WO2008050861A1

WO2008050861A1 - Squib and gas generator for air bag and gas generator for seat belt pretensioner

Info

Publication number: WO2008050861A1
Application number: PCT/JP2007/070914
Authority: WO
Inventors: Shigeru Maeda; Hirotaka Mukunoki; Hideyuki Koike
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2008-05-02
Anticipated expiration: 2009-04-26
Also published as: JP4653718B2; CN101573584A; EP2075526A1; JP2008107028A; EP2075526A4; US8020489B2; US20100013202A1

Description

明細書

スクイブならびにエアバッグ用ガス発生装置およびシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置

技術分野

[0001] 本発明は、エアバッグ等の自動車の安全装置に使用されるガス発生器等に搭載されるスクイブに関するものである。

また、本発明は、上記のスクイブを搭載したエアバッグ用ガス発生装置およびシートベルトプリテンショナ一用ガス発生装置に関するものである。

背景技術

[0002] 自動車に装着されるエアバッグを膨張させるためのガス発生器用のスクイブとして、従来から種々の電気式スクイブが開発されて!/、る。

このスクイブは、通常、外部と電気的に接続するための金属ピンを有し、またこの金属ピンの他端には火薬に点火するための加熱素子をそなえている。

[0003] 従来使用されてきた点火具は、点火薬に点火するために、架橋ワイヤを使用していた。架橋ワイヤとしては、ニクロム線を用いており、架橋ワイヤの線径が細すぎると取り付けることができない。また、取り付けることができる線径の架橋ワイヤでは熱容量が大きいために、通電してから架橋ワイヤが点火薬の点火温度に達するまでの時間が長くなり、例えば、自動車用のサイドインフレータに要求される高速応答性は十分とはいえない。

[0004] また別の点火具として、プリント回路基板の製造技術を用い、プリント回路基板上に直接厚膜抵抗体を形成する方法が知られている。

例えば特許文献 1には、プリント回路基板を用い、厚膜抵抗体をプリント直接回路基板上に形成し、回路基板上の別の部分に静電気保護の目的でノリスタを搭載したスクイブが示されている。

また、特許文献 2には、同様に、プリント回路基板に抵抗性加熱素子を搭載し、コンデンサとバリスタをハンダでプリント回路基板に接続したものを、さらに電極ピンに接続して得られるスクイブが開示されて!/、る。これらの技術により、高速応答性は架橋ワイヤーを用いる場合よりも改善されたとはいえ、まだ十分とはいえなかった。

特許文献 1：特開 2003-205823号公報

特許文献 2：特開 2000-108838号公報

[0005] 一方、半導体ブリッジ（SCB : Semiconductor Bridge)は、スパッタゃ蒸着などの半導体技術を用いて製造されたブリッジを総称するものであるが、架橋ワイヤやプリント回路基板に比べ半導体ブリッジを用いた点火具は、線幅を細くした非常に微細な構造を作ることができ、厚みも数ミクロン程度の膜厚の薄膜ブリッジを利用するので、熱容量を小さくすることができ、高速応答性を持たせることが可能である。架橋ワイヤでは、 1.2Aの通電で点火薬を点火温度まで加熱するのに 800から 1000マイクロ秒程度の時間を要していたが、半導体ブリッジでは、一般に 100から 200マイクロ秒程度で点火薬を点火すること力できる。また、 SCBは、スパッタゃ蒸着などの半導体製造設備を使うので基板サイズを大幅に小さくできるだけでなぐ発熱部の熱容量を小さぐかつ正確に制御することができるので点火応答性が高いスクイブを安定して作ることができる。

[0006] 力、ような SCBをスクイブに搭載する方法としては、ヘッダーに直接載置し、両端電極をワイヤーボンディングで電極ピンに接続する方法や、特許文献 3に述べられて!/、るように、プリント回路基板同様、一旦プリント回路基板に SCBを載置し、その基板をヘッダー上に載置して電極ピンとプリント回路基板の所定の電極とをハンダ付けする方法が知られている。

特許文献 3：特開 2002-13900号公報

[0007] しかしながら、このような熱容量の小さい半導体ブリッジを用いると、外部からの静電気などのノイズに対して、スクイブが誤発火するおそれがある。

[0008] そこで、静電気に対して誤発火を防止する対策として、半導体ブリッジと並列してコンデンサを設置し、このコンデンサによって、放電された静電気を吸収する方法が知られている。

このように、点火具に点火するために、プリント回路基板をベースにしてその上に発熱抵抗体を直接形成するか、 SCBを搭載し、基板の別の部分に静電気保護デバィスを搭載するタイプのスクイブの代表的な例を、図 1(a), (b)に平面および断面で示す

