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DE19940200A1 - Pyrotechnical ignition system with integrated ignition circuit has component with flat outer surface(s) that is non-conducting in at least some areas acting as bearer for other components - Google Patents

Pyrotechnical ignition system with integrated ignition circuit has component with flat outer surface(s) that is non-conducting in at least some areas acting as bearer for other components

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Publication number
DE19940200A1
DE19940200A1 DE1999140200 DE19940200A DE19940200A1 DE 19940200 A1 DE19940200 A1 DE 19940200A1 DE 1999140200 DE1999140200 DE 1999140200 DE 19940200 A DE19940200 A DE 19940200A DE 19940200 A1 DE19940200 A1 DE 19940200A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ignition
circuit
ignition system
capacitor
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE1999140200
Other languages
German (de)
Inventor
Richard Baur
Guenter Fendt
Hermann Kueblbeck
Horst Laucht
Alfons Woehrl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
TRW Airbag Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG, TRW Airbag Systems GmbH filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE1999140200 priority Critical patent/DE19940200A1/en
Priority to EP00117419A priority patent/EP1078825B1/en
Priority to DE50014523T priority patent/DE50014523D1/en
Priority to US09/645,260 priority patent/US6591754B1/en
Publication of DE19940200A1 publication Critical patent/DE19940200A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

The system has several components electrically interconnected via a conducting track structure (2) with a housing (4,5) and an ignition device for ignition by an ignition voltage, which ignites a pyrotechnic drive charge, whereby the ignition voltage is generated and/or stored and/or switched by the components. One component (1) has at least one flat outer surface that is non-conducting in at least some areas acting as a bearer element for the other components (3), which are mounted on its surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Zündsystem mit integrierter Zündschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pyrotechnic ignition system with an integrated Ignition circuit according to the preamble of claim 1.

Pyrotechnische Zündsysteme dienen insbesondere zur Auslösung von In­ sassenrückhalteeinrichtungen, können aber grundsätzlich auch auf mili­ tärischem Gebiet oder im Bergbau eingesetzt werden. Durch Freisetzung von Energie durch den Zünder wird eine pyrotechnische Treibladung ange­ zündet. Die Energie wird dabei elektrisch in Form einer Zündspannung zuge­ führt, die durch elektrische Bauelemente erzeugt und/oder gespeichert wird.Pyrotechnic ignition systems are used in particular to trigger In seat restraint systems, but can in principle also be used on mili field or in mining. By release a pyrotechnic propellant charge is generated by energy from the igniter ignites. The energy is supplied electrically in the form of an ignition voltage leads, generated and / or stored by electrical components becomes.

Ein solches Zündsystem ist bspw. aus der DE 37 17 149 C3 bekannt und wird dort als Sprengzünder-Zündelement bezeichnet. Auch in diesem Fall werden elektrische Bauelemente, insbesondere ein elektronischer Schaltkreis ein­ gesetzt, der eine Überspannungsschutzeinrichtung, eine Kommunikations­ einrichtung, ein Zeitgeber- und Sperrschaltkreis sowie ein Selbsttestmodul enthält. Zur Energiespeicherung dient ein Zündkondensator, der aufgrund seiner großen Größe nicht in den Schaltkreis integriert ist, sondern als ein getrenntes Bauteil ausgeführt wird.Such an ignition system is known, for example, from DE 37 17 149 C3 referred to there as the detonator ignition element. In this case too electrical components, in particular an electronic circuit set of a surge protection device, a communication device, a timer and lockout circuit and a self-test module contains. An ignition capacitor is used for energy storage its large size is not integrated into the circuit, but as one separate component is executed.

Bei Zündsystemen mit integrierten Zündschaltungen ohne Zünd­ kondensator, wie sie beispielsweise der DE 196 53 115 A1 sowie dem Artikel von Willis, K: An introduction to semiconductor initiation of electro- explosive devices, in: 2. internat. symposium on sophisticated car occupant safety systems, airbag 2000, Karlsruhe 1994, S. 42-1 bis 42-9 vorgestellt sind, muß die Zündenergie zum Zeitpunkt der Auslösung der im Zündsystem inte­ grierten Schaltung zugeführt werden, wodurch die verfügbare Zünd­ energie, die Auslösegeschwindigkeit und Auslösesicherheit herabgesetzt ist.For ignition systems with integrated ignition circuits without an ignition capacitor, as described, for example, in DE 196 53 115 A1 and the article by Willis, K: An introduction to semiconductor initiation of electro-explosive devices, in: 2nd international symposium on sophisticated car occupant safety systems , airbag 2000, Karlsruhe 1994 , pp. 42-1 to 42-9 are presented, the ignition energy must be supplied at the time of triggering the integrated circuit in the ignition system, whereby the available ignition energy, the release speed and release safety is reduced.

Die Patentanmeldungen DE 198 36 280 und DE 198 36 278 beschreiben eben­ falls eine ansteuerbare Anzündeinheit mit integrierter Elektronik zum Auslösen eines Rückhaltesystems sowie ein pyrotechnisches Anzünd­ element, wobei dort Gegenstand der Anmeldung die Abschirmung der Schaltung vor den Einflüssen der Explosion ist. Die Schaltung ist dabei jeweils auf einem Leiterplattenträgerelement angeordnet. The patent applications DE 198 36 280 and DE 198 36 278 just describe if a controllable ignition unit with integrated electronics for Triggering a restraint system and a pyrotechnic ignition element, the subject of the application being the shielding of the Circuit before the effects of the explosion is. The circuit is included each arranged on a circuit board support element.  

Die DE 196 53 115 A1 stellt eine Zündeinheit zum Zünden eines pyrotech­ nischen Treibsatzes vor, bei dem neben einem elektrisch zündbaren Zünder auch ein Zündenergiespeicher sowie eine Verriegelungseinheit gemeinsam auf einem Halbleiterchip integriert ist, wobei die Verriegelungseinheit auf­ grund eines Entriegelungssignals die Entladung des Energiespeichers über den Elektrozünder bewirkt. Die Energiespeicherung mittels Halbleiter­ kondensatoren ist jedoch zumindest für eine Reihe von Zündern nicht aus­ reichend.DE 196 53 115 A1 provides an ignition unit for igniting a pyrotech African propellant charge, in addition to an electrically ignitable detonator also an ignition energy storage and a locking unit in common is integrated on a semiconductor chip, with the locking unit on due to an unlocking signal the discharge of the energy storage causes the electric igniter. Energy storage using semiconductors capacitors, however, is not out for at least a number of detonators reaching.

