(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
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(11) |
EP 0 949 479 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.09.2002 Patentblatt 2002/38 |
(22) |
Anmeldetag: 09.04.1999 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)7: F42B 3/13 |
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Halbleiterzünder
Semiconductor igniter
Allumeur semiconducteur
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT ES FR GB IT SE |
(30) |
Priorität: |
09.04.1998 DE 19815928
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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13.10.1999 Patentblatt 1999/41 |
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Patentinhaber: |
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- EADS Deutschland GmbH
81663 München (DE)
- TRW Airbag Systems GmbH & Co. KG
84544 Aschau am Inn (DE)
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Erfinder: |
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- Laucht, Horst
83052 Bruckmühl (DE)
- Müller, Gerhard Dr.
85567 Grafing (DE)
- Welser, Wolfgang
85551 Kirchheim (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 314 898 DE-C- 19 702 118 US-A- 4 484 523 US-A- 5 080 016
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EP-A- 0 762 073 US-A- 4 393 577 US-A- 4 831 933 US-A- 5 309 841
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 177 (M-1241), 28. April 1992 & JP 04 018371
A (ALPS ELECTRIC CO LTD), 22. Januar 1992
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 5, no. 181 (E-083), 20. November 1981 & JP 56 110247
A (NIPON TELEGR.), 1. September 1981
- DATABASE WPI Section Ch, Week 7625 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class L03,
AN 7646571x XP002104485 & JP 51 050587 A (NIPPON TELEGR.)
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterzünder, insbesondere für den Gasgenerator
eines Schutzsystems für Fahrzeuginsassen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Halbleiterzünder dieser Art, die gegenüber Hitzdrahtzündern vor allem wegen ihrer
wesentlich geringeren Störempfindlichkeit mehr und mehr Verbreitung finden, sind aus
der EP 0 762 073 A1 oder der US 5 309 841 bekannt und bestehen aus einer stark p-oder
n-dotierten Halbleiterschicht, die zwischen endseitigen Kontaktstücken auf einem elektrisch
isolierten oder nichtleitenden Träger angeordnet ist und sich beim Stromdurchgang
unter Erzeugung eines ionisierten Halbleiterplasmas schlagartig erhitzt bzw. verdampft
und dadurch die Zündung - zumeist auf dem Wege einer Primärzündladung - auslöst. Aus
Gründen einer hohen Zündeffizienz ist es dabei erforderlich, eine thermische Isolationsschicht
zwischen die Halbleiterschicht und den Träger einzufügen. Hierdurch verschlechtert
sich jedoch die mechanische Bindung der Halbleiterschicht zum Träger, und es besteht
die Gefahr, daß sich die Halbleiterschicht unter der Wirkung thermischer oder dynamischer
Belastungen, wie sie vor allem bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug auftreten, ablöst
und dadurch der Halbleiterzünder funktiononsunfähig wird.
[0003] Die Patentschrift DE 197 02 118 C1 (Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1) zeigt
beispielsweise eine Zündpille zum Auslösen eines Airbags, mit einem Träger und einem
Chip, der gering dotiertes Silizium und zwei Elektroden aufweist. Die beiden Elektroden
sind durch einen hoch dotierten Siliziumbereich getrennt, der als Heizzone vorgesehen
ist. Ein freier Raum ist als Wärmeisolierung zum Träger vorgesehen. Die damit verbundenen
Nachteile in bezug auf die Festigkeit sind oben erwähnt.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Halbleiterzünder der eingangs genannten Art so
auszubilden, dass auf fertigungsmäßig einfache Weise und unter Beibehalt einer hohen
Zündeffizienz eine große konstruktive Festigkeit erzielt wird.
[0005] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten
Halbleiterzünder gelöst.
