Воспламенительное устройство для инициирования детонаторов, которые содержат по крайней мере один основной заряд в корпусе детонатора

Воспламенительное устройство для инициирования детонаторов, которые содержат по крайней мере один основной заряд в корпусе детонатора

Реферат

 

Воспламенительное устройство предназначено для инициирования детонаторов, которые содержат по меньшей мере один основной заряд в корпусе детонатора. Воспламенительное устройство содержит электровоспламенительную головку, выполненную на полупроводниковом кристалле с микросхемой. С электровоспламенительной головкой соединен источник тока. Электронный блок обеспечивает прием стартового сигнала, его декодирование, передачу в воспламенительное устройство с задержкой. Раскрываются частные случаи выполнения электровоспламенительной головки и полупроводникового кристалла. 44 з.п.ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к воспламенительным устройствам для инициирования детонаторов и к детонатору или относится к взрывному устройству для инициирования детонаторов, которые содержат по крайней мере один основной заряд в детонаторной оболочке, и готовому детонатору с таким взрывным устройством. В частности, настоящее изобретение относится к взрывному устройству такого типа с электронной задержкой взрывного сигнала.

При выполнении большинства взрывных работ различные заряды в комплекте шнуров подрываются последовательно с заданной временной задержкой между подрывами отдельных зарядов или групп зарядов. Создается возможность управлять перемещением породы во время взрывных работ, например, для обеспечения свободной поверхности расширения для всех зарядов из шнурового комплекта, для воздействия на фрагментацию породы и расстояние выброса, а также для управления колебаниями почвы.

Задержка обычно достигается посредством пиротехнического задерживающего элемента, вмонтированного в детонатор, длина и скорость горения которого (т. е. элемента) определяют длительность задержки. После того как инициирующий сигнал воспламенит задерживающий элемент, последний горит с предопределенной скоростью и затем инициирует взрывчатое вещество в детонаторе. Однако существует неустранимый временной разброс даже в том случае, когда пиротехнические элементы изготавливаются с большой точностью. Поскольку требуется сравнительно большое число различных задержек, требуется использование задерживающих элементов из различных пиротехнических композиций и с различными скоростями горения, что повышает степень риска возникновения нежелательного разброса в силу различных возрастных свойств различных элементов. Более того, поскольку пиротехнический задерживающий элемент обладает заданной длительностью горения, надлежит изготавливать и хранить обширное разнообразие детонаторов. Для обеспечения надежности воспламенения элемент надо держать в контакте с взрывчаткой в детонаторе, что создает определенные трудности хранения в полевых условиях или на рабочем участке желательного набора детонаторов.

Известны различные предложения по созданию электронных детонаторов, в которых пиротехническая задержка подменяется создаваемой электроникой задержкой. Примеры известных технических решений даны в описаниях американских патентов NN 4145970, 4324182, 4328751, 4445435 и Европейского патента N 0147688. На этом пути можно существенно повысить точность отмера длительности задержки детонатора, а также сделать их нечувствительными к длительности хранения. Если детонатор изготовить программируемым, то один и тот же тип детонаторов окажется возможным применять с широким диапазоном задержки, можно будет произвольно устанавливать длительности задержек, что снимает необходимость их предварительной стандартизации. Если не принимать во внимание электронную часть, то детонатор может быть изготовлен в такой же простой форме, как и обычный детонатор мгновенного действия.

