MEMS 平面微起爆器的原位構(gòu)筑及性能

張 方，陳建華，王燕蘭，張 蕾，盧飛朋，韓瑞山，李少群

（陜西應(yīng)用物理化學(xué)研究所應(yīng)用物理化學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710061）

1 引言

微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro?Mechanical Systems，MEMS）微起爆器件［1］的原位構(gòu)筑是近期微型含能器件的研究熱點(diǎn)［2-3］。 微含能器件（Micro?energetics?on?a?chip）是MEMS火工品的重要組成部分。微含能器件以硅片等為載體，采用與MEMS 工藝相兼容的方法［4-5］，在芯片（Chip）上裝填微納結(jié)構(gòu)藥劑如起爆藥、點(diǎn)火藥等，以實(shí)現(xiàn)起爆、點(diǎn)火等功能。其制造方式基本采用MEMS工藝，與傳統(tǒng)火工品的制造方式有著本質(zhì)的區(qū)別。

由于體積微小，MEMS 微起爆器件所攜帶的起爆藥量極少［6］，因此對(duì)起爆藥提出了高能量輸出、低極限起爆藥量等要求；MEMS 微起爆器件要求藥劑的制備工藝與MEMS 工藝相兼容，以滿足高精密、高一致性裝藥等要求。疊氮化銅（Cu（N3）2，cupric azide，CA）［7］是目前能夠滿足MEMS微起爆器件需求的最有潛力的起爆藥。與傳統(tǒng)的疊氮化鉛（LA）、斯蒂芬酸鉛（LTNR）起爆藥相比，Cu（N3）2起爆太安的極限起爆藥量是LA 的1/6［7］，可極大地減少武器中攜帶的敏感藥劑的量。Cu（N3）2的猛度接近于疊氮化銀，稍大于疊氮化鉛［7］。同時(shí)Cu（N3）2不含Pb 等重金屬離子，屬于綠色起爆藥。更為重要的是，Cu（N3）2的合成及裝藥工藝采用的是一種“原位”方法［8-11］，即在指定的位置先構(gòu)造多孔結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體銅，前驅(qū)體多孔銅與疊氮酸（HN3）氣體發(fā)生氣固原位疊氮化反應(yīng)，生成Cu（N3）2起爆裝藥［12］。這一方法與MEMS 工藝相兼容，通過(guò)一定的器件設(shè)計(jì)，在器件的形成過(guò)程中構(gòu)造起爆裝藥，直接得到起爆器件［8］。

目前，Cu（N3）2裝藥的構(gòu)造方法主要包括電化學(xué)沉積法［13-14］、脫合金法［15］、陽(yáng)極氧化鋁（AAO）模板法［8］、納米碳復(fù)合法［16-18］等。電化學(xué)沉積法利用陰極析出的氫氣泡模板進(jìn)行電化學(xué)沉積，可快速簡(jiǎn)便地制備出三維多孔銅薄膜，但存在密度低、一致性差且易脫落等問(wèn)題［13］；脫合金法是將合金中的另一相采用化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕的方法去除，從而形成質(zhì)密且結(jié)構(gòu)均勻的三維納米孔結(jié)構(gòu)前驅(qū)體，但脫合金法的腐蝕深度有限難以獲得足夠的藥量，且多孔金屬結(jié)構(gòu)密度較高，需要很長(zhǎng)的疊氮化反應(yīng)時(shí)間甚至疊氮化不完全；陽(yáng)極氧化鋁（AAO）模板法結(jié)合電化學(xué)沉積模板技術(shù)可制備出具有極高垂直各向異性的金屬納米線結(jié)構(gòu)，疊氮化反應(yīng)后可獲得結(jié)晶度良好的正交晶系Cu（N3）2，且晶體具有（1 2 0）晶面的擇優(yōu)取向，對(duì)于從晶體取向角度研究含能材料的性能提供了十分有利的條件，但同時(shí)由于AAO 模板厚度及形貌的限制，該方法不易形成厚度超過(guò)50 μm 且在基底上具有一定附著力的銅膜。為了解決Cu（N3）2靜電感度的問(wèn)題，將其與納米碳材料復(fù)合是近期相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過(guò)金屬有機(jī)框架材料（MOFS）、氧化石墨烯等材料的碳化［19-20］，納米級(jí)的Cu 粒子均勻分布在碳骨架結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電的碳骨架形成了法拉弟籠［19］，可將累積的靜電導(dǎo)走，改善材料的靜電感度。但這類(lèi)方法在MEMS 起爆器件中的應(yīng)用尚未開(kāi)展研究。