[0009] 同図に示したとおり、従来はプリント回路基板 1にスルーホールを形成し、回路基板 1を直接電極ピンに接触させ、ハンダなどで接続する方法が一般的に用いられる。厚膜抵抗体 2としてはニクロムを用いることが多い。また、静電気保護のための部品、例えばバリスタゃコンデンサ、ダイオードなどの静電気保護デバイス 3を厚膜抵抗体 2と並列に接続するために、プリント回路基板 1上に静電気保護デバイス 3の搭載位置に電極を設け、静電気保護デバイス 3を一般の回路と同じようにハンダ付けして固定するのが一般的である。この方法は、電極ピン 4と厚膜抵抗体 2および静電気保護デバイス 3とを接続するのは容易ではある力プリント回路基板 1そのものを電極ピン 4に接続するため、サイズを小さくするには限界があった。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 上述したとおり、回路基板を用いたいわゆる厚膜抵抗を有する基板では、電極ピンに直接基板を接続するため、電極ピンの間隔以上の寸法を持つ基板を用いて!/、た。特に、静電気保護用のデバイスと組み合わせる場合、静電気保護用デバイスよりも大きな基板に厚膜抵抗を形成し、その基板をベースに静電気保護用デバイスを接続すると共に、基板自身も電極ピンに接する形で接続されて!/、た。

しかしながら、この構造では、電極ピン間隔あるいは静電気保護用デバイスの大きさ以上に大きな基板上に直接厚膜抵抗体を形成する必要がある。通常、このような回路基板は 1枚の大きなベース基板上にいくつも同じものを作り、個々の基板に分割して使用される。従って、 1個の厚膜抵抗体基板のサイズが大きいと、 1枚のベース基板から採取できる厚膜抵抗を有する基板の数が限られるため、生産性の向上には限界があった。このため、 1枚のベース基板から多くの厚膜抵抗を有する基板を得ることができる新たな生産技術の開発が望まれていた。

[0011] また、一般に、静電気保護用デバイスは、回路基板を個々に分割する前の状態で搭載されるので、回路基板の分割時に静電気保護用デバイスに応力がかかり、デバイス自身が応力によって破壊される危険があった。一方、 SCBチップは、生産性の面からはチップの大きさをより小さくすることが有利であるが、チップの大きさを小さくすることは電極ピンに対する接続上の問題力ハンダ付けすることが困難となり、またコンデンサと組み合わせる場合でもコンデンサよりも SCBチップの方が小さ!/、ので、従来技術に示したとおり別途基板上に SCBとコンデンサを搭載する方法が用いられてきた。

しかしながら、基板に直接抵抗体を作りこむ場合とは異なり、 SCBチップと基板が別体となるので部品点数が増えるため、サイズの縮小化が難しぐまたそれに伴い接続箇所が増えるため、品質保証の観点から信頼性が低下するという問題があった。

[0012] さらに、上記のような接続形態とした場合、 SCBチップに比べてコンデンサの高さが高いために、基板の表面に凹凸が生じ、点火薬を有するカップ体との組み付け時に点火薬密度にムラが生じるなどの問題があった。

[0013] 本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、高い生産性の下で、サイズの縮小化と品質の向上を可能ならしめたスクイブを、力、かるスクイブを搭載したエアバッグ用ガス発生装置およびシートベルトプリテンショナ一用ガス発生装置と共に提案することを目白勺とする。

課題を解決するための手段

[0014] さて、発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下に述べる知見を得た。

(1) SCBチップとコンデンサを個別に基板上に搭載するのではなぐコンデンサ上にコンデンサの大きさ（平面積）よりも小さな SCBチップを直接搭載し、この状態で SCB チップとコンデンサの両端電極とをハンダか導電ペーストで接続すれば、非常に小型の静電気保護デバイス付 SCBコンポーネントが得られ、ヘッダーに搭載しても、従来のピンに直接接続する基板を有するものよりも、コンパクトなスクイブを提供できる。

(2)上記した接続形態とすれば、コンデンサ電極を直接電極ピンにハンダゃ導電ぺ一ストで接続することができ、 SCBがコンデンサ電極を介して電極ピンに接続されるので、 SCBの電極を直接電極ピンの間に接続する必要が無くなるため、その使用が難しいとされた、より小さな SCBチップの使用が可能になる。