Поступление в продажу электронных детонаторов сдерживалось по нескольким причинам. Оказалось весьма затруднительным снизить стоимость сравнительно сложной электронной схемы до уровня стоимости пиротехнического элемента. Даже если основную часть электроники можно спроектировать в виде одиночного полупроводникового чипа, схемное решение дополнительно должно иметь по крайней мере один дискретный элемент, подобный, например, токовому источнику для питания электроники в течение фазы задержки и для воспламенения взрывной головки. Эти компоненты и их электрические и механические соединительные элементы существенно повышают затраты на изготовление электронного детонатора. Такая схема, вопреки легкой повреждаемости компонентов, должна удовлетворять существенно таким же требованиям к механической прочности, какие предъявляются к значительно более прочным деталям пиротехнического элемента, т.е. допускать сравнительную небрежность обращения во время сборки детонатора, во время соединения шпурового комплекта и во время мощных колебаний почвы и ударных волн от соседних детонаторов во время фазы задержки. Прочная механическая конструкция однако не противоречит желаемой задаче - создать электронный детонатор с такими же размерами, как и известные детонаторы, которые более или менее стандартизованы, и применять действующее в настоящее время сборочное оборудование. Надежность воспламенения накладывает ограничения на возможности уменьшения размера к электроэнергетической потребности взрывной головки. Точности электрической задержки противостоят длительность срабатывания и результирующий временной разброс в остальных частях взрывной цепи, подобных капсюль-воспламенителю и зарядам в детонаторе.

Известно из DE, заявки N 3533389, кл. F 42 C 11/06, 1986, воспламенительное устройство для инициирования детонаторов, которые содержат по меньшей мере один основной заряд в корпусе детонатора, содержащее электровоспламенительную головку, источник тока, соединенный с электровоспламенительной головкой, и электронный блок, включающий средство декодирования сигнала, выполненное с возможностью приема стартового сигнала, подаваемого в воспламенительное устройство через проводник внешнего сигнала, схему задержки для подачи сигнала зажигания по истечении заданного периода времени после приема стартового сигнала, переключающие средства для обеспечения после приема сигнала зажигания соединения источника тока с электровоспламенительной головкой с обеспечением срабатывания последней и по меньшей мере один полупроводниковый кристалл с микросхемой.

В известном воспламенительном устройстве возможность уменьшения длительности срабатывания капсюль-воспламенителя ограничивается емкостью токового источника. Миниатюризация электроники, которая желательна сама по себе, повышает чувствительность к статическому электричеству и другим помехам, которые в рамках технологии взрывных работ представляют собой проблему безопасности. Механическая чувствительность электронных частей также создает трудности при окончательной сборке детонатора и, в частности, при поиске возможностей простого сочленения готовых частей на рабочей площадке.

Одной технической задачей настоящего изобретения является устранение или частичное решение названных выше проблем. Частной задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности изготовления точного электронного воспламеняющего устройства для детонаторов при низкой стоимости. Следующей задачей является создание воспламеняющего устройства с малыми размерами, приемлемо согласующимися с размерами известных детонаторов. Задачей изобретения является также создание воспламеняющего устройства определенным электрическим и механическим соединением компонентов в электронной части, посредством которых достигаются хорошая управляемость и вибростойкость. Следующей задачей изобретения является обеспечение возможности изготовления воспламеняющего устройства с низкой чувствительностью к внешним вредным воздействиям. Следующей задачей является создание воспламеняющего устройства, которое допускает обращение с собой и транспортировку как самостоятельного целого и которое весьма просто объединяется с остальными частями детонатора при окончательной сборке. Следующей задачей является создание возможности изготовления воспламеняющего устройства с капсюлем-воспламенителем, которое обеспечивает надежное возгорание, характеризуется низкой энергетической потребностью и небольшой задержкой.

