的，并用机械方法在78处连接到该包装塞76。该点火单元被引入到用一由例如PETN制成的基本装药及一由例如叠氮化铅制成的起爆炸药设置在起爆管顶部的起爆管80中，在这方面，该引火头的前方分被放置在约距该起爆炸药2毫米的距离处而该起爆管是用环绕在该包装塞76的槽坑86密封的。