[0006] Der erfindungsgemäße Halbleiterzünder ist insbesondere für einen Gasgenerator eines
Schutzsystems für Fahrzeuginsassen geeignet und hat eine brückenartige Halbleiterschicht,
die Endabschnitte und einen dazwischen liegenden Zündstreckenbereich umfasst, wobei
die Halbleiterschicht endseitig an elektrische Kontaktbereiche angeschlossen ist,
um sich beim Stromdurchgang im Zündstreckenbereich zündauslösend zu erhitzen, wobei
weiterhin ein Träger vorgesehen ist, auf dem die Halbleiterschicht an den Endabschnitten
aufgebracht und fest mit dem Träger verbunden ist, sowie eine thermische Isolationsschicht,
die grabenförmig in den Träger eingearbeitet ist. Dabei liegt die thermische Isolierschicht
zwischen dem Zündstreckenbereich und dem Träger und sie ist örtlich auf den Zündstreckenbereich
begrenzt.
[0007] Durch die Ausgestaltung wird eine besonders große konstruktive Festigkeit erzielt,
wobei dennoch eine hohe Zündeffizienz gewährleistet ist. Es wird eine hinsichtlich
der einwirkenden Belastungen äußerst stabile Abstützung der Halbleiterschicht garantiert
und die Funktionszuverlässigkeit des Halbleiterzünders ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen
signifikant verbessert. Dennoch bleibt die für eine hohe Zündeffizienz benötigte,
thermische Abschirmung des Zündstreckenbereichs in vollem Umfang erhalten. Vorteilhaft
wirkt sich dabei die räumliche Begrenzung der thermischen Isolationsschicht auf den
Zündstreckenbereich der Halbleiterschicht in Verbindung mit einer stoffgleichen und
dementsprechend festen Anbindung der Brücken-Endabschnitte unmittelbar an den Träger
aus.
[0008] In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Halbleiterschicht an
den Endabschnitten nach Anspruch 2 einstückig an den Träger angeformt, wodurch eine
noch sicherere Bindung zwischen Halbleiterschicht und Träger erreicht wird.
[0009] Aus Gründen einer weiteren Stabilitätserhöhung bei zugleich hoher thermische Schutzwirkung
empfiehlt es sich nach Anspruch 3, die thermische Isolationsschicht aus einem porösen,
die Halbleiterschicht im Zündstreckenbereich stützenden Material herzustellen, und
zwar nach Anspruch 4 auf fertigungsmäßig einfache Weise dadurch, daß das Trägermaterial
selbst zB auf elektrochemischem Wege örtlich porosiziert ist. In diesem Fall ist das
porosizierte Material nach Anspruch 5 vorzugsweise oxidiert, um die Wärmeleitfähigkeit
der Isolationsschicht weiter zu verrringern.
[0010] Wahlweise ist es aber auch möglich, die Halbleiterschicht, wie nach Anspruch 6 bevorzugt,
als im Zündstreckenbereich freistehende Brückenstruktur auszubilden, nämlich nach
Anspruch 7 zweckmäßigerweise derart, daß das zunächst porosizierte Isolationsmaterial
ätztechnisch entfernt wird, so daß als thermische Isolationsschicht ein den Zündstreckenbereich
untergreifender, luftgefüllter und gewünschtenfalls evakuierbarer Hohlraum entsteht,
durch den die thermischen Zündenergieverluste noch stärker reduziert werden.
[0011] In besonders bevorzugter Weise ist die Halbleiterschicht nach Anspruch 8 im Zündstreckenbereich
von einem bei Erhitzung explosionsartig verbrennenden Zündverstärkungsmittel umgeben,
wodurch nach Erreichen eines relativ niedrigen Temperaturniveaus nicht-elektrisch
generierte Wärme für den Zündprozeß zur Verfügung gestellt wird. Nach Anspruch 9 wird
das Zündverstärkungsmittel zweckmäßigerweise in Form einer im Hinblick auf einen geringen
Zündverzug dünnen Beschichtung auf die Halbleiterschicht aufgebracht. Bei Verwendung
einer porösen Isolationsschicht ist es zur Verstärkung des Zündimpulses wahlweise
oder zusätzlich aber auch möglich, das poröse Isolationsmaterial nach Anspruch 10
mit einem gasförmigen oder metallhaltigen Zündverstärkungsmittel zu imprägnieren.