Эти задачи достигаются за счет того, что в известном воспламенительном устройстве по заявке 3533389 электровоспламенительная головка выполнена на полупроводниковом кристалле, полупроводниковый кристалл присоединен к подложке, выполненной со схемным рисунком, полупроводниковый кристалл выполнен с переключающими средствами для электровоспламенительной головки, например, с тиристорным переключателем, электровоспламенительная головка выполнена на полупроводниковом кристалле с той же стороны, что и микросхема, электровоспламенительная головка выполнена на той стороне полупроводникового кристалла, где нет микросхемы, электровоспламенительная головка содержит мостик, выполненный в полупроводниковом материале кристалла так, что сопротивление его уменьшается по мере повышения температуры, электровоспламенительная головка расположена поверх микросхемы, между электровоспламенительной головкой и микросхемой расположен изолирующий слой, изолирующий слой содержит окись полупроводникового кристалла или полиимид, толщина изолирующего слоя составляет 0,1-10 мкм, между электровоспламенительной головкой и поверхностью полупроводникового кристалла размещен по меньшей мере один электроизолирующий материал и по меньшей мере один такой слой размещен между мостиком электровоспламенительной головки и поверхностью полупроводникового кристалла, электровоспламенительная головка содержит искроразрядник в качестве инициирующего элемента, электровоспламенительная головка содержит мостик, выполненный в виде резистора, мостик выполнен из материала, точка плавления которого выше необходимой температуры для воспламенения реактивного материала электровоспламенительной головки, например выше 500^oC, масса мостика электровоспламенительной головки менее 1 мкг, а лучше менее 0,1 мкг, электровоспламенительная головка содержит плоский воспламенительный мостик и пиротехнический элемент, резисторная часть воспламенительного мостика выполнена в виде более тонкой или более узкой части между проводниками источника тока, образованными в металлической пленке, токопроводящий рисунок микросхемы полупроводникового кристалла поделен на нижний и верхний токопроводящие слои, которые изолированы друг от друга за исключением участков, оставленных для обеспечения необходимого контактирования между слоями, причем воспламенительный мостик выполнен в верхнем слое, верхний токопроводящий слой включен в соединяющий металл между контактными участками подложки и поверхности полупроводникового кристалла соответственно, верхний токопроводящий слой выполнен двойным, один из которых с высоким удельным сопротивлением, а другой с низким удельным сопротивлением, при этом с воспламенительного мостика удален слой с низким удельным сопротивлением, ширина воспламенительного мостика, как минимум, в 10 раз больше его толщины, ширина воспламенительного мостика, как минимум, в 50 раз больше его толщины, толщина воспламенительного мостика составляет 0,01-10 мкм, толщина воспламенительного мостика составляет 0,05-1 мкм, полупроводниковый кристалл полностью или частично негерметизирован, полупроводниковый кристалл и его контакты герметизированы, например, силиконовым эластомером или эпоксидным полимером, электровоспламенительная головка содержит взрывающуюся пленку или провод, электровоспламенительная головка содержит химически реактивный материал, химически реактивный материал содержит чередующиеся слои окисляющих и восстанавливающих материалов, соответственно образующие воспламенительный мостик электровоспламенительной головки, химически реактивный материал содержит металлические слои, образующие воспламенительный мостик электровоспламенительной головки, которые после нагревания легируются в течение выделения тепла, химически реактивный материал содержит основное взрывчатое вещество, окружающее инициирующую часть электровоспламенительной головки, химически реактивный материал содержит пиротехнические композиции, окружающие инициирующую часть электровоспламенительной головки, химически реактивный материал содержит композиции, основанные на порошкообразных окисляющих и восстанавливающих материалах, средний размер частиц порошкообразного вещества составляет менее 20 мкм, а предпочтительнее менее 10 мкм, композиции содержат связующий агент, связующий агент выполнен на основе нитрата целлюлозы или поливинила, пиротехнические композиции выполнены слабо электропроводящими, количество химически реактивного материала составляет 0,1-100 мг, количество химически реактивного материала составляет 1-50 мг, электровоспламенительная головка покрыта лаком, по меньшей мере один слой электроизолирующего и теплоизолирующего и/или предотвращающего диффузию материала расположен между основным взрывчатым веществом и поверхностью полупроводникового кристалла, полупроводниковый кристалл соединен с подложкой вместе со схемным рисунком с помощью непосредственного соединения между обнаженными контактными участками, расположенными на поверхности полупроводникового кристалла, и соответствующими контактными участками на схемном рисунке подложки, основное взрывчатое вещество размещено в отверстии для полупроводникового кристалла в подложке, в схемном рисунке подложки образован по меньшей мере один искроразрядник, подложка выполнена гибкой.