Die Integration elektrischer Bauelementen in ein pyrotechnisches Anzünd­ element ist auch Gegenstand der DE 196 10 799 C1, wobei dort aus einem Metallband eine Leiterbahnstruktur ausgestanzt und dreidimensional ge­ bogen wird, diese Leiterbahnen mit einem quaderförmigen Trägerkörper umspritzt werden, wobei in Aussparungen im Trägerkörper nachfolgend Bauelemente eingesetzt werden können, die mit den Leiterbahnen ver­ bunden werden. Der großräumige Zündenergiekondensator wird dabei in einem Hohlraum innerhalb des Trägerkörpers platzsparend verstaut. Ebenso ist eine integrierte Schaltung zur Auslösung vorgesehen. Danach wir die Bau­ gruppe durch ein Gehäuse umschlossen. Der Aufwand für die Herstellung eines solchen Anzündelements und die Störanfälligkeit aufgrund der filigranen Bauweise ist enorm.The integration of electrical components in a pyrotechnic ignition element is also the subject of DE 196 10 799 C1, where there is one Metal tape punched out a conductor track structure and three-dimensional ge is bent, these conductor tracks with a cuboid support body are overmolded, with subsequent recesses in the carrier body Components can be used that ver with the conductor tracks be bound. The large-scale ignition energy capacitor is in a space is stowed in a space-saving manner within the carrier body. As well an integrated circuit for triggering is provided. After that we do the construction group enclosed by a housing. The effort for the production of such an igniter and the susceptibility to failure due to filigree construction is enormous.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein weiteres pyrotechnisches Zünd­ system mit integrierten Zündschaltung vorzustellen, welches sehr platz­ sparend und zudem einfach und kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is therefore a further pyrotechnic ignition system with integrated ignition circuit, which is very space is economical and also easy and inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüche zu entnehmen.This object is achieved through the characteristic features of the patent claim 1 solved. Advantageous further developments are the subclaims refer to.

Grundgedanke der Erfindung ist es, unmittelbar auf einer ebenen Außen­ fläche der Kondensatoranordnung die weiteren Bauelemente, insbesondere den Schaltkreis der Zündschaltung, anzuordnen. Durch diese Lösung entfällt ein sonst üblicherweise in Form einer Leiterplatte vorgesehenes oder in der DE 196 10 799 C1 quaderförmig ausgebildetes zusätzliches Trägerelement, wodurch neben der Materialeinsparung insbesondere auch der Platzbedarf reduziert wird. Dies reduziert den Platz- und Materialbedarf, vereinfacht die Fertigung und erhöht so die Zuverlässigkeit. The basic idea of the invention is directly on a flat exterior area of the capacitor arrangement, the other components, in particular to arrange the circuit of the ignition circuit. This solution eliminates an otherwise usually provided in the form of a printed circuit board or in the DE 196 10 799 C1 cuboidal additional support element, which, in addition to saving material, in particular also requires space is reduced. This reduces the space and material requirements, simplifies the Manufacturing and thus increases reliability.  

Die weiteren Bauelemente, insbesondere der Schaltkreis, können einfach und sicher auf der Kondensatoranordnung befestigt werden, beispielsweise aufgeklebt werden, wobei zudem eine direkte elektrische Verbindung zwischen beiden möglich ist.The other components, in particular the circuit, can be simple and securely attached to the capacitor assembly, for example be stuck on, whereby also a direct electrical connection between the two is possible.

Auf der Oberseite des Schaltkreises sind Kontaktzonen ausgeformt, an denen der Schaltkreis über eine Leiterbahnstruktur mit äußeren An­ schlüssen verbunden ist. Die Kondensatoranordnung kann entweder durch weitere Kontaktzonen auf der Oberseite des Schaltkreises oder durch Kontaktzonen auf der Unterseite des Schaltkreises angeschlossen sein.Contact zones are formed on the top of the circuit to which the circuit has a conductor structure with external connections conclusions is connected. The capacitor arrangement can either by additional contact zones on the top of the circuit or through Contact zones on the underside of the circuit.

Die Leiterbahnstruktur kann in einfacher Weise durch metallische Einlege­ teile im Gehäuse ausgebildet sein oder am Gehäuse oder auf selbst nicht leitenden Außenflächen der Kondensatoranordnung aufgedampft, abgeschieden oder aufgeklebt werden.The conductor track structure can be easily inserted through metallic insertion parts be formed in the housing or on the housing or not itself evaporated conductive outer surfaces of the capacitor arrangement, be deposited or glued on.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert.The invention is described below using exemplary embodiments and Figures explained in more detail.

Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:

Fig. 1 Explosionsdarstellung von einer Baugruppe mit einer Konden­ satoranordnung mit darauf abgeschiedenen Leitbahnen und Bauelementen sowie dem Gehäuse Fig. 1 exploded view of an assembly with a condenser arrangement with condensers and components deposited thereon and the housing

Fig. 2 Oberseite der Kondensatoranordnung sowie die darauf angeordneten Leitbahnen, Schaltkreise und Zündschicht Fig. 2 top of the capacitor arrangement and the interconnects, circuits and ignition layer arranged thereon

Fig. 3 Unterseite der Kondensatoranordnung mit Kontaktzonen zum Gehäuseunterteil Fig. 3 bottom of the capacitor assembly with contact zones to the lower housing part

Fig. 4 Schnitt durch eine Ausgestaltung mit Zündschicht auf der Oberfläche des Zündkondensators Fig. 4 section through an embodiment with ignition layer on the surface of the ignition capacitor

Fig. 5 Schnitt durch eine Ausgestaltung mit Zündschicht auf der Oberfläche des integrierten Schaltkreises Fig. 5 section through an embodiment with an ignition layer on the surface of the integrated circuit

Fig. 6 Pyrotechnisches Zündsystem mit einer Kondensator­ anordnung in einem Gehäuse, auf dieser montiert ein Schalt­ kreis sowie mit einem Gehäuse mit eingespritzten Einlege­ teilen skizzenhaft teilweise aufgeschnitten Fig. 6 pyrotechnic ignition system with a capacitor arrangement in a housing, mounted on this a circuit and with a housing with injected insert parts partially cut out sketchy

Fig. 7 Explosionsdarstellung der Ausgestaltung gemäß der Fig. 6 Fig. 7 exploded view of the embodiment according to the Fig. 6

Fig. 8 Explosionsdarstellung einer weiteren Ausgestaltung ebenfalls mit einer durch Einlegeteile gebildeten Leiterbahnstruktur Fig. 8 exploded view of a further embodiment also with a plane formed by inserts wiring pattern

Fig. 9 skizzenhafte Darstellung einer komplettierten Baugruppe mit Steckerkontaktbereich mit Visualisierung des darin an­ geordneten pyrotechnischen Zündsystems Fig. 9 sketchy representation of a completed assembly with a plug contact area with visualization of the pyrotechnic ignition system arranged therein

Jede der in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen weist grundsätzlich folgende Grundkomponenten auf, eine Kondensatoranordnung 1, ins­ besondere einen Zündkondensator, eine Leiterbahnstruktur 2, Bau­ elemente, insbesondere einen Schaltkreis 3, ein Gehäuseunterteil 4, ein Gehäuseoberteil 5, eine Zündschicht 6 sowie eine Treibladung 7. Die Grund­ komponenten wurden in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen und Details dieser Grundkomponenten im allgemeinen durch Ergänzung einer weiteren Ziffer bezeichnet.Each of the configurations shown in the figures basically has the following basic components, a capacitor arrangement 1 , in particular an ignition capacitor, a conductor track structure 2 , construction elements, in particular a circuit 3 , a lower housing part 4 , an upper housing part 5 , an ignition layer 6 and a propellant charge 7 . The basic components have been provided with the same reference numerals in all figures and details of these basic components are generally designated by adding another number.