(3)上記した接続にすることで、コンデンサ上に SCBチップを搭載し、この状態で SC Bチップをコンデンサ電極にハンダゃ導電ペーストで接続し、つ!/、でコンデンサ電極を電極ピンに同じくハンダゃ導電ペーストで接続する（接続の順序はこの逆でも可）ようにすれば、 1回のリフロー処理で 3者の接続が可能になる。

[0015] (4)上記したように、コンデンサに対して SCBチップを接続するためには、チップの下面または側面での接続を可能とする必要がある。このためには、 SCBの基台としてその上面と側面に電極を有する基板、またはその上面と底面に電極を有する基板、またはその上面と側面および底面に電極を有する基板を用い、この基板上に、薄膜抵抗を形成すれば、薄膜抵抗の両端電極は、これらの側面電極または底面電極を介してハンダゃ導電ペーストによりコンデンサと電気的に接続可能になる。

(5)上記した接続形態とした場合に、やはりコンデンサの厚みに起因した表面凹凸が問題となるが、この点に関しては、力、ような SCBチップ付きコンデンサを搭載するへッダ一について、その搭載領域を、 SCBチップおよびコンデンサの厚み分だけ下に穿ち、搭載領域についても周りのヘッダーと同じ高さレベルにすればよい。

(6)また、 SCBチップとコンデンサを一体化し、ヘッダー上へ搭載する場合、 SCBチップと電極ピンをワイヤーボンディングで接続することも可能であり、このような接続形態とすることでハンダ付けよりも一層高い接合信頼性を得ることができる。

本発明は、上記の知見に立脚するものである。

[0016] すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。

(1)カップ体と複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐへッダ一とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により点火薬を点火させる SCBチップをそなえ、該 SCBチップは基板とその上面に形成した薄膜抵抗からなり、該電極ピンに対し該 SCBチップの薄膜抵抗と電気的に並列に接続されたコンデンサを有するスクイブにおいて、該コンデンサを該ヘッダー上に載置すると共に、該コンデンサ上に該 SCBチップを直接載置し、該 SCBチップ上の薄膜抵抗と該コンデンサとが、該 SCBチップの基板に設けた電極を介して電気的に接続され、かつ該 SCBチップの大きさ力 S、コンデンサの大きさよりも小さ!/、ことを特徴とするスクイブ。

[0017] (2)上記（1)において、前記 SCBチップと前記コンデンサとの電気的接続手段が、ハンダまたは導電ペーストであること特徴とするスクイブ。

[0018] (3)上記（2)におレ、て、前記 SCBチップの基板の上面と側面および/または底面とに、上面電極と側面電極および/または底面電極とを設け、前記コンデンサとの電気的接続力該側面電極および/または底面電極を介することを特徴とするスクイブ

〇

[0019] (4)上記（3)にお!/、て、前記側面電極がサイドスルーホール電極であることを特徴とするスタイプ'。

[0020] (5)上記（3)において、前記上面電極と底面電極を前記基板内に設けた貫通電極で接続することを特徴とするスクイブ。

[0021] (6)上記（1 )なレ、し（5)の!/、ずれかにおレ、て、前記 SCBチップと前記電極ピンとの電気的接続が、 SCBチップが接続されたコンデンサ電極を介してハンダまたは導電ぺ一ストで間接的に行われることを特徴とするスクイブ。

[0022] (7)上記（1)な!/、し（5)の!/、ずれかにお!/、て、前記 SCBチップと前記電極ピンとの電気的接続が、前記薄膜抵抗の両端電極に接続されたワイヤーボンディングにより直接行われることを特徴とするスクイブ。

[0023] (8)上記（1)ないし（7)のいずれかにおいて、前記 SCBチップ付きコンデンサを載置する前記ヘッダーの領域を、前記 SCBチップ付きコンデンサの厚み分だけ下に穿ち

、前記 SCBチップの高さレベルを前記 SCBチップ付きコンデンサを載置した領域を除く周りのヘッダーの高さレベルと等しくしたことを特徴とするスクイブ。

[0024] (9)上記（1 )な!/、し (8)の!/、ずれかに記載のスクイブを用いたエアバッグ用ガス発生装置。

[0025] (10)上記（1)な!/、し (8)の!/、ずれかに記載のスクイブを用いたシートベルトプリテンショナー用ガス発生装置。

発明の効果

[0026] 本発明によれば、 SCBチップとコンデンサとを、基板に設けた上面電極と側面電極および/または底面電極とを用いて接続するので、コンデンサ上への SCBチップの設置が可能になる。従って、従来 SCBチップとコンデンサとを並列して設置した場合に比べてサイズを小さくすることができる。また、接続箇所が減少するので品質保証の観点から信頼性が向上する。さらに、接続手段としてハンダまたは導電ペーストを用いた場合、従来、 2回に分けて行わざるを得なかった接続処理を、 1回のリフロー処理で実施することができる。