В соответствии с настоящим изобретением компоненты электронной части монтируют на подложке, предпочтительно гибкой, с напечатанной проводящей схемой. Технология монтажа проста и дешева, поскольку возможно организовать непрерывный производственный процесс, во время которого компоненты монтируются и транспортируются между различными производственными станциями на непрерывной подложке, которая не разрешается на отдельные устройства до конечной стадии. Если подложкой является тонкая пленка, то это способствует изготовлению конечных изделий малых масс и незначительных объемов. Этот способ не требует какой-либо герметизации чипа, а кроме того разрешает непосредственное соединение контактирующих площадей чиповой поверхности и подложечной поверхности соответственно, посредством чего обеспечиваются дополнительные экономии в массе и объеме. Поскольку чипы и по крайней мере один дополнительный компонент, хотя и предпочтительно все компоненты, в электрической части монтируются на подложке, таким образом изготовленное электронное устройство оказывается компактным, с короткой проводкой, с низкой чувствительностью к внешним вредным воздействиям и меньшим числом межсоединений. В то же самое время производственно-технологические преимущества распространяются на все электронное устройство. Гибкость подложки обеспечивает наличие хорошей сопротивляемости давлению, ударам и вибрациям без риска повреждения схемного рисунка или соединений между компонентами. Эти преимущества особенно заметны в сочетании с уменьшением массы, которое оказывается возможным.

В соответствии с другим аспектом изобретения отдельное воспламеняющее устройство создается путем заключения в капсулу электроники и взрывной головки. Таким образом получают воспламеняющее устройство без каких-либо взрывчатых компонентов, которое самостоятельно в смысле обращения с ним и транспортирования, которое без высоких требований на точность можно устанавливать при окончательной сборке в детонаторный корпус с взрывчатыми зарядами, размещая на подходящем расстоянии от первичного заряда. В сочетании с гибкой подложкой достигаются следующие преимущества: доступное пространство разрешает заключение в капсулу в форме прочного установочного приспособления и позиции компонентов можно регулировать путем изменения формы установочного приспособления во время изгибания подложки.

В соответствии со следующим аспектом настоящего изобретения капсюль-воспламенитель, т. е. взрывной мостик и инициирующее взрывчатое вещество размещают непосредственно на поверхности чипа. Это позволяет уменьшить размеры этих компонентов, повысить механическую стабильность, понизить чувствительность к внешним вредным воздействиям, понизить потребность в энергии и уменьшить длительность срабатывания, поскольку исключаются излишние проводники между подложкой и соединительной схемой. Такое позиционирование обеспечивает хорошую механическую стабильность и надежное прилегание между первичным зарядом и воспламеняющим мостиком. Если воспламеняющий мостик размещается на той же стороне чипа, что и микросхема, производство взрывного моста упрощается, особенно если этот мост изготавливать на той же стадии, когда на поверхности изготавливаются другие необходимые структуры. Такое позиционирование в высокой степени совместимо с возможностью применения негерметизированных чипов и возможностью монтажа на контактных площадях около отверстия в подложке, через которое можно экспонировать воспламенитель. При таком соединении гибкая подложка предоставляет возможность хорошего управления потоком искр по направлению к первичному взрывному заряду детонатора. В соответствии со следующим аспектом изобретения электронный детонатор защищен от внешнего вредного воздействия посредством искровых промежутков в виде тонких металлических слоев и со стабильным напряжением искрового перекрытия, нечувствительного к длине промежутка, искровые промежутки можно без дополнительных затрат делать непосредственно в схемном рисунке на подложке.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из детального описания, приведенного ниже.

На фиг. 1 показано изображение согласно изобретению секции непрерывной подложки для формирования некоторого множества подложек со схемными рисунками; на фиг. 2 - вид сверху отдельной гибкой пленки со схемными рисунками, но без компонентов; на фиг. 3a и 3b - в увеличенном масштабе два слоя поверхности чипа; на фиг. 4 - вид сбоку детонатора с крепежным приспособлением, в котором заключена подложка со смонтированными компонентами.