Die Fig. 1 zeigt zerlegt ein pyrotechnisches Zündsystem, wie es bspw. für den Einsatz in Gasgeneratoren von Insassenschutzsystemen vorgesehen ist. Das pyrotechnische Zündsystem besteht aus einer Zündschaltung bestehend aus einer Kondensatoranordnung 1, insbesondere dem Zünd­ kondensator, Leitbahnen 2, einem Schaltkreis 3 und einer Zündschicht 6, an der durch Einprägen von elektrischer Energie ein Anzünden der separat dargestellten Treibladung 7 des Anzünders bewirkt wird. Fig. 1 shows a disassembled pyrotechnic ignition system, as for example, is intended for use in gas generators of occupant protection systems. The pyrotechnic ignition system consists of an ignition circuit consisting of a capacitor arrangement 1 , in particular the ignition capacitor, interconnects 2 , a circuit 3 and an ignition layer 6 , on which ignition of the separately shown propellant charge 7 of the igniter is effected by impressing electrical energy.

Als Trägerelement für die Zündschaltung dient die Kondensatoranordnung 1 mit wenigstens einer der ebenen, selbst nicht leitfähigen Außenflächen 11, 12, 13, wobei in diesem Ausführungsbeispiel neben den Bauelementen auch die Leitbahnstruktur 2 auf den Außenfläche(n) 11, 12, 13 angeordnet ist. Es wird gerade die Kondensatoranordnung 1 als Trägerelement verwendet, da gerade diese üblicherweise ebene, nicht leitfähige Außenflächen 11, 12, 13 und die größten Abmaße aller Bauelemente aufweist. Zudem wird eine solche Kondensatoranordnung 1 häufig aus dielektrischen Material, bspw. Keramik - Plattenkondensator ausgeführt, auf dem besonders einfach die Leitbahnen 2 in bekannter Dick- oder Dünnfilmtechnik oder auch durch Aufdampfen aufgebracht werden können.The capacitor arrangement 1 with at least one of the flat, even non-conductive outer surfaces 11 , 12 , 13 serves as the carrier element for the ignition circuit, in this exemplary embodiment, in addition to the components, the interconnect structure 2 is also arranged on the outer surface (s) 11 , 12 , 13 . The capacitor arrangement 1 is currently being used as the carrier element, since this usually has flat, non-conductive outer surfaces 11 , 12 , 13 and the largest dimensions of all components. In addition, such a capacitor arrangement 1 is often made of dielectric material, for example ceramic-plate capacitor, on which the interconnects 2 can be applied particularly easily using known thick or thin film technology or also by vapor deposition.

Indem die Kondensatoranordnung 1 bestehend zumindest aus dem Zündkondensator als Trägerelement für die anderen Bauelemente 3 und die Leitbahnen 2 verwendet wird, entsteht eine äußerst kompakte und kleine Baugruppe, wie Fig. 1 bereits erkennen läßt. By using the capacitor arrangement 1 consisting at least of the ignition capacitor as a carrier element for the other components 3 and the interconnects 2 , an extremely compact and small assembly is created, as can be seen in FIG. 1.

Dieses Zündsystem wird von einem zweiteiligen Gehäuse 4, 5 umschlossen, wobei das Gehäuseunterteil 4 neben Fügehilfselementen 44 mit dem Gehäuseoberteil 5 eine Aufnahmekammer 41 für die Baugruppe und in diesem Ausführungsbeispiel kontaktzungenförmige Kontaktelemente 42 aufweist, über die das Zündsystem mit einem Anschlußkabel 43 verbindbar ist. Dazu weist die Kondensatoranordnung 1 auf der Unterseite 12 Kontakt­ zonen 26 auf, die in Fig. 3 gezeigt werden. Hervorzuheben ist, daß die Kontaktelemente 42 damit direkt die aus der Leiterbahnstruktur ausge­ formten Kontaktzonen 26 kontaktieren, es also keiner Stecker-Buchsen- Verbindungen oder ähnliches bedarf. Die Kontaktelemente 42 werden dabei druckdicht im Gehäuseunterteil 4 eingeschweißt bzw. von diesem um­ spritzt. Bevorzugt ist auch, daß das Zündsystem vom Gehäuse 4, 5 druckdicht umschlossen wird, indem es maßgenau in die Aufnahmekammer 41, 57 des Gehäuses 4, 5 eingefügt und dort vorzugsweise durch Schweiß-, Löt-, Preß-, Crimp- oder Klebverbindungen arretiert wird. Die Druckdichtheit schützt einerseits das Zündsystem vor äußeren Einflüssen, insbesondere Feuchtigkeit und ermöglicht zudem beim Zünden einen Druckaufbau, der sich dann gezielt durch eine von einer Druckmembran 53 zunächst verschlossene Ausströmöffnung 54 im Gehäuseoberteil 5 entlädt.This ignition system is enclosed by a two-part housing 4 , 5 , the lower housing part 4 in addition to joining elements 44 with the upper housing part 5 having a receiving chamber 41 for the assembly and, in this exemplary embodiment, contact tongue-shaped contact elements 42 , via which the ignition system can be connected to a connecting cable 43 . For this purpose, the capacitor arrangement 1 on the underside 12 has contact zones 26 , which are shown in FIG. 3. It should be emphasized that the contact elements 42 thus directly contact the contact zones 26 formed out of the conductor track structure, that is to say it does not require any plug-socket connections or the like. The contact elements 42 are welded pressure-tight in the lower housing part 4 or injects from this. It is also preferred that the ignition system is enclosed in a pressure-tight manner by the housing 4 , 5 , by inserting it into the receiving chamber 41 , 57 of the housing 4 , 5 with dimensional accuracy and locking it there preferably by welding, soldering, pressing, crimping or adhesive connections . The pressure tightness on the one hand protects the ignition system from external influences, in particular moisture, and also enables a pressure build-up during ignition, which is then discharged in a targeted manner through an outflow opening 54 in the upper part 5 of the housing, which is initially closed by a pressure membrane 53 .

Die Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 5 weisen Leitbahnen 21 auf der Kondensatoranordnung 1 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel sowohl die weiteren Bauelemente 3 untereinander und mit der Kondensator­ anordnung 1 sowie mit Anschlüssen 24 für die Zündschicht 6 verbinden, sowie zudem Leitbahnen 28, die an den Seitenflächen 13 der Kondensator­ anordnung 1 angeordnet sind, wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Diese verbinden elektrisch die auf der Oberseite 11 angeordneten Elemente, also Leitbahnen 21, Bauelemente 3 und Zündschicht 6 mit Kontaktzonen 26 auf der Unterseite 12 der Kondensatoranordnung 1.The embodiments in FIGS. 1 to 5 have interconnects 21 on the capacitor arrangement 1, which arrangement in this embodiment, both the further components 3 with one another and with the capacitor 1, and connect with terminals 24 for the ignition layer 6, and also interconnects 28 are arranged on the side surfaces 13 of the capacitor arrangement 1 , as can be seen in FIGS. 2 and 3. These electrically connect the elements arranged on the top 11 , that is to say interconnects 21 , components 3 and ignition layer 6, to contact zones 26 on the bottom 12 of the capacitor arrangement 1 .

Als Bauelemente ist in den Fig. 1 bis 5 vereinfachend jeweils nur ein Schaltkreis 3 dargestellt. Jedoch können durchaus auch mehrere Schaltkreise und andere Bauelemente, bspw. Widerstände oder ähnliches so auf der Kondensatoranordnung 1 angeordnet werden.As construction elements 1 is shown in each case only a simplified circuit 3 to 5 in Figs.. However, several circuits and other components, for example resistors or the like, can also be arranged on the capacitor arrangement 1 .