また、本発明によれば、従来使用が難しいとされた、サイズがより小さな SCBチップの使用が可能になる。

さらに、本発明によれば、 SCBチップ付きコンデンサを搭載した場合であっても、その搭載したヘッダーの領域を穿つことにより、 SCBチップの高さレベルを、その領域以外の周りのヘッダーの高さレベルと同じにすることができるので、従来懸念された基板上の凹凸に起因した、点火薬を有するカップ体との組み付け時に生じる点火薬密度のムラを解消することができる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]従来の一般的なスクイブの平面図 (a)および断面図 (b)である。

[図 2]本発明に従う好適スクイブの断面図である。

[図 3]貫通電極を持つ SCBチップの断面図 (a)および平面図 (b)である。

[図 4]側面電極を持つ SCBチップの断面図 (a)および平面図 (b)である。

[図 5]側面電極としてサイドスルーホール電極を持つ SCBチップの断面図 (a)および平面図 (b)である。

[図 6]側面電極だけでなく底面電極にもハンダを掛けた状態を示した図である。

[図 7]カバー電極を持つ SCBチップの断面図 (a)および平面図 (b)である。

[図 8]ワイヤーボンディングで電極ピンと SCBチップを接続した図である。

[図 9]電極ピンのうち片方がアースされた構造のヘッダーに本発明の SCBチップとコンデンサを搭載した例の断面図である。

[図 10]本発明に従うスクイブの全体図である。

[図 11]エアバッグ用ガス発生装置の概念図である。

[図 12]シートベルトプリテンショナ一用ガス発生装置の概念図である。

[図 13]中央制御ユニットの説明図である。

符号の説明

[0028] 1 プリント回路基板厚膜抵抗体

静電気保護デバイス電極ピン

薄膜抵抗

基板

SCBチップ

コンデンサ

9' 電極ピン

ヘッダー

貫通電極

封止ガラス

エポキシ樹脂

上面電極

底面電極

側面電極

両端電極

ハンダまたは導電ペーストハンダまたは導電ペーストコンデンサ電極

サイドスノレ一ホーノレ電極絶縁層

カバー電極

ワイヤーボンディング点火薬

絶縁用樹脂

カップ体

保護用樹脂カップエアバッグ用ガス発生装置

用ガス発生装置（マイクロガスジエネレ

114, 115 電極ピン

発明を実施するための最良の形態

[0029] 以下、本発明を具体的に説明する。

図 2に、本発明に従う好適スクイブを断面で、また図 3には SCBチップの一例を拡大して示す。

図中、番号 5は薄膜抵抗（SCB)、 6は基板であり、両者で SCBチップ 7を構成する。 8はコンデンサ、 9は電極ピン、 10はヘッダー、そして 11が SCBチップ基板 6に設けた貫通電極である。また、 12は、電極ピン 9を互いに絶縁するための封止ガラス、また 13は絶縁体としてのエポキシ樹脂である。なお、図示に省略したが、薄膜抵抗 5の上方には点火薬が充填されており、さらにカップ体で覆われている。

[0030] 図示したとおり、 SCBチップ基板 6には、その上面から底面に延びる貫通電極 11が設けられており、薄膜抵抗 5は、この貫通電極 11が接続する上面電極 14をそなえる S CBチップ基板 6の上に形成されるので、薄膜抵抗 5の両端電極 17は基板 6の上面電極 14を介して貫通電極 11と電気的に接続している。

[0031] また、 SCBチップ基板 6は、コンデンサ 8の上に直接設置されているので、 SCBチップ基板 6の底面電極 15とコンデンサ 8の電極 20をハンダゃ導電ペースト 18で接続することにより、 SCBチップ 7はコンデンサ 8と電気的に接続することになる。

さらに、コンデンサ電極 20と電極ピン 9についても、同様にハンダゃ導電ペースト 19 で接続すること力できる。

[0032] このように、コンデンサ 8と電極ピン 9との接続だけでなぐ薄膜抵抗 5とコンデンサ 8 との接続も、 SCBチップ基板 6に設けた貫通電極 11を用いて上面電極 14と底面電極 15を電気的に接続することによって、ハンダという同一の接続手段で接続することができる。そのため、従来のようにこれらの接続を 2回に分けて行う必要はなぐ 1回のリフロー処理で 2つの接続を同時に行うことができる。