Согласно фиг. 1 - 4 настоящее изобретение, представляющее собой воспламенительное устройство для инициирования детонаторов, которые имеют по меньшей мере один основной заряд в корпусе детонатора, содержит электровоспламенительную головку, источник тока, соединенный с электровоспламенительной головкой, и электронный блок, включающий средство декодирования сигнала, выполненное с возможностью приема стартового сигнала, подаваемого в воспламенительное устройство через проводник внешнего сигнала, схему задержки для подачи сигнала зажигания по истечении заданного периода времени после приема стартового сигнала, переключающие средства для обеспечения после приема сигнала зажигания соединения источника тока с электровоспламенительной головкой с обеспечением срабатывания последней и по меньшей мере один полупроводниковый кристалл с микросхемой, при этом электровоспламенительная головка выполнена на полупроводниковом кристалле, причем полупроводниковый кристалл присоединен к подложке, выполненной со схемным рисунком, полупроводниковый кристалл выполнен с переключающими средствами для электровоспламенительной головки, например с тиристорным переключателем, электровоспламенительная головка выполнена на полупроводниковом кристалле с той же стороны, что и микросхема, электровоспламенительная головка выполнена на той стороне полупроводникового кристалла, где нет микросхемы, электровоспламенительная головка содержит мостик, выполненный в полупроводниковом материале кристалла так, что сопротивление его уменьшается по мере повышения температуры, электровоспламенительная головка расположена поверх микросхемы, между электровоспламенительной головкой и микросхемой расположен изолирующий слой, изолирующий слой содержит окись полупроводникового кристалла или полиимид, толщина изолирующего слоя составляет 0,1 - 10 мкм, между электровоспламенительной головкой и поверхностью полупроводникового кристалла размещен по меньшей мере один электроизолирующий материал и по меньшей мере один такой слой размещен между мостиком электровоспламенительной головки и поверхностью полупроводникового кристалла, электровоспламенительная головка содержит искроразрядник в качестве инициирующего элемента, электровоспламенительная головка содержит мостик, выполненный в виде резистора, мостик выполнен из материала, точка плавления которого выше необходимой температуры для воспламенения реактивного материала электровоспламенительной головки, например выше 500^oC, масса мостика электровоспламенительной головки менее 1 мкг, а лучше менее 0,1 мкг, электровоспламенительная головка содержит плоский воспламенительный мостик и пиротехнический элемент, резисторная часть воспламенительного мостика выполнена в виде более тонкой или более узкой части между проводниками источника тока, образованными в металлической пленке, токопроводящий рисунок микросхемы полупроводникового кристалла поделен на нижний и верхний токопроводящие слои, которые изолированы друг от друга за исключением участков, оставленных для обеспечения необходимого контактирования между слоями, причем воспламенительный мостик выполнен в верхнем слое, верхний токопроводящий слой включен в соединяющий металл между контактными участками подложки и поверхности полупроводникового кристалла соответственно, верхний токопроводящий слой выполнен двойным, один из которых с высоким удельным сопротивлением, а другой с низким удельным сопротивлением, при этом с воспламенительного мостика удален слой с низким удельным сопротивлением, ширина воспламенительного мостика как минимум в 10 раз больше его толщины, ширина воспламенительного мостика как минимум в 50 раз больше его толщины, толщина воспламенительного мостика составляет 0,01 - 10 мкм, толщина воспламенительного мостика составляет 0,05 - 1 мкм, полупроводниковый кристалл полностью или частично негерметизирован, полупроводниковый кристалл и его контакты герметизированы, например, силиконовым эластомером или эпоксидным полимером, электровоспламенительная головка содержит взрывающуюся пленку или провод, электровоспламенительная головка содержит химически реактивный материал, химически реактивный материал содержит чередующиеся слои окисляющих и восстанавливающих материалов, соответственно образующие воспламенительный мостик электровоспламенительной головки, химически реактивный материал содержит металлические слои, образующие воспламенительный мостик электровоспламенительной головки, которые после нагревания легируются в течение выделения тепла, химически реактивный материал содержит основное взрывчатое вещество, окружающее инициирующую часть электровоспламенительной головки, химически реактивный материал содержит пиротехнические композиции, окружающие инициирующую часть электровоспламенительной головки, химически реактивный материал содержит композиции, основанные на порошкообразных окисляющих и восстанавливающих материалах, средний размер частиц порошкообразного вещества составляет менее 20 мкм, а предпочтительнее менее 10 мкм, композиции содержат связующий агент, связующий агент выполнен на основе нитрата целлюлозы или поливинила, пиротехнические композиции выполнены слабо электропроводящими, количество химически реактивного материала составляет 0,1 - 100 мг, количество химически реактивного материала составляет 1 - 50 мг, электровоспламенительная головка покрыта лаком, по меньшей мере один слой электроизолирующего и теплоизолирующего и/или предотвращающего диффузию материала расположен между основным взрывчатым веществом и поверхностью полупроводникового кристалла, полупроводниковый кристалл соединен с подложкой вместе со схемным рисунком с помощью непосредственного соединения между обнаженными контактными участками, расположенными на поверхности полупроводникового кристалла, и соответствующими контактными участками на схемном рисунке подложки, основное взрывчатое вещество размещено в отверстии для полупроводникового кристалла в подложке, в схемном рисунке подложки образовано по меньшей мере один искроразрядник, и подложка выполнена гибкой.