微控直寫(xiě)技術(shù)［21］是通過(guò)在含能材料中加入適當(dāng)?shù)娜軇?、黏結(jié)劑和少量添加劑，配制成具有類(lèi)似墨水性質(zhì)的混合物，通過(guò)噴頭將墨水液滴沉積在基板上，形成裝藥。其中EDF?11（Explosive Development Facility formulation 11）直寫(xiě)炸藥墨水是快速成形技術(shù)應(yīng)用于含能材料領(lǐng)域的代表［22］?；谖⒖刂睂?xiě)的Cu（N3）2原位裝藥設(shè)計(jì)方法［23］，是將Cu（N3）2前驅(qū)體配制成墨水，在墨水中加入一定量的發(fā)泡劑，直寫(xiě)后在基板上形成多孔結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體，經(jīng)氣固原位疊氮化后形成起爆裝藥。目前，微控直寫(xiě)法是最適合用于MEMS 起爆器件的裝藥方法。

本研究采用原位構(gòu)筑的方法，設(shè)計(jì)并制作了一種MEMS 平面起爆器，其中起爆裝藥為基于微控直寫(xiě)法的Cu（N3）2。為減小器件的體積同時(shí)簡(jiǎn)化工藝，起爆器件的換能元與微裝藥腔體構(gòu)造在同一張硅片上，Ni/Cr 換能元的橋區(qū)部分構(gòu)造在微裝藥腔體的內(nèi)部。采用掃描電鏡、X 射線衍射等對(duì)裝藥進(jìn)行了表征，測(cè)試了起爆器件的電阻、發(fā)火感度、爆炸輸出等性能。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試劑與儀器

試劑：納米Cu 粉（300 nm，北京德科島金科技有限公司），聚乙烯醇（PVA1788，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司），乙基纖維素（分析純，上海精純生化科技股份有限公司），乙酸乙酯（分析純，西隴化工股份有限公司），異丙醇（分析純，西隴化工股份有限公司），十二烷基硫酸鈉（分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)），十二醇（分析純，上海國(guó)藥集團(tuán)），硬脂酸（分析純，西隴化工股份有限公司），疊氮化鈉（自制）。

儀器：Tektronix PWS4602 直流電源（美國(guó)），TES?CAN VEGA TS5136XM 掃描電子顯微鏡（捷克），NETZSCH DSC204F1 差示掃描量熱儀（德國(guó)），OX?FORD INCA 300 X?ray 能量色散譜儀（英國(guó)），BRUK?ER D8 X 射線衍射儀（德國(guó)），F(xiàn)LIR SC3000 紅外熱成像儀（美國(guó)），SHOTMASTER?300Ωx 氣動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)（中國(guó)），Thorlabs DET10A Operating Manual?High Speed Sil?icon Photo Detector（America）。

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

多孔直寫(xiě)前驅(qū)體的制備（圖1）：將聚乙烯醇與水混合，在75～90 ℃水浴中加熱攪拌至聚乙烯醇全部溶解，作為黏結(jié)劑溶液Ⅰ；將乙基纖維素與乙酸乙酯或者異丙醇分別混合攪拌至全部溶解后，分別作為黏結(jié)劑溶液Ⅱ；將黏結(jié)劑溶液Ⅰ分別與黏結(jié)劑溶液Ⅱ以一定比例配制油墨黏結(jié)體系。將一定量發(fā)泡劑十二烷基硫酸鈉和十二醇加入制備好的油墨黏結(jié)體系中，發(fā)泡助劑在多孔金屬前驅(qū)體油墨中的質(zhì)量占比約5%；將裝有多孔金屬前驅(qū)體油墨的針筒接入SHOTMASTER?300Ωx型三維微控直寫(xiě)平臺(tái)，按照設(shè)定好的程序執(zhí)行操作，即可將多孔金屬前驅(qū)體油墨在任意形狀裝藥腔內(nèi)進(jìn)行書(shū)寫(xiě)。同時(shí)，鑒于微起爆器與其它組件之間的界面匹配，需要油墨干燥后能夠方便地從基底上剝離而不影響成型質(zhì)量，油墨可書(shū)寫(xiě)在光滑的晶圓表面。