Die Gehäuseoberseite 5 weist den Fügehilfselementen 44 der Gehäuseunter­ seite 4 zugeordnete Fügehilfselemente 51 (hier bspw. ausgebildet als Rast­ haken und Rastöffnungen) sowie zudem eine Treibladungskammer 52 auf, in der die Treibladung 7 des Zündsystems angeordnet ist. Die Treibladungs­ kammer 52 weist eine durch eine Druckmembran 53 zunächst verschlossene Ausströmöffnung 54 auf. Wird die Zündschicht 6 aktiviert und entzündet diese die pyrotechnische Treibladung 7, so baut sich innerhalb der Treibladungskammer 52 ein Druck auf, der die Druckmembran 53 aufreißt und heiße brennende Treibladungspartikel schlagartig und mit Druck durch die Ausströmöffnung 54 in den Gasgenerator strömen, wodurch dort eine natürlich deutlich größere und auf die Gaserzeugung optimierte Treib­ ladung gezündet wird. Die Treibladungskammer 52 ist vorzugsweise von der Aufnahmekammer 41 für die Kondensatoranordnung 1 mit den Bau­ elementen durch eine Abtrennung 55 (siehe insb. Fig. 9) geschützt, die nur im Bereich der Zündschicht 6 eine Öffnung 56 aufweist.The top 5 of the housing has the auxiliary joining elements 44 of the lower housing side 4 associated auxiliary joining elements 51 (here, for example, designed as latching hooks and latching openings) and also a propellant charge chamber 52 in which the propellant charge 7 of the ignition system is arranged. The propellant charge chamber 52 has a discharge opening 54 which is initially closed by a pressure membrane 53 . If the ignition layer 6 is activated and this ignites the pyrotechnic propellant charge 7 , a pressure builds up within the propellant charge chamber 52 , which tears open the pressure membrane 53 and hot, burning propellant charge particles suddenly and with pressure flow through the outflow opening 54 into the gas generator, as a result of which there is a natural one significantly larger propellant charge optimized for gas generation is ignited. The propellant charge chamber 52 is preferably protected from the receiving chamber 41 for the capacitor arrangement 1 with the construction elements by a partition 55 (see in particular FIG. 9) which has an opening 56 only in the area of the ignition layer 6 .

Für einen Teil der Anwendungsgebiete dieser Zündsysteme sollen Kommunikationsschaltungen mit in das Gehäuse 4, 5 integriert werden. Dazu können diese entweder auf der von der Zündschicht 6 und Treibladung 7 abgewandten Unterseite 12 der Kondensatoranordnung 1 angeordnet werden oder entsprechend für diese ja extrem kurze Zeitspanne ausreichend hitzebeständige Bauelemente und elektrische Verbindungen verwendet werden. In Fig. 1 könnte bspw. in den IC 3 bereits eine solche Kommunikationsschaltung mit integriert sein, indem der IC 3 ausreichend geschützt bzw. druck - und hitzebeständig ist. Ein weitgehender Schutz der Schaltung ist schon durch die weitgehende Abtrennung 55 zwischen der Zündkammer 52 und der Aufnahmekammer 57/42 für die Kondensatoranordnung 1 möglich, wie dies in Zusammenhang mit nach­ folgenden Figuren noch näher gezeigt wird.For some of the fields of application of these ignition systems, communication circuits are to be integrated into the housing 4 , 5 . For this purpose, they can either be arranged on the underside 12 of the capacitor arrangement 1 facing away from the ignition layer 6 and propellant charge 7 , or correspondingly heat-resistant components and electrical connections can be used for this extremely short period of time. In FIG. 1 such a communication circuit could already be integrated in the IC 3 , for example, in that the IC 3 is sufficiently protected or is pressure and heat resistant. An extensive protection of the circuit / 42 possible for the capacitor arrangement 1, as shown in more detail in connection with the following figures by the very substantial separation 55 between the ignition chamber 52 and the receiving chamber 57th

Zudem ist in Fig. 2 die Oberseite 11 des Zündkondensators 1 mit den Kontaktzonen 27 dargestellt, auf die der IC 3 bspw. mittels Flip-Chip-Technik aufgesetzt wird.In addition, the upper side 11 of the ignition capacitor 1 with the contact zones 27 is shown in FIG. 2, on which the IC 3 is placed, for example by means of flip-chip technology.

Die seitlich an der Kondensatoranordnung 1 verlaufenden Leitbahnen 28 sind in besonders bevorzugter Weise auch untereinander durch Funken­ brückenspitzen 22 gegen elektrostatische Entladungen geschützt, wie in Fig. 2 und 3 zu erkennen ist. Die Leitbahnen 28 dienen des weiteren zur Verschaltung der einzelnen Kondensatorbeläge der Kondensatoranordnung 1 zu einem Kondensator aus mehreren Platten, wie in Fig. 4 skizziert ist. Neben der Energiespeicherung kann die Kondensatoranordnung 1 auch weitere Funktionen haben, insbesondere als zwei voneinander elektrisch getrennte Kondensatoren verschaltet werden, von denen einer als Zünd­ kondensator und der andere als Schutzkondensator gegen ESD, EMV und ähnliche elektrische Störungen verschaltet ist.The interconnects 28 , which run laterally on the capacitor arrangement 1 , are also particularly preferably protected from one another by spark tips 22 against sparks against electrostatic discharges, as can be seen in FIGS. 2 and 3. The interconnects 28 also serve to connect the individual capacitor layers of the capacitor arrangement 1 to form a capacitor made of several plates, as is sketched in FIG. 4. In addition to energy storage, the capacitor arrangement 1 can also have other functions, in particular connected as two electrically separate capacitors, one of which is connected as an ignition capacitor and the other as a protective capacitor against ESD, EMC and similar electrical disturbances.

Die Schnittdarstellung in Fig. 4 verdeutlicht noch einmal die Funktion der auf den Seitenflächen 13 angeordneten Leitbahnen 28 zur Verschaltung der einzelnen parallelen voneinander durch dielektrisches Material, vorzugs­ weise Keramikplatten 14 getrennten Kondensatorplattenbeläge 15 hin zu einer bzw. auch zwei Kondensatoren.The sectional view in FIG. 4 illustrates once again the function of the interconnects 28 arranged on the side surfaces 13 for interconnecting the individual parallel capacitor plate coverings 15 separated from one another by dielectric material, preferably ceramic plates 14 , to one or two capacitors.

Im Schnitt des IC 3 in Fig. 4 bzw. 5 sind die aktive Zone 31, in die die Transistoren und ähnliches integriert sind, sowie eine Isolationsschicht 33, bspw. aus Siliziumoxid mit Kontaktzonen 34, bspw. aus aufgedampftem Aluminium, ausgerichtet entsprechend auf die zugeordneten Kontaktzonen 27 auf der Kondensatoranordnung 1 skizzenhaft angedeutet.In the section of the IC 3 in FIGS. 4 and 5, the active zone 31, in which the transistors and the like are integrated, and an insulation layer 33, for example. Of silicon oxide having contact zones 34, for example. Of vapor-deposited aluminum, aligned according to the assigned contact zones 27 on the capacitor arrangement 1 outlined.