Согласно изобретению на фиг. 1 позицией 10 обозначена непрерывная гибкая полиимидная пленка с шириной 35 мм и толщиной 125 мм. На пленке 10 с подающими перфорациями 2 выполнены удлиненные отверстия 4 для облегчения резки на отдельные схемы, отверстия 12 для монтажа чипов и отверстия 14 для монтажа компонентов. Поверхность покрыта медной пленкой толщиной 35 мм с помощью адгезивного слоя толщиной 35 мм из акрилочного полимера. Путем фоторезиста и кислоты втравлены рисунки в соответствии с фиг. 2 с приблизительными размерами 6 на 24 мм, нижняя сторона медной пленки в отверстиях 12 и 14 во время травления кислотой защищалась герметизирующим веществом. После образования схемного рисунка на него нанесли слой олова толщиной около 0,8 мм.

На фиг. 2 имеется две контактные поверхности 16 и 16', на которые затем припаивают питающие линии. Две проводящие части 18 и 18' идут к двум языкам 20 и 20', между которыми имеется искровой промежуток порядка 100 мм. Между языком 22 и языками 20 и 20' выполнены дополнительные искровые промежутки одного размера, которые разрешают искровой пролет от любого проводника к детонаторному корпусу, поскольку язык 22 соединен через проводники под резисторами 26 и 26' с выступающими частями 24 и 24' рисунка, причем эти части, когда пленка вставлена в металлический детонатор, заземляют язык 22 на детонаторный корпус. На языках 20 и 20' есть контактные площадки для пайки приблизительно 2 кОм толстопленочных резисторов 26 и 26', изображенных на этой фигуре пунктирными линиями, последовательно с каждым проводником. Проводники 32 и 32' идут параллельно и волнообразно, чтобы возросла последовательная индуктивность, и они соединяют контактные площадки 30 и 30' резисторов 26 и 26' с двумя языками 34 и 34' в отверстии 14 для монтажа полупроводникового чипа 50, изображенного на фигуре пунктирными линиями. Из схем на чипе эти языки 34 и 34' соединены с языками 36 и 36', которые, в свою очередь, идут к контактным языкам 38 и 38', к которым 33 мф танталовый конденсатор 40, изображенный пунктирными линиями, затем припаивают после нанесения слоя из олова и когда конденсатор помещен в отверстие 12 и контактные язычки, выступающие из отверстия, повернуты к сторонам конденсатора 40. Множество контактных полей 41, 42, 43, 44 и 45 с контактными язычками, направленными к чипу, не имеют других электрических контактов с проводящим рисунком и служат в качестве тестовых полей, посредством которых воздействуют на сжигаемые перемычки на чипе, или для улучшения механического крепления чипа.

