压敏电阻用于SCB火工品静电防护的研究(6)
3.1 实验样品制作
本文试验用SCB芯片的基本结构如图3.1所示，SCB桥膜是由夹在硅基片与金属电极之间成“H”形的重掺杂多晶硅构成。
图3.1 L型SCB桥膜形状示意图
试验用SCB芯片结构如图3.2所示，在单晶硅基底上有二氧化硅隔离层，二氧化硅层上为重掺杂多晶硅，掺杂杂质为磷，掺杂浓度约为每立方厘米7×1019个原子。将SCB芯片封装在三极管上，三极管外径为6mm，高4.4mm。先将芯片用环氧树脂粘接在三极管上脚线间的凹槽内，然后通过超声波键合，将金属丝键合在脚线和芯片上的铝焊接区上。然后在桥区均匀涂上斯蒂芬酸铅即为所需的实验样品。制作100发备用，检验是否有断桥，并测量出它们的电阻值，见附表1~2。
图 3.2 试验用SCB实物图
3.2 压敏电阻的参数分析
压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件，可以用来代替瞬态抑制二极管、齐纳二极管和电容器的组合。压敏电阻的主要特性参数是：电容（C）、电感（L）、电阻（R）和击穿电压。
3.2.1压敏电阻的LCR测试
用示波器和储能放电仪测量所选取的几种不同型号压敏电阻的LCR，并绘制成表格（见附表3~5）。将实验得出的数据导入ORIGIN软件处理绘图（见图3.3），分析得出高频电压击穿后压敏电阻的大概阻抗值。
图3.3 图(a)为SFI0603-080C压敏电阻阻抗值随频率变化
图(b)为SFI0603-120C压敏电阻阻抗值随频率变化
图(c) 为SFI0603-270C压敏电阻阻抗值随频率变化
分析上图可以看出，几种不同型号的压敏电阻在高频下的阻抗值相当于压敏电阻被击穿之后的电阻值，此阻值很小。后面的实验将在400MHz频率下进行，对应数据表查得在此频率下SFI0603-080C型号压敏电阻阻值为0.96Ω，SFI06030120C型号压敏电阻阻值为0.98Ω，SFI0603-270C型号压敏电阻阻值为13.61Ω。
3.2.2 典型SCB芯片和压敏电阻的击穿电压测试
分别测量所选几种压敏电阻的击穿电压，在相同型号的压敏电阻中各选取1发为例，并列表如下：
表3.1 不同型号压敏电阻的击穿电压
压敏电阻型号 正向击穿电压 反向击穿电压
SFI0603-080C 8.1 8.1
SFI0603-120C 13.2 12.8
SFI0603-270C 30 29.9
由上表可以看出三种型号压敏电阻的正反击穿电压相同，验证了压敏电阻具有双向导通的特点。
3.3并联压敏电阻对SCB火工品电爆性能影响
将压敏电阻用于SCB火工品静电防护前，必须保证并联的压敏电阻不能影响SCB的发火可靠性。通过实验研究并联压敏电阻对SCB电爆性能的影响。
为了能够更直观分析影响，将压敏电阻用引线外接于SCB脚线两端，用多通道存储示波器对CDU放电回路电压、电流进行动态检测。实验装置示意图如图3.4所示：
图3.4 实验原理图
高速数字存储示波器型号为：OSC—Lecroy WavePro960。本实验将记录总线路电流、防护元件分路电流及SCB两端电压，SCB通路电流可由两电流值相减得到。后文实验若SCB上沾药剂，则用光电二极管记录其信号变化。将所得数据用origin作图可得到U-t和I-t曲线。本文中T及E的含义分别为：
T—SCB爆发时间，指输入电能到U-t曲线第二峰值对应的时间。
E—SCB发火能量，由电压起始值到电压第二峰值之内的电流与电压乘积，在爆发时间区域内积分得到。