[0033] また、本発明では、貫通電極 11を有する SCBチップ基板 6をコンデンサ 8に接続する仕組みとしたので、従来、回路基板を直接電極ピンに接しハンダで接続するという寸法上の理由から、その使用が難しいとされた、サイズがより小さな SCBチップ基板の使用が可能になる。

すなわち、従来使用が可能とされた回路基板の大きさは少なくとも 3 X 2mm程度であつたが、本発明によれば 1.8 X lmm以下と小さな SCBチップ基板、ひいては SCB チップそのものの使用が可能になった。

というのは、従来の回路基板の場合、電極ピンの間隔が 3. lmmと決まっていたため、少なくもと電極ピンを接続するためにはこれに相当する程度の長さが必要だったのであるが、本発明の場合、電極ピンと SCBチップの電極とを直接接続する必要がなくコンデンサの両端電極に接続するのに必要な長さがあれば良いので、コンデンサのサイズが 2 X 1.25mmの場合、上記した 1.8 X lmmの SCBチップを使用することができるのである。

[0034] 以下、本発明の別の形態について説明する。

図 4は、 SCBチップ基板 6に、上面電極 14と側面電極 16を設けた場合である。図中、番号 5は薄膜抵抗、 6は SCBチップ基板、そして 16が SCBチップ基板 6の側面に設けた側面電極である。この側面電極 16は上面電極 14と接続しており、この側面電極 16とコンデンサ電極 20とを例えばハンダ付けすることにより、 SCBチップ 7とコンデンサ 8を接続することができる。 [0035] 図 5は、側面電極を用いる別例としてサイドスルーホール電極を用いた場合である図中、番号 5は薄膜抵抗、 6は SCBチップ基板、そして 21が SCBチップ側面に設けた側面電極の一例としてのサイドスルーホール電極である。このサイドスルーホール電極 21は、薄膜抵抗 5を成膜する前に基板 6にスルーホール電極を形成して、上面電極 14および必要に応じて底面電極 15と接続させ、薄膜抵抗 5を成膜後、最終工程でチップに分割するときにこのスルーホール上を切断することで、半円形のサイドスルーホール電極 21が SCBチップ基板 6の側面に露出されて形成される。このサイドスルーホール電極 21の形状は、円形だけでなぐマイクロブラストやレーザー加工などを用いることによって、任意の形状にすることができる。そして、この方法を用いれば、より簡便に側面電極を形成することができる。

[0036] 図示したとおり、サイドスルーホール電極 21を設けることにより、薄膜抵抗 5の両端電極 17は SCBチップ基板 6の上面電極 14からサイドスルーホール電極 21を介して底面電極 15と電気的に接続することになる。

[0037] また、 SCBチップ基板 6は、コンデンサ 8の上に直接設置されているので、 SCBチップ基板 6の底面電極 15およびサイドスルーホール電極 21とコンデンサ電極 20をハンダゃ導電ペーストで接続することにより、 SCBチップ 7とコンデンサ 8とは電気的に接続することになる。

この場合、図 6に示すように、底面電極 15だけでなくサイドスルーホール電極 21にもハンダゃ導電ペースト 18を掛けることで、コンデンサ電極 20との接続の役割を果たすことができ、特にサイドスルーホール電極 21はハンダゃ導電ペーストによる接続状況を直接目視によって確認することができるので、接続の信頼性を保障する上で有利である。

また、サイドスルーホール電極 21とコンデンサ電極 20とが高い信頼性で接続されていれば、底面電極 15を省略することもできる。

さらに、コンデンサ 8の電極 20と電極ピン 9についても、同様にハンダ 19で接続することができる（図 2参照)。

[0038] この場合も、コンデンサ 8と電極ピン 9との接続だけでなぐ SCBチップ 7とコンデンサ 8との接続も、ハンダという同一の接続手段で接続することができるので、従来のようにこれらの接続を 2回に分けて行う必要はなぐ 1回のリフロー処理で 2つの接続を同時に行うことができる。

[0039] 図 7に、薄膜抵抗 5として絶縁層を含む積層構造を採用した場合の例を示す。 SCB チップ上の薄膜抵抗の両端電極 17と上面電極 14との接続は、薄膜抵抗 5が単層の場合はそのまま両端電極 17と上面電極 14が重なるようにすればよいが、薄膜抵抗 5 が複数層で、間に絶縁層 22が含まれる場合は、両端電極 17と上面電極 14にまたがる位置にカバー電極 23を設けることで両端電極 17と上面電極 14の導通を確保することができる。