Фиг. 3a представляет в эскизном виде известную микросхему на чипе 50, содержащую функциональные схемы 52 и контактные площадки 54 из алюминия. Эта поверхность изолирована известным способом путем нанесения окисла кремния, после которого сделаны отверстия в нижележащих контактных точках, в основном контактных поверхностях 54, но также специальных соединительных точках для воспламенительного мостика и сжигаемых перемычек. Поверхность покрыта 1 мм слоем полиимида путем накапливания, вращения и термической усадки, после чего в этом слое сделаны отверстия, соответствующие отверстиям в вапоксном слое. На полиимидный слой нанесен слой толщиной около 0,25 мм из сплава титана и вольфрама и золотой слой толщиной около 0,25 мм путем распыления. Фоторезисторный слой толщиной около 20 мм нанесен, маскирован и проявлен таким образом, что обнажился золотой слой над контактными поверхностями, которые надлежит оснастить контактными столбцами, площадью приблизительно 100 на 100 мм, после чего золотые столбцы высотой около 30 мм образованы на этих поверхностях путем электролитического осаждения, после чего снят толстый фоторезисторный слой. После этого обычно вытравливают полностью покрытие из титановольфрамового и золотого слоев, но перед этим нанесен новый слой фоторезистора, маскирован и проявлен таким образом, что после травления остаются структуры, изображенные на фиг. 3. Эти структуры образованы, во-первых, из сжигаемых перемычек 56, имеющих точки поджога, соединенные с точками на микросхеме таким образом, что перегорание в точках поджога может быть осуществлено токовыми волнами мощностью 2 мДж, в результате чего можно получить любое двоичное восьмиразрядное число для идентификации детонаторов, групповой или индивидуальной. Воспламеняющий мостик 58 также формируют в резистивной площадке 60 в виде квадрата с площадью около 100, сопротивление которого около 4 Ом. Высокорезистивную площадку 60 на воспламеняющем мостике 58 или точки поджога на сжигаемых перемычках 56 получают посредством золотого слоя, снимаемого здесь так, что ток принуждается протекать по более резистивному Ti/W слою. Полиимидный слой толщиной около 1 мм нанесен на всю поверхность способом, описанным выше, после чего площадка около точки 60 воспламеняющего мостика, точки поджога сжигаемых перемычек и контактные столбцы экспонируют. Чип, обработанный таким образом, соединяют с пленкой, для чего его предварительно нагревают приблизительно до 200^oC и пропускают вперед схемной поверхностью через отверстие 14 до контакта с нижней стороной язычков вокруг отверстия 14, эти язычки отжимаются с верхней стороны к покрытым золотом контактным поверхностям схемы с помощью инструмента, который мгновенно разогревается до приблизительно 500^oC. На воспламеняющий мостик 58 помещают капсюль-воспламенитель с приближенным удлинением, соответствующим пунктирной линии 62, в силу того, что приблизительно 5 мг композиции, состоящей из смеси порошкообразных циркония и двуокиси свинца, взятых в весовом отношении 11 : 17 со связующей добавкой из нитроцеллюлозы, растворенной в бутилацетате, помещается на поверхность чипа и затем сохнет на воздухе при температуре около 50^oC, после чего капсюль-воспламенитель и остальная поверхность чипа покрывается нитроцеллюлозным лаком.

Фиг. 4 представляет готовый детонатор, содержащий воспламеняющее устройство с крепежным приспособлением 70, охватывающим гибкую пленку 10 со смонтированными резисторами 26, конденсатором 40 и чипом 50 с капсулем-воспламенителем 62. Крепежное приспособление 70 существенно цилиндрической формы с диаметром 6 мм имеет делящую плоскость в плоскости поверхности пленки 10 и в делящей плоскости углубления для установки, существенно без зазоров, вокруг компонентов на пленке. Канал 72 выполнен между капсюлем-воспламенителем и той поверхностью воспламеняющего устройства, которая обращена вглубь детонатора. Питающие линии 74 идут от той поверхности воспламеняющего устройства, которая обращена наружу из детонатора, и вокруг них имеется цельная заглушка-пробка 76 из эластомеричного материала. Крепежное приспособление 70 отформовано в полистироле и механически соединено с пробкой 76 в позиции 78. Воспламеняющее устройство вставляется в детонатор 80 с основным зарядом 80, например PETN и первичным взрывным зарядом 84, например, азида свинца, размещаемого перед ним, причем при таком соединении фронтальная часть воспламеняющего устройства размещается на расстоянии около 2 мм от первичного взрывчатого вещества и детонатор герметизируется с помощью канавок 86 вокруг заглушки-пробки 76.