Das Zündmittel ist im Ausführungsbeispiel in Fig. 4 als separat auf die Zündbrückenanschlüsse 24 bspw. per Dickfilmtechnik aufzutragende Zünd­ schicht 6 dargestellt, wobei diese Schicht auch einstückig mit den An­ schlüssen aus einem entsprechenden Material, bspw. Widerstandsmaterial, dotiertem Silizium oder ähnlichem ausgebildet sein kann.The ignition means is shown in the exemplary embodiment in FIG. 4 as a layer 6 to be applied separately to the ignition bridge connections 24, for example by thick film technology, this layer also being able to be formed in one piece with the connections from a corresponding material, for example resistance material, doped silicon or the like .

In dieser Figur wird die Zündbrückenschicht 6 neben dem IC 3 angeordnet und über Leitbahnen 21 und daraus ausgeformte Anschlüsse 24 mit den anderen Bauelementen, insbesondere dem IC 3 und der Kondensator­ anordnung 1 verbunden.In this figure, the ignition bridge layer 6 is arranged next to the IC 3 and connected to the other components, in particular the IC 3 and the capacitor arrangement 1 , via interconnects 21 and connections 24 formed therefrom.

Alternativ dazu kann die Zündschicht 6 auch im oder auf dem IC 3 an­ geordnet werden, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. In dieser Figur sind ebenfalls nur skizzenhaft die halbleitertechnisch strukturierte aktive Schicht 31 sowie die Isolationsschicht 33 gezeigt, wobei in diesen Querverbin­ dungen 32 von der Oberseite der aktiven Schicht 31 oder der Isolations­ schicht 33 hin zu Anschlüssen 35 für die Zündschicht 6 auf der bei Face- Down-Montage oben liegenden Unterseite des IC 3 vorgesehen sind. Gerade in diesem Fall kann aber auch die Zündschicht 6 in das Substrat des als Nacktchip ausgebildeten IC 3 durch entsprechende Dotierung eingebracht und die Anschlüsse 35 ebenfalls integriert ausgebildet werden.Alternatively, the ignition layer 6 can also be arranged in or on the IC 3 , as shown in FIG. 5. In this figure, the semiconductor-structured active layer 31 and the insulation layer 33 are also shown only sketchily, in which cross connections 32 from the top of the active layer 31 or the insulation layer 33 to connections 35 for the ignition layer 6 on the face Down-mounting overhead of the bottom of the IC 3 are provided. In this case, in particular, the ignition layer 6 can also be introduced into the substrate of the IC 3 designed as a bare chip by appropriate doping and the connections 35 can also be formed in an integrated manner.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen nun weitere Ausgestaltungen, bei denen eine konventionelle Kondensatoranordnung mit einem eigenen Gehäuse 17 verwendet und die Leiterbahnstruktur 2 durch metallische Einlegeteile 83, 85 gebildet wird. FIGS. 6 to 9 now illustrate further embodiments in which a conventional capacitor array used with its own housing 17 and the wiring pattern 2 is formed by metallic inserts 83, 85.

Gemeinsam mit den vorangegangenen Figuren ist wiederum in einer Aufnahmekammer des Gehäuses, hier im Gehäuseoberteil 5 ausgebildet und als 57 bezeichnet, die Kondensatoranordnung 1 und auf einer nicht leitfähigen Außenfläche von diesem der Schaltkreis 3 angeordnet.Together with the preceding figures, the capacitor arrangement 1 and, in turn, the circuit arrangement 3 are arranged in a receiving chamber of the housing, here in the housing upper part 5 and designated 57.

Die Kondensatoranordnung 1 ist konventionell, d. h. als handelsüblicher Kondensator mit einem eigenen Gehäuse 17 ausgebildet. Vorteil dieser Aus­ gestaltung ist, daß im Gegensatz zu der mit Leitbahnstrukturen versehenen Kondensatoranordnung aus den Fig. 1 bis 5 nun ein sehr preiswerter Standardkondensator verwendet wird, auf den in gleicher Weise die Bauelemente, insbesondere der Schaltkreis 3 angeordnet, bspw. aufgeklebt sind.The capacitor arrangement 1 is conventional, ie is designed as a commercially available capacitor with its own housing 17 . The advantage of this design is that, in contrast to the capacitor arrangement from FIGS. 1 to 5 provided with interconnect structures, a very inexpensive standard capacitor is now used, on which the components, in particular the circuit 3, are arranged, for example, glued in the same way.

Die Kondensatoranordnung 1 umfaßt in diesem Beispiel nur die Zünd­ kondensatorfunktion und weist zwei voneinander isolierte elektrische Kontaktflächen 16 beispielsweise an den Seitenflächen auf, über die die Kondensatorbeläge im Inneren verschaltet sind. Das Gehäuse 17 der Konden­ satoranordnung 1 ist beispielsweise durch eine Umspritzung mit Isolations­ material gebildet. Die Kontaktflächen 16 können auch auf die zum Schalt­ kreis 3 gerichtete Oberseite der Kondensatoranordnung 1 gezogen sein, wie in Fig. 7 gezeigt, so daß die Kondensatoranordnung 1 auch durch Kontaktzonen 34 (siehe Fig. 8, vergleichbar denen aus Fig. 4) auf der Unterseite des Schaltkreises 3 direkt mit dem Schaltkreis 3 verbunden ist, so daß die dafür in Fig. 6, 7 und 9 vorgesehenen Einlegeteile 85 entfallen können. Diese Kontaktzonen 34 auf der Unterseite des Schaltkreises 3 könnten über Durchkontaktierungen vergleichbar denen mit Bezugszeichen 32 aus Fig. 5 oder durch am Schaltkreis 3 außen entlang geführte Bahnen mit der Oberseite des Schaltkreises 3 verbunden sein. Stehen die einzelnen Platten der Kondensatoranordnung senkrecht bezüglich dem Gehäuse­ unterteil 4, könnte beispielsweise auch nur diejenige dann zum Schaltkreis 3 zeigende Kontaktfläche 16 über einen Substratanschluß des Schaltkreises 3 bspw. durch Löten oder Leitkleber, sowohl mechanisch befestigt als auch elektrisch kontaktiert sein.In this example, the capacitor arrangement 1 comprises only the ignition capacitor function and has two electrical contact surfaces 16 which are insulated from one another, for example on the side surfaces, via which the capacitor coatings are connected inside. The housing 17 of the capacitor assembly 1 is formed, for example, by extrusion coating with insulation material. The contact surfaces 16 can also be drawn to the circuit 3 facing the top of the capacitor arrangement 1 , as shown in Fig. 7, so that the capacitor arrangement 1 through contact zones 34 (see Fig. 8, comparable to those from Fig. 4) on the The underside of the circuit 3 is connected directly to the circuit 3 , so that the inserts 85 provided for this in FIGS. 6, 7 and 9 can be omitted. These contact areas 34 on the bottom of the circuit 3 where the circuit 3 by vias could comparable to reference numeral 32 of FIG. 5, or by the circuit 3 outwardly along guided paths with the top be connected. If the individual plates of the capacitor arrangement are perpendicular to the housing lower part 4 , for example only that contact surface 16 then pointing to the circuit 3 could be both mechanically fastened and electrically contacted via a substrate connection of the circuit 3, for example by soldering or conductive adhesive.