[0012] Nach Anspruch 11 ist die Halbleiterschicht vorzugsweise in mehrere, zueinander parallele
und gegenseitig und zum Träger thermisch isolierte Brückenstege unterteilt, wodurch
sich bei einer vergleichsweise großen Brückenbreite, die zur Schaffung großer Kontaktflächen
für die oberhalb der Halbleiterschicht befindliche Zündladung von Vorteil ist, auf
dem Wege über die zwischen den Brückenstegen vorhandenen Zwischenräume problemlos
eine thermische Isolationsschicht auf der Brückenunterseite ausbilden läßt.
[0013] In besonders bevorzugter Weise ist die Halbleiterschicht nach Anspruch 12 als in
Sperrichtung betriebenes, sich bei Überschreiten der Durchbruchspannung zündauslösend
erhitzendes Halbleiterelement mit mindestens einem p-n Übergang, also etwa als antiparallel
geschaltetes Diodenpaar, ausgebildet. Hierdurch wird die Störempfindlichkeit des Halbleiterzünders
weiter reduziert und ein ausgeprägt kurzer, scharfer Zündimpuls erhalten.
[0014] Nach Anspruch 13 schließlich sind der Träger und die Halbleiterschicht zweckmäßigerweise
aus unterschiedlich dotiertem Silizium, zB in Form eines Siliziumwafers, hergestellt.
[0015] Die Erfindung wird nunmehr anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit
den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
- Fig. 1
- die Aufsicht eines erfindungsgemäßen Halbleiterzünders in stark vergrößertem Maßstab;
- Fig. 2
- einen Schnitt des Halbleiterzünders nach Fig. 1 längs der Linie I-I;
- Fig. 3
- ein zweites Ausführungsbeispiel eines Halbleiterzünders mit einstückig angeformter
Halbleiterbrücke in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung; und
- Fig. 4
- ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halbleiterzünders mit einer mehrteiligen Halbleiterbrücke
in der Aufsicht.
[0016] Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Halbleiterzünder enthält einen Träger 2 in Form
eines schwach p-dotierten Siliziumwafers, eine in den Träger 2 grabenförmig eingearbeitete
thermische Isolationsschicht 4, eine Halbleiterbrücke 6, ebenfalls aus Silizium, jedoch
stark n-dotiert, welche im Zündstreckenbereich 8 auf der thermischen Isolationsschicht
4 abgestützt und an den Brücken-Endabschnitten 10, 12 unter stoffgleicher, mechanisch
fester Anbindung unmittelbar auf den Träger 2 aufgebracht ist, sowie elektrische,
die Brücken-Endabschnitte 10, 12 großflächig bedeckende Kontaktstücke 14, 16, die
über Anschlußelemente 18, 20 mit der - nicht gezeigten - Zündelektronik in Verbindung
stehen.
[0017] Die thermische Isolationsschicht 4 wird aus dem Trägermaterial selbst in der Weise
hergestellt, daß der Träger 2 auf elektro- oder fotochemischem Wege in einer örtlich
auf den Zündstreckenbereich 8 der Halbleiterbrücke 6 begrenzten Zone porosiziert wird.
Beim Stromdurchgang durch die Halbleiterbrücke 6 sorgt die thermische Isolationsschicht
4 dafür, daß die elektrisch generierte Wärme weitgehend in Zündenergie umgesetzt wird,
so daß sich das Zündstreckenmaterial schlagartig erhitzt und dadurch die Zündung in
der oberhalb der Halbleiterbrücke 6 angeordneten Primärzündladung (nicht gezeigt)
auslöst. An den von der thermischen Isolationsschicht 4 hingegen freigehaltenen Endabschnitten
10, 12 ist die Halbleiterbrücke 6 hinsichtlich der einwirkenden thermischen und mechanischen
Belastungen sicher am Träger 2 verankert. Zur Verbesserung der thermischen Schutzwirkung
kann die poröse Siliziumschicht 4 zumindest an den an den Zündstreckenbereich 8 angrenzenden
Fächenbereichen oxidiert sein.