Принципы настоящего изобретения могут быть применены ко всем типам детонаторов, для которых желательно предусмотреть задержку или возможность задержки и в которых предусмотрен момент электрического инициирования в воспламеняющей последовательности. За электрическим средством инициирования следует взрывчатый основной заряд из высокобризантного вторичного взрывчатого вещества, подобного PETN, PDX, HMX, тетрила, TNT, т.п. где приемлемо, с промежуточной ступенью взрывной последовательности в форме, например, первичного взрывчатого вещества, подобного свинцовому азиду, гремучей ртути, тринитроресорсинату, диазодинитрофенолату, свинцовому стифнату и т.д. Преимущества, перечисленные выше, имеют особое значение применительно к гражданским детонаторам, и настоящее изобретение описано в свете такого применения. Гражданские детонаторы часто объединяют в сети с требованиями обеспечения различных задержек в различных частях. Подходящий для гражданского применения детонатор включает в себя, дополнительно к воспламенительному устройству, отвечающему настоящему изобретению, существенно цилиндрический детонаторный корпус, который может быть изготовлен из бумаги, пластмассы и т.д. , но который обычно изготавливают из металла, содержащего базовый заряд, и, где есть необходимость первичное взрывчатое вещество, и на своем открытом конце заглушку с проходящими через нее сигнальными проводниками. Можно эффективно использовать известные мгновенного действия детонаторы, предназначенные для применения или инициирования взрывателей.

Воспламенительное устройство для инициирования в названных выше типах детонаторов должно содержать электрически возбуждаемый капсюль- воспламенитель, источник тока, присоединенный к электрически возбуждаемому капсюлю-воспламенителю через соединительную схему, и электронное задерживающее устройство, при этом электронное задерживающее устройство, в свою очередь, должно содержать сигнальный декодер, спроектированный так, чтобы узнавать стартовый сигнал, поданный на воспламенительное устройство по внешней сигнализационной линии, задерживающую схему, спроектированную так, чтобы после приема стартового сигнала она выдавала сигнал зажигания спустя предопределенное время, и соединительную схему, которая спроектирована так, чтобы после приема сигнала зажигания она подсоединяла токовый источник к капсюлю-воспламенителю для электрического возбуждения последнего, воспламенительное устройство, содержащее по крайней мере один чип, изготовленный из полупроводникового материала и имеющий микросхему. Чтобы иметь возможность устанавливать разные задержки для некоторой совокупности детонаторов, объединенных в сеть, они должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивались разные задержки или чтобы имелась возможность программирования во время их объединения или взрывания с заданной задержкой.

Точное схемное решение для осуществления перечисленных выше функций может варьироваться в широких пределах, и поэтому в этом отношении настоящее изобретение не ограничивается.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения гибкая подложка с вытравленным схемным рисунком используется для механического и электрического соединения чипов с, например, внешними сигнальными проводниками и/или одним или несколькими дополнительными электрическими компонентами в воспламенительном устройстве. Примерами дополнительных компонентов являются другие чипы, электрически возбуждаемый капсюль-воспламенитель, преобразовательные схемы для входящих сигналов, предохранительные элементы, подобные резисторам, изоляционным трансформаторам, искроразрядникам, другим ограничивающим напряжение средствам, устройства для заземления корпуса детонатора, т.д. Обычно по крайней мере токовый источник и чипы удерживаются пленкой. Предпочтительно, чтобы в сборку входило не более одного чипа.

По причине экономного использования пространства желательно возлагать на один чип возможно большее количество схемных функций, но должны быть предусмотрены другие средства. В принципе, на чипе размещаются по крайней мере все малопроизводительные схемы, подобные декодерной или задерживающей схемам, в то время как высокопроизводительные схемы, подобные токовому источнику, предохранительным схемам и соединительной схеме для капсюля воспламенителя и других компонентов, которые нельзя изготовить в полупроводниковом материале, подобные генератору на кристалле, токовому источнику и т.п., могут быть внешними. Конечно, высокопроизводительные схемы, кото