Das Gehäuseoberteil 5 wird durch ein Gehäuseunterteil 4 verschlossen, wobei die Fügehilfselemente 44, 51 ineinander greifen und beide Gehäuse­ teile 4, 5 miteinander arretieren. Vorzugsweise durch eine Abtrennung 55 von der Aufnahmekammer 57 getrennt befindet sich die Treibladungs­ kammer 52 mit der Treibladung 7, wobei die Abtrennung 55 im Bereich der Zündschicht 6 eine Öffnung 56 aufweist, durch die die Zündschicht 6 die Treibladung 7 entzünden kann. Die Treibladungskammer 52 weist wiederum eine durch einen Druckdeckel 53 zunächst verschlossene Ausströmöffnung 54 bspw. zu einem nicht mehr dargestellten Gasgenerator eines Airbags auf. Die Kompaktheit des Zündsystems basiert wiederum auf der grundlegenden Anordnung der Bauelemente, insbesondere des Schaltkreises 3 direkt auf der Kondensatoranordnung 1.The upper housing part 5 is closed by a lower housing part 4 , the joining elements 44 , 51 interlocking and both housing parts 4 , 5 locking together. The propellant charge chamber 52 with the propellant charge 7 is preferably separated by a partition 55 from the receiving chamber 57 , the partition 55 having an opening 56 in the region of the ignition layer 6 through which the ignition layer 6 can ignite the propellant charge 7 . The propellant charge chamber 52 in turn has an outflow opening 54 which is initially closed by a pressure cover 53 , for example to a gas generator of an airbag, which is no longer shown. The compactness of the ignition system is in turn based on the basic arrangement of the components, in particular the circuit 3, directly on the capacitor arrangement 1 .

Die Einlegeteile 83, 85 sind vorzugsweise einstückig aus Metallband gestanzt sowie in die entsprechende Form gebogen und im Material des Gehäuse­ oberteils 5 durch Umspritzen fixiert, wobei an den Enden der Einlegeteile Kontaktbereiche 81, 82, 84, 86 freibleiben. Für die Einlegeteile 83 wird ein Ende ins Äußere des Gehäuse geführt, wo er dort ausgebildet ist als Schneid- Klemm-Kontakte 81 in Fig. 6, 7 für die direkte Kontaktierung eines isolierten Kabels oder als Steckkontakte 82 in Fig. 8, 9 für die Kontaktierung mit einem nicht näher gezeigten Stecker. Des weiteren sind in Fig. 9 die Einlegeteile 85 zur Kondensatoranordnung 1 mit auf die elektrischen Kontaktflächen 16 der gehäusten Kondensatoranordnung hin gerichteteten Kontakten 84 vor­ gesehen. Diese Einlegeteile 85 sind in Fig. 8 durch den direkten elektrischen Kontakt der Kontaktzonen 34 des Schaltkreises 3 mit den Kontaktflächen 16 der Kondensatoranordnung 1 ersetzt.The inserts 83 , 85 are preferably stamped in one piece from metal tape and bent into the corresponding shape and fixed in the material of the housing upper part 5 by extrusion coating, contact areas 81 , 82 , 84 , 86 remaining free at the ends of the inserts. For the inserts 83 , one end is guided into the exterior of the housing, where it is designed as insulation displacement contacts 81 in FIGS. 6, 7 for the direct contacting of an insulated cable or as plug contacts 82 in FIGS. 8, 9 for the Contacting with a connector, not shown. Furthermore, the inserts 85 for the capacitor arrangement 1 with contacts 84 directed towards the electrical contact surfaces 16 of the housed capacitor arrangement are seen in FIG. 9. These insert parts 85 are replaced in FIG. 8 by the direct electrical contact of the contact zones 34 of the circuit 3 with the contact surfaces 16 of the capacitor arrangement 1 .

Die anderen Enden 86 der Einlegeteile 83 und 85 kontaktieren jeweils den Schaltkreis 3. Hervorzuheben ist auch die besondere Ausformung der inneren Kontaktenden 86 und 84, denn diese sind vorzugsweise aus dem Gehäuse federelastisch hervorstehend ausgebildet, so daß beim Einführen der Kondensatoranordnung 1 mit dem darauf angeordneten Schaltkreis 3 in das Gehäuseoberteil 5 und Verschließen des Gehäuses durch das Gehäuse­ unterteil 4, die Kondensatoranordnung 1 mit dem darauf angeordneten Schaltkreis 3 gegen die Kontaktenden 86 und 84 der Einlegeteile 83, 85 gedrückt werden. Neben einer mechanischen Fixierung wird so auch ein sicherer elektrischer Kontakt gewährleistet. Neben einer anderen Aus­ gestaltung der äußeren Kontaktenden als Pins 82 in einem Steckerbereich 58 des Gehäuseoberteils 5 weisen die Fig. 8 und 9 als Besonderheit noch eine Kontaktfolie 36 auf, beispielsweise mit einem lokalen Auftrag von Leitkleber, wobei die Kontaktfolie 36 auf den Schaltkreis 3 aufgebracht den Kontakt zwischen diesem und den inneren Kontaktenden 86 und 84 der Einlegeteile 83, 85 verbessert. The other ends 86 of the inserts 83 and 85 each contact the circuit 3 . Also to be emphasized is the special shape of the inner contact ends 86 and 84 , because these are preferably designed to protrude from the housing in a resilient manner, so that when the capacitor arrangement 1 is inserted with the circuit 3 arranged thereon into the upper housing part 5 and the housing is closed by the lower part 4 , The capacitor arrangement 1 with the circuit 3 arranged thereon are pressed against the contact ends 86 and 84 of the inserts 83 , 85 . In addition to mechanical fixation, this also ensures reliable electrical contact. In addition to another design of the outer contact ends as pins 82 in a plug area 58 of the upper housing part 5 , FIGS. 8 and 9 also have a special feature as a contact foil 36 , for example with a local application of conductive adhesive, the contact foil 36 being applied to the circuit 3 the contact between this and the inner contact ends 86 and 84 of the inserts 83 , 85 is improved.

Diese Kontaktfolie 36 trägt entweder selbst eine Zündschicht 6, wie in Fig. 8, oder weist eine Aussparung für die darunter liegende Zündschicht 6, wie in Fig. 9.This contact foil 36 either carries an ignition layer 6 itself, as in FIG. 8, or has a cutout for the ignition layer 6 underneath, as in FIG. 9.

Die Zündschicht 6 kann dabei grundsätzlich sowohl auf dem Schaltkreis 3 als auch auf der Kondensatoranordnung 1 angeordnet sein, wie bereits anhand der Ausführungsbeispiele in den Fig. 4 und 5 erläutert wurde.The ignition layer 6 can in principle be arranged both on the circuit 3 and on the capacitor arrangement 1 , as has already been explained with reference to the exemplary embodiments in FIGS . 4 and 5.

Grundsätzlich können die Einlegeteile 83, 85 auch am Gehäuse innen befestigt oder durch metallisierte Bahnen ausgebildet auf der Oberfläche der Aufnahmekammer 57 ausgebildet sein.Basically, the insert parts 83 , 85 can also be fastened to the inside of the housing or formed on the surface of the receiving chamber 57 by metalized tracks.