[0018] Um den Zündimpuls zu verstärken, ist die poröse Isolationsschicht 4 mit einem explosiven
Gas oder Gasgemisch befüllt, welches bei Erwärmung der Zündstrecke 8 schlagartig verbrennt
und dadurch zusätzliche Wärmeenergie für den Zündprozeß zur Verfügung stellt. Stattdessen
können die porösen Oberflächen der Isolationsschicht 4 auch mit einer dünnen, zündverstärkenden,
etwa mit Hilfe des sog. Sol-Gel-Verfahrens abgeschiedenen metallhaltigen Beschichtung,
zB aus Al, Mg, Titanhydrid oder dgl., belegt sein.
[0019] Bei dem Halbleiterzünder nach Fig. 3, wo die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden
Elemente durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, ist die Halbleiterbrücke
106 an ihren Endabschnitten 110 und 112 einstückig an den Träger 102 angeformt, wobei
die Halbleiterbrücke 106 vom Träger 102 durch unterschiedliche Dotierung, nämlich
an der Halbleiterbrücke 106 eine starke n- und im Bereich des Trägers 102 eine schwache
p-Siliziumdotierung, abgegrenzt ist. Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß die
thermische Isolationsschicht bei dieser Ausführungsform aus einem luftgefüllten und
gewünschtenfalls evakuierbaren, grabenförmig in das Trägermaterial eingearbeiteten
Hohlraum 104 besteht. Zu diesem Zweck wird das Trägermaterial unterhalb des späteren
Zündstreckenbereichs 108 zunächst wiederum auf elektro- oder fotochemischem Wege porosiziert,
und anschließend wird das poröse Siliziummaterial durch Unterätzen entfernt, so daß
der den Zündstreckenbereich 108 untergreifende, sich bis zu den Brücken-Endabschnitten
110, 112 erstreckende Hohlraum 104 entsteht. Alternativ kann der Hohlraum 104 auch
unmittelbar mit Hilfe eines plasmatechnischen Ätzangriffs herausgearbeitet werden.
Zur Zündverstärkung ist wiederum eine dünne, in diesem Fall auf den Zündstreckenbereich
108 aufgebrachte metallische Beschichtung 22 aus Al, Mg, Titanhydrid oder dgl. vorgesehen.
Im übrigen ist die Bau- und Funktionsweise des Halbleiterzünders nach Fig. 3 die gleiche
wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
[0020] Bei dem Halbleiterzünder nach Fig. 4, wo die den vorherigen Ausführungsbeispielen
entsprechenden Elemente durch ein um 200 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind,
sind der Träger 202 und die Halbleiterbrücke 206 in gleicher Weise wie nach Fig. 3
einstückig aus einem Siliziumwafer gefertigt, jedoch ist hier das porosizierte Siliziummaterial
unterhalb des Zündstreckenbereichs 208 nicht weggeätzt, sondern als thermische Isolationsschicht
204 verblieben. Weiterhin ist die Halbleiterbrücke 206 im Zündstreckenbereich 208
in mehrere, zueinander parallele Brückenstege 24 unterteilt, um bei einer großen Brückenbreite,
die für eine großflächige Initiierung der oberhalb der Halbleiterbrücke 206 befindlichen
Primärzündladung von Vorteil ist, den elektrochemischen Ätzprozeß zur Porosizierung
der Isolationsschicht 204 über die Zwischenräume zwischen den Brückenstegen 24 problemlos,
dh ohne übermäßig hohe Eintreibtiefe und damit Dicke der Isolationsschicht 206, durchführen
zu können. Anstelle einer Unterteilung in parallele Brückenstege 24 kann die Halbleiterbrücke
206 auch mit einer Vielzahl von Ätzlöchern oder -schlitzen versehen sein, über die
dann der Ätzprozeß zur Herstellung der thermischen Isolationsschicht 204 durchgeführt
wird.