圖1 前驅(qū)體墨水的配制及直寫(xiě)過(guò)程示意圖Fig.1 Preparation and direct?writing of precursor ink

原位金屬疊氮化反應(yīng)：以硬脂酸和NaN3為原料生成HN3氣體，HN3氣體與裝藥腔內(nèi)的多孔金屬前驅(qū)體油墨發(fā)生氣?固原位疊氮化反應(yīng)，生成金屬疊氮化物。HN3氣體由NaN3與硬脂酸混合加熱制得。將反應(yīng)物硬脂酸和NaN3倒入250 mL 三口圓底燒瓶。攪拌下緩慢通入N2氣。在油浴中加熱反應(yīng)體系至120 ℃，保溫24 h。生成的HN3氣體不斷通過(guò)納米多孔銅并發(fā)生反應(yīng)，生成納米多孔銅疊氮化物［12］。

合成反應(yīng)：

起爆器件的MEMS 工藝：在硅片上濺射200 nm氮化硅，作為硅基底和Ni/Cr 合金薄膜之間黏接層，同時(shí)作為熱絕緣層；濺射N(xiāo)i/Cr 合金，厚度約900 nm，光刻后形成Ni/Cr 微結(jié)構(gòu)換能元；濺射Au，厚度200～500 nm，光刻后在換能元上形成焊盤(pán)；ICP 刻蝕，深度400 μm，形成通孔裝藥腔；在裝藥腔中直寫(xiě)Cu（N3）2前驅(qū)體；氣固原位疊氮化，形成Cu（N3）2起爆器件。

起爆器件的構(gòu)造過(guò)程示意圖如圖2 所示。

圖2 微起爆器件的MEMS 制作過(guò)程Fig.2 Schematic diagram of the MEMS process of the copper azide detonator

3 結(jié)果與討論

3.1 器件及Ni/Cr 換能元的MEMS 加工

采用上述器件制造工藝流程得到的平面微起爆器及Ni/Cr 換能元如圖3 所示。從放大的平面微起爆器掃描電鏡照片顯示的細(xì)節(jié)可以看出，采用上述器件構(gòu)造工藝流程，換能元各層金屬膜之間、金屬膜與刻蝕通孔之間界線十分清晰，刻蝕邊緣平整。通孔裝藥腔直徑2 mm，深度400 μm。

Ni/Cr（80/20）合金是一種良好的電阻材料，電阻率約為100 Ω·m，具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性。在氣固原位疊氮化反應(yīng)過(guò)程中，Ni/Cr 合金與HN3氣體不反應(yīng)，非常適于用作平面微起爆器的換能元材料。如圖3 所示，橋區(qū)尺寸為0.15 mm×0.15 mm，橋區(qū)部分伸入裝藥腔體的長(zhǎng)度約為0.7 mm。對(duì)整張硅片上的各單元進(jìn)行電阻測(cè)量，電阻均在3.9～4.3 Ω 之間，器件電阻一致性高。

圖3 平面微起爆器及Ni/Cr 換能元Fig.3 The MEMS devices and Ni/Cr heater

采用如圖4 所示的裝置，測(cè)試換能元的點(diǎn)火性能。其中點(diǎn)火電源為33 μF 固體電容，放電開(kāi)關(guān)采用水銀開(kāi)關(guān)。測(cè)試結(jié)果分別如圖5 和圖6 所示。微橋通電后，微橋受熱的部分為端部整個(gè)區(qū)域，不局限于橋區(qū)的位置（圖5b）。Ni/Cr 合金膜表面的Au 層因?yàn)镹i/Cr 微電阻的加熱被燒蝕。因此，設(shè)計(jì)時(shí)考慮將橋區(qū)部分放大至前端整個(gè)區(qū)域，可使加熱區(qū)域更大。圖6 為Ni/Cr換能元的伏安曲線及時(shí)間?能量曲線，將測(cè)得的電流與電壓相乘，對(duì)功率?時(shí)間曲線進(jìn)行積分，即可得到每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的能量輸出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Ni/Cr 換能元的作用時(shí)間為8.44 μs，發(fā)火能量為0.33 mJ。