Die Gehäuseteile 4 und 5 werden vorzugsweise miteinander druckdicht und feuchtigkeitsundurchlässig verbunden. Das Gehäuseunterteil 4 in Fig. 6 und 7 weist dabei Aussparungen 45 zur Durchführung der Einlegeteile 85 auf und wird zur Abdichtung dann bspw. durch eine Gußmasse aufgefüllt.The housing parts 4 and 5 are preferably connected to one another in a pressure-tight and moisture-impermeable manner. The lower housing part 4 in FIGS. 6 and 7 has cutouts 45 for the insertion of the insert parts 85 and is then filled, for example by a casting compound, for sealing.

Besonders gut zu erkennen ist in Fig. 9 auch die Abtrennung 55 zwischen der Treibladungskammer 52 und der Aufnahmekammer 57 für die Konden­ satoranordnung 1 mit dem Schaltkreis 3. Die Abtrennung 55 kann einstückig aus dem Gehäuseoberteil 5 ausgebildet sein, welches bspw. durch temperaturbeständigen Kunststoffspritzguß herstellbar ist. Die Abtrennung 55 dient dem Schutz des Schaltkreises 3 gegen die Temperatur- und Druckeinwirkung bei dem explosionshaften Abbrand der Treibladung 7 die Abtrennung 55 ist nur durch eine Öffnung 56 direkt über der Zündschicht 6 unterbrochen, damit die Zündschicht 6 die Treibladung 7 zünden kann. The separation 55 between the propellant charge chamber 52 and the receiving chamber 57 for the capacitor arrangement 1 with the circuit 3 can also be seen particularly well in FIG. 9. The partition 55 can be formed in one piece from the upper housing part 5 , which can be produced, for example, by temperature-resistant plastic injection molding. The partition 55 serves to protect the circuit 3 against the effects of temperature and pressure during the explosive erosion of the propellant charge 7. The partition 55 is only interrupted by an opening 56 directly above the ignition layer 6 so that the ignition layer 6 can ignite the propellant charge 7 .

BezugszeichenlisteReference list

11

Kondensatoranordnung
Capacitor arrangement

1111

Oberseite der Kondensatoranordnung Top of the capacitor array

11

1212th

Unterseite der Kondensatoranordnung Bottom of the capacitor array

11

1313

Seitenfläche der Kondensatoranordnung Side face of the capacitor assembly

11

1414

Isolationsplatten
Insulation panels

1515

Kondensatorbeläge
Capacitor pads

1616

elektrische Kontaktflächen eines konventionellen Kondensators electrical contact surfaces of a conventional capacitor

11

1717th

Gehäuse/Isolationsumspritzung des Kondensators Housing / insulation encapsulation of the capacitor

11

22nd

Leitbahnstruktur, aufgedampft auf der Kondensatoranordnung
Conductor structure, evaporated on the capacitor arrangement

2121

elektrische Leitbahnen zwischen den Bauelementen
electrical interconnects between the components

2222

ESD-Brückenspitzen
ESD bridge tips

2323

2424th

Zündbrückenanschlüsse ausgeformt aus der Leitbahnstruktur auf der Kondensatoranordnung
Ignition bridge connections are formed from the interconnect structure on the capacitor arrangement

2525th

2626

Kontaktzonen zu den Kontaktzungen Contact zones to the contact tongues

4242

im Gehäuseunterteil in the lower part of the housing

44th

2727

Kontaktzonen zum IC Contact zones to the IC

33rd

2828

seitliche Leitbahnen
lateral guideways

33rd

integrierter Schaltkreis als Bauelement auf der Kondensatoranordnung Integrated circuit as a component on the capacitor arrangement

11

3131

aktive Schicht des IC
active layer of the IC

3232

Durchkontaktierung von der Unterseite auf die Oberseite des IC Vias from the bottom to the top of the IC

33rd

3333

Isolationsschicht mit Verbindungen zu den Kontaktzonen Insulation layer with connections to the contact zones

3434

3434

Kontaktzonen des IC Contact zones of the IC

33rd

zu den Kontaktzonen to the contact zones

2727

der Kondensatoranordnung the capacitor arrangement

11

3535

Anschlüsse für die Zündbrücke Connections for the ignition bridge

66

auf dem IC on the IC

33rd

3636

Kontaktfolie zwischen IC Contact foil between IC

33rd

und den Einlegeteilen and the inserts

8383

, ,

8585

3737

Kontaktzonen des IC Contact zones of the IC

33rd

zu den Einlegeteilen
to the inserts

44th

Gehäuseunterteil
Lower part of the housing

4141

Aufnahmekammer im Gehäuseunterteil Receiving chamber in the lower part of the housing

44th

für Kondensatoranordnung for capacitor arrangement

11

und Bauelemente and Components

33rd

4242

Kontaktzungen im Gehäuseunterteil Contact tongues in the lower part of the housing

44th

zu den Kontaktzonen to the contact zones

2626

auf der Unterseite on the bottom

1212th

der Kondensatoranordnung the capacitor arrangement

11

4343

Verbindungskabel
connection cable

4444

Rastelemente am Gehäuseunterteil
Locking elements on the lower part of the housing

4545

Aussparung im Gehäuseunterteil zur Durchführung der Einlegeteile Recess in the lower part of the housing for the insertion of the inserts

8383

55

Gehäuseoberteil
Upper part of the housing

5151

Rastelemente am Gehäuseoberteil
Locking elements on the upper part of the housing

5252

Treibladungszündkammer
Propellant charge ignition chamber

5353

Druckmembran
Pressure membrane

5454

Ausströmöffnung zum Gasgenerator
Outflow opening to the gas generator

5555

Abtrennung zwischen Zündkammer und Aufnahmekammer für Kondensator­ anordnung und IC
Separation between ignition chamber and receiving chamber for capacitor arrangement and IC

5656

Öffnung in der Abtrennung Opening in the partition

5555

der Kammern of the chambers

5252

//

5757

über der Zündschicht over the ignition layer

66

5757

Aufnahmekammer für Kondensatoranordnung Storage chamber for capacitor arrangement

11

und Bauelemente and components

33rd

im Gehäuseoberteil in the Upper part of the housing

55

5858

Steckerbereich, ausgeformt aus dem Gehäuseoberteil Plug area, formed from the upper part of the housing

55

66

Zündschicht
Ignition layer

77

Treibladung des Anzünders
Propellant charge

88th

Einlegeteile als Leitbahnstruktur
Inserts as a guideway structure

8181

Schneid-Klemm-Anschlüsse für äußere Kabel
Insulation displacement connections for outer cables

8282

stiftförmig ausgeformte Anschlüsse (Pins) für einen Stecker
pin-shaped connections (pins) for a plug

8383

metallische Einlegeteile mit ausgeformten äußeren Anschlüssen metallic inserts with molded outer connections

8181

, ,

8282

8484

innere Kontaktenden zur den Kontaktflächen inner contact ends to the contact surfaces

1616

der Kondensatoranordnung the capacitor arrangement

11

8585

metallische Einlegeteile im Gehäuse metallic inserts in the housing

55

mit Kontaktenden with contact ends

8484

zur Kondensator­ anordnung to the capacitor arrangement

11

8686

federelastisch hervorstehende Kontaktenden zum Schaltkreis spring-elastic protruding contact ends to the circuit