[0021] Nach Fig. 4 ist die Halbleiterbrücke 206 ferner an den Brückenstegen 24 nach Art
eines mit mehreren p-n Übergängen versehenen Halbleiterelements, also etwa - wie gezeigt
- als antipolar geschaltetes Diodenpaar 26, ausgebildet, welches in Sperrrichtung
betrieben wird und sich bei Überschreiten der Durchbruchspannung zündimpulserzeugend
erhitzt. Hierdurch wird die Störempfindlichkeit des Halbleiterzünders weiter reduziert
und ein noch steilerer Zündimpuls erhalten.
[0022] Typischerweise besitzt die Halbleiterbrücke eine Wandstärke zwischen 1 und 10 µm,
eine Länge zwischen 20 und 1000 µm und eine Breite zwischen 20 und 300 µm (gemäß Fig.
4 beträgt die Brückenlänge etwa 100 µm und die Brückenbreite etwa 200 µm), die Dicke
der thermischen Isolationsschicht entspricht etwa der halben Brücken- bzw Stegbreite
und liegt bei ca. 30 µm, die der metallischen Zündverstärkungsschicht 22 bei ca. 0,5
µm und der Halbleiterzünder hat eine Gesamthöhe von etwa 500 µm.
1. Halbleiterzünder, insbesondere für einen Gasgenerator eines Schutzsystems für Fahrzeuginsassen,
mit
einer brückenartigen Halbleiterschicht (6; 106; 206), die Endabschnitte (10, 12; 110,
112; 210, 212) und einen dazwischen liegenden Zündstreckenbereich (8; 108; 208) umfasst,
wobei die Halbleiterschicht (6; 106; 206) endseitig an elektrische Kontaktbereiche
angeschlossen ist, um sich beim Stromdurchgang im Zündstreckenbereich (8; 108; 208)
zündauslösend zu erhitzen,
einem Träger (2; 102; 202), auf dem die Halbleiterschicht (6; 106; 206) an den Endabschnitten
(10, 12; 110, 112; 210, 212) aufgebracht und fest mit dem Träger (2; 102; 202) verbunden
ist, und
einer thermischen Isolationsschicht (4; 104; 204),
dadurch gekennzeichnet, dass
die thermische Isolationsschicht (4; 104; 204) grabenförmig in den Träger (2; 102;
202) eingearbeitet ist, wobei die thermische Isolationsschicht (4; 104; 204) zwischen
dem Zündstreckenbereich (8; 108; 208) und dem Träger (2; 102; 202) liegt und örtlich
auf den Zündstreckenbereich (8; 108; 208) begrenzt ist.
2. Halbleiterzünder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (106; 206) an den Endabschnitten (110, 112; 210; 212) einstückig
an den Träger (102; 202) angeformt ist.
3. Halbleiterzünder nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die thermische Isolationsschicht (4; 204) aus einem porösen, die Halbleiterschicht
(6;206) im Zündstreckenbereich (8; 208) stützenden Material besteht.
4. Halbleiterzünder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das poröse Isolationsmaterial aus porosiziertem Trägermaterial besteht.
5. Halbleiterzünder nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das poröse Isolationsmaterial oxidiert ist.
6. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die thermische Isolationsschicht aus einem aus dem Trägermaterial herausgeätzten Hohlraum
(104) besteht.
7. Halbleiterzünder nach Anspruch 6 in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hohlraum (104) durch Entfernen des porösen Isolationsmaterials gebildet ist.
8. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (6; 106; 206) im Zündstreckenbereich (8; 108; 208) von einem
bei Erhitzung explosionsartig verbrennenden Zündverstärkungsmittel (22) umgeben ist.