[0040] また、単層、複数層にかかわらず、カバー電極はワイヤーボンディングで SCBチップと電極ピンを接続する場合の接続面を提供するために SCBチップ上に設置することもできる。さらに、カバー電極は、上面電極と底面電極の接続が貫通電極の場合と側面電極の場合のいずれに対しても用いることができる。なお、かかるワイヤーボンデイング用の素材としては Al、 Au等が、一方カバー電極用の素材としては Al、 Au、 Ni 等が有利に適合する。

[0041] 図 8に、電極ピン 9と SCBチップ 7との接続にワイヤーボンディング 24を用いた例を示す。 SCBチップ 7とコンデンサ 8との接続は前述したとおりである。

電極ピン 9と SCBチップ 7の接続は、前述した例ではコンデンサ 8の電極 20を介して行われていたが、上述したとおり、 SCBチップ 7のカバー電極 23からワイヤーボンディング 24を介して電極ピン 9と接続することも可能である。

ハンダによる接続は、熱衝撃に対するクラックが発生しないように熱膨張係数を接続するもの同士で同レベルに合わせる必要があるが、ワイヤーボンディングを用いれば、熱膨張係数を合わせる必要が無ぐ SCBチップの材質の選択が容易になる。また、ヘッダー上の搭載位置の決定も、必ずしも電極ピンの間である必要がなくなるので、ヘッダーのデザインの自由度を増すこともできる。

[0042] さらに、図 9に、本発明の別の形態を示す。

この例は、一方の電極ピン 9' がヘッダー金属部 10に直接取り付けてあり、ガラス封止 12により高い気密性を持ちながら、もう一方の電極ピン 9と絶縁された構造を有するヘッダー上に、前述のコンデンサ 8と SCBチップ 7を搭載し、 SCBチップ上の薄膜抵抗 5の両端電極 17のうち一方を電極ピン 9へ、もう一方をヘッダー金属部 10へ電気的に接続した例である。

薄膜抵抗 5と電極ピン 9およびヘッダー金属部 10との接続には前述と同じぐハンダや導電ペーストを用いてコンデンサ電極 20を介して接続することができる。また、コンデンサ 8の上に搭載された薄膜抵抗 5の両端電極 17からワイヤーボンディング 24 (図 8参照）を介して電極ピン 9およびヘッダー金属部 10に接続することもできる。さらにはヘッダー金属部 10との接続にはハンダまたは導電ペーストを用い、一方電極ピン 9 との接続にはワイヤーボンディング 24を用いることもできる。いずれにしろ、前記電極ピン 9と SCBチップ 7の接続はコンデンサ電極 20を通したハンダゃ導電ペーストでの接続か、チップからワイヤーボンディングを用いて接続するいずれの方法も使用すること力 Sできる。このとき、電極ピンと SCBチップの接続方法と、 SCBチップの貫通電極と側面電極の組み合わせは自由に選ぶことができる。

[0043] このようにヘッダーの金属部と一方の電極ピンが接続された構造とすることにより、電極ピンとヘッダー金属部に静電気が印加された場合でも確実に誤発火が防げるようになる。また、前記 2本の電極ピンを持つ構造の場合でも、一方の電極ピンをヘッダ一金属部に電気的に接続する力、、電極ピンとヘッダーの間に放電ギャップを設けることによって、ヘッダー金属部と電極ピンに静電気が印加されても誤発火を防ぐことができる。

[0044] ところで、上記したような SCBチップ付きコンデンサを、単にヘッダー上に載置した場合には、その厚み分の凹凸が生じることになる。

しかしながら、この場合には、図 2に示したように、 SCBチップ付きコンデンサ 7を搭載するヘッダー領域を、少なくともコンデンサの厚み分だけ、好適には SCBチップとコンデンサの両厚み分だけ下に穿ち、 SCBチップ付きコンデンサ 7の搭載領域の高さレベルを、周囲のヘッダーの高さレベルとほぼ同じにすれば、従来懸念された表面凹凸の発生を有利に解消することができる。さらにコンデンサ 8の周辺にできる隙間は、樹脂を流し込んで固めることで、ヘッダーが薬剤に押し付けられる面の凹凸が軽減されるので、安定した着火感度を得ることができる。 [0045] 本発明の SCBチップの基板材質は、プリント回路基板として使用されるものであればいずれでも良いが、特にガラス基板、セラミック基板、 LTCC (Low temperature Co- fired Multilayer Ceramic Substrates)およびシリコン基板等が好ましい。というのは、発熱抵抗体に通電することにより発熱抵抗体は発熱する。この熱を受けて火薬は、点火する温度である約 300°Cに達して発火する。それゆえ、基板材質としてはこのときの基板温度まで安定な材質であることが好ましいからである。