圖4 換能元點(diǎn)火性能測(cè)試裝置Fig.4 The schematic diagram of ignition device

圖5 Ni/Cr 換能元點(diǎn)火前后表面變化Fig.5 The Ni/Cr heater surface before and after ignition

圖6 Ni/Cr 換能元的作用時(shí)間及點(diǎn)火能量Fig.6 The ignition delay time and initiation energy of Ni/Cr heater

圖7 為Ni/Cr 換能元在直流激勵(lì)條件下的紅外熱波圖譜。其中，圖7b1 和圖7c1 分別是3 V 和5 V 直流激勵(lì)條件下?lián)Q能元的顯微照片，圖7b2 和圖7c2 分別為換能元橋區(qū)不同位置在直流條件下溫度隨時(shí)間的變化曲線。

直流激勵(lì)條件下，換能元將電能轉(zhuǎn)換為焦耳熱，橋區(qū)溫度升高，并將能量以熱傳導(dǎo)等方式傳遞給基底和金屬焊盤(pán)，使基底和焊盤(pán)溫度升高，通過(guò)基底和焊盤(pán)表面向周?chē)?，?dāng)橋區(qū)產(chǎn)生的焦耳熱與散失的熱量相等時(shí)，橋區(qū)溫度保持不變，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)傳熱階段（圖7b1、圖7c1）。隨著激勵(lì)電流的增大，熱積累進(jìn)一步增加，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)平衡溫度值出現(xiàn)階躍或平衡狀態(tài)不穩(wěn)定情況（圖7b2、圖7c2）。因此，Ni/Cr 換能元在輸入電壓為3 V 時(shí)為穩(wěn)態(tài)傳熱，當(dāng)輸入電壓升至5 V 時(shí)為非穩(wěn)態(tài)傳熱。兩種直流激勵(lì)條件下，橋區(qū)均未發(fā)性熔斷，說(shuō)明通過(guò)橋區(qū)的溫度未達(dá)到材料的熔點(diǎn)。另外從溫度?時(shí)間曲線中可以看出，橋區(qū)頂端溫度明顯高于兩側(cè)溫度。

圖7 Ni/Cr 微橋紅外熱波圖譜Fig.7 The infrared thermal spectrum of Ni/Cr heater

Ni/Cr 換能元構(gòu)造在硅基底上，而硅材料并不是一種良好的絕熱材料，其導(dǎo)熱率為149 W·mK-1，具有一定的導(dǎo)熱性，會(huì)將換能元通電后產(chǎn)生的熱量導(dǎo)走，從而損失一部分能量，因而造成上述的響應(yīng)特性及熱積累過(guò)程。

3.2 Cu(N3)2裝藥及表征

將裝有前驅(qū)體墨水的針筒接入三維微控直寫(xiě)平臺(tái)，按照設(shè)定好的程序執(zhí)行操作，在微裝藥腔體內(nèi)寫(xiě)入前驅(qū)體墨水，書(shū)寫(xiě)時(shí)墨水覆蓋微橋換能元。干燥后形成書(shū)寫(xiě)前驅(qū)體的器件，如圖8 所示。由于發(fā)泡劑的作用，直寫(xiě)出的前驅(qū)體呈三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙約為5～10 μm，孔隙分布均勻，孔隙率由前驅(qū)體墨水中的發(fā)泡劑含量和攪拌時(shí)間控制。另外在配方中加入穩(wěn)泡劑，可使前驅(qū)體中的氣泡穩(wěn)定而不消泡。成型后的前驅(qū)體表面平整規(guī)則，且因配方中黏結(jié)劑的存在使書(shū)寫(xiě)出的多孔薄膜具有一定的強(qiáng)度以及與裝藥腔體側(cè)壁間的附著力。前驅(qū)體Cu 顆粒充滿在微裝藥腔體內(nèi)，與腔體通孔邊緣結(jié)合緊密基本無(wú)縫隙，保證每一發(fā)器件的一致性。另外，器件的微裝藥腔體采用通孔設(shè)計(jì)，前驅(qū)體在腔體內(nèi)干燥后能夠自然形成與腔體結(jié)合良好的自支撐膜，即微裝藥不需要基底，為微起爆器的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的靈活度。