9. Halbleiterzünder nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Zündverstärkungsmittel (22) aus einer auf die Halbleiterschicht (106) örtlich
aufgebrachten Beschichtung besteht.
10. Halbleiterzünder nach Anspruch 8 in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 5,
gekennzeichnet durch
ein in das poröse Isolationsmaterial (4; 204) eingebrachtes, gasförmiges oder metallhaltiges
Zündverstärkungsmittel.
11. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (206) in mehrere, zueinander parallele, gegenseitig und zum
Träger (202) thermisch isolierte Brückenstege (24) unterteilt ist.
12. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Halbleiterschicht (206) im Zündstreckenbereich (208) als in Sperrrichtung betriebenes,
bei Überschreiten der Durchbruchspannung zündauslösend erhitztes Halbleiterelement
(Diodenpaar 26) mit mindestens einem p-n Übergang ausgebildet ist.
13. Halbleiterzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (2; 102; 202) und die Halbleiterschicht (6; 106; 206) aus unterschiedlich
dotiertem Silizium bestehen.
1. A semiconductor igniter, in particular for a gas generator of a protection system
for vehicle occupants, comprising
a bridge-type semiconductor layer (6; 106; 206) comprising end portions (10, 12; 110,
112; 210, 212) and an ignition-gap region (8; 108; 208) arranged therebetween, wherein
the semiconductor layer (6; 106; 206) is connected at the ends to electrical contact
regions in order to heat up so as to trigger ignition when current flows in the ignition-gap
region (8; 108; 208),
a substrate (2; 102; 202) to which the semiconductor layer (6; 106; 206) is applied
at its end portions (10, 12; 110, 112; 210, 212) and fixedly connected to said substrate
(2; 102; 202), and
a thermal insulating layer (4 104; 204),
characterised in that :
the thermal insulating layer (4 104; 204) is incorporated into the substrate (2; 102;
202) in the form of a channel, the thermal insulating layer (4 104; 204) lying between
the ignition-gap region (8; 108; 208) and the substrate (2; 102; 202) and being locally
limited to the ignition-gap region (8; 108; 208).
2. A semiconductor igniter according to claim 1, characterised in that the semiconductor layer (106; 206) is formed in one piece on the substrate (102;
202) at its end portions (110, 112; 210; 212).
3. A semiconductor igniter according to claim 1 or 2, characterised in that the thermal insulating layer (4; 204) comprises a porous material supporting the
semiconductor layer (6; 206) in the ignition-gap region (8; 208).
4. A semiconductor igniter according to claim 3, characterised in that the porous insulating material comprises substrate material which has been rendered
porous.
5. A semiconductor igniter according to claim 3 or 4, characterised in that the porous insulating material is oxidised,
6. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the thermal insulating layer comprises a cavity (104) etched out of the substrate
material.
7. A semiconductor igniter according to claim 6 in conjunction with any one of claims
3 to 5, characterised in that the cavity (104) is formed by removal of the porous insulating material.
8. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the semiconductor layer (6; 106; 206) in the ignition-gap region (8; 108; 208) is
surrounded by an ignition boosting means (22) burning explosively upon heating.
9. A semiconductor igniter according to claim 8, characterised in that the ignition boosting means (22) comprises a coating applied locally to the semiconductor
layer (106).
10. A semiconductor igniter according to claim 8 in conjunction with any one of claims
3 to 5, characterised by a gaseous or metal-containing ignition boosting means introduced into the porous
insulating material (4; 204).
11. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the semiconductor layer (206) is divided into a plurality of mutually parallel bridge
segments (24) thermally insulated from one another and from the substrate (202).
12. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the semiconductor layer (206) in the ignition-gap region (208) is formed as a semiconductor
element (diode pair 26) having at least one p-n junction, operated in the reverse
direction and heated so as to trigger ignition when the breakdown voltage is exceeded.