[0046] また、本発明に用いて好適なコンデンサはセラミックコンデンサである。というのは、セラミックコンデンサはサイズが小さいだけでなぐ静電気の波形に対して内部インピ一ダンスが同等容量の他のコンデンサよりも小さいからである。内部インピーダンスが小さいため、静電気が電極ピン間に印加された場合でも、 SCBチップと並列に接続されているコンデンサに静電気エネルギーが効率よく吸収され、誤発火を防ぐことができる。

[0047] 力、ようなセラミックコンデンサとしては、容量力 .1〃Fから 10〃 Fまでのものが好ましく、より好ましくは 0.2 H F力、ら 2 H F、さらに好ましくは 0.5 μ F力、ら 1 μ Fのものである。コンデンサの容量が小さすぎると静電気を吸収する能力が不足し、反対に大きすぎると着火のための電流がコンデンサに吸収され着火時間が遅くなるからである。

[0048] 本発明に使用する点火薬としては、その組成中にジルコニウムを含むものが好適である。その他、水素化チタンやボロン、トリシネート等を含むものも有利に適合する。また、その他に特開 2002— 362992号公報に開示のものが使用でき、特に限定されるものではな!/、。そしてかかる点火薬に接触させて発熱抵抗体である薄膜抵抗を配置す

[0049] また、本発明では、 SCBチップの上面に、あらかじめ点火薬組成物を塗布しておくこともできる。すなわち、薄膜抵抗の上面にスラリー状の点火薬をデイスペンスし、乾燥させる。この点火薬組成物は粉末状の点火薬を単に充填した場合に比べると点火薬と薄膜抵抗の接触が安定であるため、確実な点火と点火時間の短縮に有効に寄与する。

[0050] 参考のため、本発明に従うスクイブの全体を、図 10に断面で示す。

図 10中、番号 25が点火薬、 26が SCBチップ付きコンデンサのコンデンサ電極とへッダー金属部の短絡を防止するための絶縁用樹脂、そして 27がカップ体、 28が保護用樹脂カップである。

図 10中、番号 25が点火薬、 26が SCBチップ付きコンデンサの周りの空隙に充填した樹脂、そして 27がカップ体、 28が保護用樹脂カップである。

[0051] 次に、本発明の点火装置を用いたエアバッグ用ガス発生装置について説明する。

図 11に、エアバッグ用ガス発生装置の概念図を示す。同図に示したとおり、ェアバッグ用ガス発生装置 31は、その内部にスクイブ 32、ェンハンサー剤 33、ガス発生剤 34 、フィルター 35を有し、外部はガス発生剤 34の燃焼圧力に耐え得る外郭容器 36からなる。外郭容器 36には、発生したガスをエアバッグ側に放出するための孔 37が開けられている。

スクイブ 32が作動すると、スクイブ 32から発生する熱エネルギーでェンハンサー剤 3 3が燃焼し火炎および熱粒子を発生する。この火炎および熱粒子によりガス発生剤 34 が燃焼し、エアバッグを膨らませるためのガスが発生する。このガスは、エアバッグの外郭容器 36に開いた孔 37から外部に放出される力 S、このときフィルター 35を通過させることで燃焼したガス発生剤の残渣が捕集されると同時にガス自身が冷却される。

[0052] さらに、本発明の点火装置を用いたシートベルトプリテンショナ一用ガス発生装置について説明する。

図 12に、シートベルトプリテンショナ一用ガス発生装置（マイクロガスジェネレータ）の概念図を示す。同図に示したとおり、マイクロガスジェネレータ 41は、その内部にスクイブ 42とガス発生剤 43を有し、スクイブ 42はホルダーと呼ばれる基台 44に固定されている。さらにガス発生剤 43を格納するカップ体 45も、ホルダーに例えばカシメによつて固定された構造になっている。スクイブ 42が作動すると、スクイブ 42からの火炎および熱粒子により、カップ体 45内のガス発生剤 43が燃焼してガスが発生する。

[0053] 次に、中央制御ユニットによる制御要領について説明する。

図 13は、中央制御ユニット 110と、 4つのエアバッグモジュール 111a, 111b , 111c, 1 l idとを接続した LAN化されたエアバッグシステムの例を示したものである。 2つのェァバッグモジュール 11 lbと 111cは各々、例えばフロントエアバッグを膨張させるガス発生器を有することができ、他の 2つのエアバッグモジュール 11 laと 11 Idは各々、例えばサイドエアバッグを膨張させるガス発生器を有することができる。