圖8 書(shū)寫(xiě)前驅(qū)體的MEMS 器件Fig.8 MEMS device with written precursor

圖9 為一組采用微控直寫(xiě)法裝藥的MEMS 微起爆器的裝藥參數(shù)。在微起爆器的通孔中直寫(xiě)前驅(qū)體，干燥后起爆器前驅(qū)體裝藥直徑2 mm，厚度400 μm，10發(fā)起爆器前裝體裝藥量平均值3.10 mg，疊氮化后起爆裝藥量平均值5.18 mg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.1%和2.6%，說(shuō)明裝藥一致性較高。因此，微控直寫(xiě)裝藥對(duì)基底沒(méi)有特殊要求，書(shū)寫(xiě)出的前驅(qū)體結(jié)構(gòu)孔隙結(jié)構(gòu)有利于后期的氣固疊氮化，油墨配方中的黏結(jié)劑有利于裝藥結(jié)構(gòu)與基底之間的附著，是一種精度高、通用性強(qiáng)的方法。

圖9 平面微起爆器裝藥均一性Fig.9 The charge mass uniformity of MEMS detonators

前驅(qū)體的三維多孔結(jié)構(gòu)可促進(jìn)其充分與HN3氣體接觸并發(fā)生疊氮化反應(yīng)，生成疊氮化物起爆藥。疊氮化后材料整體結(jié)構(gòu)尺寸和孔隙分布沒(méi)有太大變化（圖10），單個(gè)晶粒由圓粒狀生長(zhǎng)成海膽狀的Cu（N3）2。經(jīng)XRD 表征顯示（圖11a），多孔直寫(xiě)前驅(qū)體經(jīng)疊氮化后主要生成CuN3和Cu（N3）2起爆藥。黏結(jié)劑在前驅(qū)體墨水配方中的含量約為8%左右，在氣固疊氮化過(guò)程中不參與疊氮化反應(yīng)。DSC 測(cè)試表明，在207.35 ℃有一個(gè)尖銳的放熱峰（圖11b）。關(guān)于直寫(xiě)過(guò)程對(duì)疊氮化的影響以及產(chǎn)物Cu（N3）2更詳盡的表征，參考文獻(xiàn)［23］。

圖10 起爆裝藥疊氮化前后的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.10 SEM images of copper azide before and after azidation

圖11 Cu（N3）2的XRD、DSC 圖譜Fig.11 XRD spectra and DSC curve of copper azide

3.3 起爆器件性能

為了測(cè)試微起爆器的性能，設(shè)計(jì)了一種用于其電爆炸測(cè)試的裝置。該裝置分為上、下兩層。上層包括兩個(gè)測(cè)試針孔，用來(lái)插入兩根平行豎直的彈簧測(cè)試針，一個(gè)裝藥孔，用來(lái)裝入CL?20藥柱，以及4個(gè)定位螺孔。起爆器置于下層定位槽，上、下層對(duì)準(zhǔn)裝配，此時(shí)，彈簧測(cè)試針的兩個(gè)端頭正好分別壓在換能元的兩個(gè)焊盤(pán)上，同時(shí)CL?20裝藥與起爆器件上的起爆裝藥對(duì)準(zhǔn)。將兩根彈簧測(cè)試針接入起爆電路，即可對(duì)微起爆器進(jìn)行電爆炸測(cè)試。

將Cu（N3）2微起爆器按圖13 所示與電爆炸測(cè)試裝置裝配，采用電容放電裝置，100 μF 電容，采用蘭利法［24］測(cè)試其電發(fā)火感度。微起爆器樣本數(shù)量24發(fā)，平均電阻4 Ω。結(jié)果表明，微起爆器的50%發(fā)火電壓為14.29 V，標(biāo)準(zhǔn)差為0.49 V，說(shuō)明微起爆器一致性良好。接下來(lái)測(cè)試微起爆器起爆下一級(jí)裝藥CL?20 的能力。微起爆器采用100 μF 電容，發(fā)火電壓30 V，CL?20 炸藥粒度100～200 nm，裝藥量15 mg，裝藥密度1.6 g·cm-3，裝藥直徑2 mm。CL?20 藥柱經(jīng)起爆器起爆后，在鋁板上形成明顯的凹痕，直徑近3 mm，大于CL?20 藥柱直徑。說(shuō)明微起爆器能夠完全起爆CL?20 炸藥。