13. A semiconductor igniter according to any one of the preceding claims, characterised in that the substrate (2; 102; 202) and the semiconductor layer (6; 106; 206) comprise differently
doped silicon.
1. Amorce à semi-conducteur, destinée notamment à un générateur de gaz d'un système de
protection pour les passagers d'un véhicule, comportant :
une couche semi-conductrice en forme de pont (6 ; 106 ; 206) qui comprend des sections
d'extrémité (10, 12 ; 110, 112 ; 210, 212) et une zone formant segment d'amorçage
(8 ; 108 ; 208) située entre ces dernières, la couche semi-conductrice (6 ; 106 ;
206) étant raccordée à ses extrémités à des zones de contact électriques afin de s'échauffer
de manière à provoquer un amorçage lors du passage de courant dans la zone formant
segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208),
un support (2 ; 102 ; 202) sur lequel la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206),
par ses sections d'extrémité (10, 12 ; 110, 112 ; 210, 212), est posée sur le support
(2 ; 102 ; 202) et y est reliée de manière fixe, et
une couche d'isolation thermique (4 ; 104 ; 204),
caractérisée en ce que
la couche d'isolation thermique (4 ; 104 ; 204) est ménagée en forme de rigole
dans le support (2 ; 102 ; 202), la couche d'isolation thermique (4 ; 104 ; 204) étant
située entre la zone formant segment d'amorçage (8 ; 108 ; 208) et le support (2 ;
102 ; 202) et étant limitée localement à la zone formant segment d'amorçage (8 ; 108
; 208).
2. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la couche semi-conductrice (106 ; 206) est formée au niveau de ses sections d'extrémité
(110, 112 ; 210 ; 212) d'une seule pièce en continuité avec le support (102 ; 202).
3. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
la couche d'isolation thermique (4 ; 204) est faite d'une matière poreuse supportant
la couche semi-conductrice (6 ; 206) dans la zone formant segment d'amorçage (8 ;
208).
4. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
l'isolant poreux est constitué d'un matériau-support rendu poreux.
5. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 3 ou 4,
caractérisée en ce que
l'isolant poreux est dans un état oxydé.
6. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la couche d'isolation thermique est constituée par une cavité (104) creusée par
corrosion dans le matériau-support.
7. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 6 en liaison avec l'une des revendications
3 à 5,
caractérisée en ce que
la cavité (104) est formée en enlevant l'isolant poreux.
8. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206) située dans la zone formant segment
d'amorçage (8 ; 108 ; 208) est entourée d'un moyen de renforcement d'amorçage (22)
qui brûle de manière explosive lorsqu'il est chauffé.
9. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 8,
caractérisée en ce que
le moyen de renforcement d'amorçage (22) est constitué d'un revêtement appliqué
localement sur la couche semi-conductrice (106).
10. Amorce à semi-conducteur selon la revendication 8 en liaison avec l'une des revendications
3 à 5,
caractérisée par
un moyen de renforcement d'amorçage, gazeux ou contenant du métal, introduit dans
l'isolant poreux (4 ; 204).
11. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la couche semi-conductrice (206) est subdivisée en plusieurs passerelles (24) parallèles
entre elles et isolées thermiquement les unes par rapport aux autres ainsi que par
rapport au support (202).
12. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la couche semi-conductrice (206) située dans la zone formant segment d'amorçage
(208) est réalisée sous forme d'élément semi-conducteur (paire de diodes 26) comportant
au moins une jonction PN, lequel est utilisé dans le sens de non-conduction et chauffé
de manière à provoquer l'amorçage lors du dépassement de la tension de claquage.
13. Amorce à semi-conducteur selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le support (2 ; 102 ; 202) et la couche semi-conductrice (6 ; 106 ; 206) sont constitués
de silicium dopé différemment.
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2002/38/DOC/EPNWB1/EP99106969NWB1/imgf0001)
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2002/38/DOC/EPNWB1/EP99106969NWB1/imgf0002)