[0054] これらモジュールの各々に含まれるガス発生器内に点火装置が収納されて!/、て、各点火装置は 2つの電極ピン 114, 115を有し、電極ピン 114が中央制御ュニット 110 に連絡された第 1の電気供給導電体 112に接続され、電極ピン 115が中央制御ュニット 110に連絡された第 2の電気供給導電体 113に接続されている。

[0055] 通常の動作状態、すなわち自動車が 1以上のエアバッグモジュール 111a, 111b, 11 lc, 11 Idを活性化することを求める特定の衝撃に巻き込まれていない時には、中央制御ユニット 110は定期的に該電気供給導電体 112, 113に低い強度の電流を与え、この電流は電極ピン 114と 115を介して 4つのエアバッグモジュール 11 la, 111b, 111c , 11 Idの各々に含まれる点火装置の電気エネルギー蓄積手段 (コンデンサー)に送られる。

[0056] 衝撃が生じて、例えばエアバッグ 111cを活性化することが望ましい場合には、中央制御ユニット 110は第 1の電気供給導電体 112にエアバッグモジュール 111cの点火装置のための点火コマンドを構成する特有の電気パルスの列を送る。この特有の電気ノルスの列は電極ピン 114と 115を介して各点火装置に送られる力エアバッグモジュール 111cの点火装置に含まれる相互通信手段のみがそのコマンドに反応して点火スイッチ手段と関連した電気エネルギー蓄積手段を活性化し、上述したように点火薬を起動せしめる。

[0057] もし、衝撃に続いて幾つかのエアバッグモジュール、例えばエアバッグモジュール 1 11a, 111bを活性化することが望ましい場合には、中央制御ユニット 110は、第 1の電気供給導電体 112にエアバッグモジュール 11 laと 11 lbの各々に含まれる点火装置のための特有の電気パルスの列を与える。 2つの点火装置の各々の動作は上述したとおりである。

Claims

請求の範囲

[1] カップ体と複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐへッダ一とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により点火薬を点火させる SCBチップをそなえ、該 SCBチップは基板とその上面に形成した薄膜抵抗からなり、該電極ピンに対し該 SCBチップの薄膜抵抗と電気的に並列に接続されたコンデンサを有するスクイブにおいて、該コンデンサを該ヘッダー上に載置すると共に、該コンデンサ上に該 SCBチップを直接載置し、該 SCBチップ上の薄膜抵抗と該コンデンサとが、該 SCBチップの基板に設けた電極を介して電気的に接続され、かつ該 SCBチップの大きさ力 S、コンデンサの大きさよりも小さ!/、ことを特徴とするスクイブ。

[2] 請求項 1にお!/、て、前記 SCBチップと前記コンデンサとの電気的接続手段が、ハンダまたは導電ペーストであること特徴とするスクイブ。

[3] 請求項 2において、前記 SCBチップの基板の上面と側面および/または底面とに、上面電極と側面電極および/または底面電極とを設け、前記コンデンサとの電気的接続力該側面電極および/または底面電極を介することを特徴とするスクイブ。

[4] 請求項 3において、前記側面電極がサイドスルーホール電極であることを特徴とするスタイプ'。

[5] 請求項 3において、前記上面電極と底面電極を前記基板内に設けた貫通電極で接続することを特徴とするスクイブ。

[6] 請求項 1ないし 5のいずれかにおいて、前記 SCBチップと前記電極ピンとの電気的接続が、 SCBチップが接続されたコンデンサ電極を介してハンダまたは導電ペーストで間接的に行われることを特徴とするスクイブ。

[7] 請求項 1ないし 5のいずれかにおいて、前記 SCBチップと前記電極ピンとの電気的接続が、前記薄膜抵抗の両端電極に接続されたワイヤーボンディングにより直接行われることを特徴とするスクイブ。

[8] 請求項 1ないし 7のいずれかにおいて、前記 SCBチップ付きコンデンサを載置する前記ヘッダーの領域を、前記 SCBチップ付きコンデンサの厚み分だけ下に穿ち、前記 SCBチップの高さレベルを前記 SCBチップ付きコンデンサを載置した領域を除く周りのヘッダーの高さレベルと等しくしたことを特徴とするスクイブ。

[9] 請求項 1ないし 8のいずれかに記載のスクイブを用いたエアバッグ用ガス発生装置

〇

[10] 請求項 1ないし 8のいずれかに記載のスクイブを用いたシートベルトプリテンショナ一用ガス発生装置。