圖12 電爆炸測(cè)試裝置Fig.12 Electric explosion test device

圖13 微起爆器爆炸性能測(cè)試Fig.13 Explosion performance tests for the micro detonator

4 結(jié)論

（1）微起爆器Ni/Cr 換能元電阻為3.9～4.3 Ω，器件電阻一致性高。換能元的作用時(shí)間為8.44 μs，發(fā)火能量為0.33 mJ。輸入電壓為3 V 時(shí)換能元為穩(wěn)態(tài)傳熱，當(dāng)輸入電壓升至5 V 時(shí)為非穩(wěn)態(tài)傳熱。兩種直流激勵(lì)條件下，橋區(qū)均未發(fā)性熔斷。硅材料具有一定的導(dǎo)熱性，在同樣的橋形結(jié)構(gòu)和尺寸下，硅片上換能元組件需要更大的能量才能引發(fā)始發(fā)裝藥，降低了換能元的效率，對(duì)于超低能輸出還有待優(yōu)化。但硅加工工藝精度高、一致性強(qiáng)。同時(shí)硅不與HN3氣體反應(yīng)，在裝藥的直寫(xiě)和疊氮化過(guò)程中具有相當(dāng)好的穩(wěn)定性，在換能元、微裝藥腔體以及微裝藥的協(xié)同設(shè)計(jì)中，硅加工工藝具有十分優(yōu)異的工藝適配性。

（2）直寫(xiě)前驅(qū)體呈三維多孔結(jié)構(gòu)，孔隙約為5～10μm，孔隙大小和分布均勻。前驅(qū)體疊氮化后藥量平均值5.18 mg，質(zhì)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.6%。說(shuō)明裝藥一致性較高。黏結(jié)劑在前驅(qū)體墨水配方中的含量約為8%，在氣固疊氮化過(guò)程中不參與疊氮化反應(yīng)。采用微控直寫(xiě)法結(jié)合氣固原位疊氮化法構(gòu)造起爆裝藥，通用性強(qiáng)，不需使用高溫、溶液等處理方式，對(duì)基底沒(méi)有特殊要求。由于前驅(qū)體配方中加入了發(fā)泡劑，使前驅(qū)體墨水干燥后形成三維多孔結(jié)構(gòu)，而多孔結(jié)構(gòu)對(duì)于氣固疊氮化反應(yīng)是必要條件。這種起爆藥的裝藥方法不需要壓制，保證了微起爆器在制作過(guò)程中的安全性。前驅(qū)體墨水干燥后能夠在通孔裝藥腔中形成平整的裝藥，保證每一發(fā)試樣的一致性，對(duì)控制起爆器精度十分有利。

（3）微起爆器的50%發(fā)火電壓為14.29 V，標(biāo)準(zhǔn)差為0.49 V。采用100 μF 電容，發(fā)火電壓30 V 下，微起爆器能夠完全起爆CL?20 炸藥。微裝藥腔體的通孔設(shè)計(jì)為起爆器與下一級(jí)裝藥之間的匹配帶來(lái)很大的靈活性，同時(shí)前驅(qū)體墨水配方干燥后能夠在通孔內(nèi)形成自支撐的裝藥，這是墨水配方設(shè)計(jì)中需要考慮的因素。換能元與微裝藥的平面化設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化微起爆器的結(jié)構(gòu)和制作工藝，減小微起爆器的體積。通過(guò)改變裝藥腔直徑和厚度，可控制每一發(fā)起爆器的藥量，進(jìn)而獲得不同的能量輸出。

今后下述工作還需進(jìn)一步開(kāi)展：細(xì)化起爆器的裝藥結(jié)構(gòu)，以獲得不同結(jié)構(gòu)裝藥對(duì)于起爆器能量輸出的影響；改變換能組件的結(jié)構(gòu)和襯底材料，獲得起爆器的引發(fā)規(guī)律；測(cè)試微起爆器的環(huán)境適應(yīng)性，進(jìn)一步優(yōu)化起爆器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。