33rd

Claims (28)

1. Pyrotechnisches Zündsystem mit integrierter Zündschaltung, ins­ besondere zum Auslösen eines Insassenrückhaltesystems, bestehend aus:
einer Kondensatoranordnung (1) und weiteren elektrischen Bau­ elementen, zumindest einem integrierten Schaltkreis (3), die über eine Leitbahnstruktur (2, 8) verbunden sind,
einem mittels einer Zündspannung zündbaren Zündmittel (6), der seinerseits eine pyrotechnische Treibladung (7) zündet, wobei die Zündspannung von den Bauelementen (1, 3) erzeugt und/oder gespeichert wird,
sowie einem umschließenden Gehäuse (4, 5),
dadurch gekennzeichnet, daß
die weiteren Bauelemente, insbesondere der Schaltkreis (3), unmittelbar auf einer ebenen Außenfläche der Kondensatoranordnung (1) angeordnet sind.
1. Pyrotechnic ignition system with integrated ignition circuit, in particular for triggering an occupant restraint system, consisting of:
a capacitor arrangement ( 1 ) and further electrical construction elements, at least one integrated circuit ( 3 ), which are connected via an interconnect structure ( 2 , 8 ),
an ignition means ( 6 ) which can be ignited by means of an ignition voltage and which in turn ignites a pyrotechnic propellant charge ( 7 ), the ignition voltage being generated and / or stored by the components ( 1 , 3 ),
and an enclosing housing ( 4 , 5 ),
characterized in that
the further components, in particular the circuit ( 3 ), are arranged directly on a flat outer surface of the capacitor arrangement ( 1 ).
2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Schaltkreises (3) Kontaktzonen (37) ausgeformt sind, an denen der Schaltkreis (3) über die Leiterbahnstruktur (8) mit äußeren Anschlüssen (81, 82) angeschlossen ist.2. Ignition system according to claim 1, characterized in that on the top of the circuit ( 3 ) contact zones ( 37 ) are formed, to which the circuit ( 3 ) via the conductor structure ( 8 ) with external connections ( 81 , 82 ) is connected. 3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Kontaktzonen (37) auf der Oberseite des Schaltkreises (3) vorgesehen sind, an denen der Schaltkreis über die Leiterbahnstruktur (8) mit der Kondensatoranordnung (1) verbunden ist.3. Ignition system according to claim 2, characterized in that further contact zones ( 37 ) on the top of the circuit ( 3 ) are provided, at which the circuit via the conductor structure ( 8 ) is connected to the capacitor arrangement ( 1 ). 4. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Kontaktzonen (34) auf der Unterseite des Schaltkreises (3) vorgesehen sind, an denen der Schaltkreis (3) mit der Kondensatoranordnung (1) verbunden ist. 4. Ignition system according to claim 2, characterized in that further contact zones ( 34 ) are provided on the underside of the circuit ( 3 ), on which the circuit ( 3 ) is connected to the capacitor arrangement ( 1 ). 5. Zündsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbahnstruktur (8) durch metallische Einlegeteile (83, 85) im Gehäuse (5) ausgebildet ist (Fig. 6 - Fig. 9).5. Ignition system according to claim 1 to 4, characterized in that the interconnect structure ( 8 ) is formed by metallic inserts ( 83 , 85 ) in the housing ( 5 ) ( Fig. 6 - Fig. 9). 6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile (83, 85) im Gehäuse (5) durch Umspritzen befestigt sind.6. Ignition system according to claim 5, characterized in that the insert parts ( 83 , 85 ) in the housing ( 5 ) are fixed by extrusion coating. 7. Zündsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) das Gehäuse (4, 5) zweiteilig ausgeführt ist und der eine Gehäuseteil (5) eine Aufnahmekammer (57) für die Kondensatoranordnung (1) mit dem darauf angeordneten Schaltkreis (3) aufweist,
  • b) in diesem Gehäuseteil (5) Kontaktenden (86, 84) der Einlegeteile (83, 85) in diese Aufnahmekammer (57) hineinragen und
  • c) die Kondensatoranordnung (1) mit dem darauf angeordneten Schalt­ kreis (3) durch das andere Gehäuseteil (4) gegen die Kontaktenden (86, 84) der Einlegeteile (83, 85) gedrückt werden.
7. Ignition system according to claim 6, characterized in that
  • a) the housing ( 4 , 5 ) is made in two parts and the one housing part ( 5 ) has a receiving chamber ( 57 ) for the capacitor arrangement ( 1 ) with the circuit ( 3 ) arranged thereon,
  • b) project in this housing part ( 5 ) contact ends ( 86 , 84 ) of the inserts ( 83 , 85 ) in this receiving chamber ( 57 ) and
  • c) the capacitor arrangement ( 1 ) with the circuit arranged thereon ( 3 ) through the other housing part ( 4 ) against the contact ends ( 86 , 84 ) of the inserts ( 83 , 85 ) are pressed.
8. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktenden (86, 84) der Einlegeteile (83, 85) federelastisch ausgebildet sind.8. Ignition system according to claim 7, characterized in that the contact ends ( 86 , 84 ) of the inserts ( 83 , 85 ) are resilient. 9. Zündsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktenden (86) der Einlegeteile (83, 85) und die zugehörigen Kontaktzonen (37) auf dem Schaltkreis (3) mit einem Leitkleber oder reflowgelötetem Lot verbunden sind.9. Ignition system according to claim 7 or 8, characterized in that the contact ends ( 86 ) of the inserts ( 83 , 85 ) and the associated contact zones ( 37 ) on the circuit ( 3 ) are connected with a conductive adhesive or reflow soldered solder. 10. Zündsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Kontaktenden (86) der Einlegeteile (83, 85) und den zugehörigen Kontaktzonen (37) auf dem Schaltkreis (3) eine flexible Folie (36) vorgesehen ist, die beidseitig Leitkleber oder reflowgelötetes Lot sowie elektrische Verbindungen zwischen den Seiten der Folie aufweist.10. Ignition system according to claim 7 or 8, characterized in that between the contact ends ( 86 ) of the inserts ( 83 , 85 ) and the associated contact zones ( 37 ) on the circuit ( 3 ) a flexible film ( 36 ) is provided which has conductive adhesive or reflow soldered solder on both sides and electrical connections between the sides of the film. 11. Zündsystem nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gruppe von Einlegeteilen (83) aus dem Gehäuse herausgeführt ist und dort aus den Einlegeteilen (83) die äußeren Anschlüsse (81, 82) einstückig ausgeformt sind. 11. Ignition system according to claim 5 to 10, characterized in that at least one group of inserts ( 83 ) is led out of the housing and there the outer connections ( 81 , 82 ) are integrally formed from the inserts ( 83 ). 12. Zündsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig aus den Einlegeteilen (83) ausgeformten äußeren Anschlüsse als Schneid-Klemmkontakte (81) ausgeformt sind.12. Ignition system according to claim 11, characterized in that the outer connections formed in one piece from the insert parts ( 83 ) are formed as insulation displacement contacts ( 81 ). 13. Zündsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig aus den Einlegeteilen (83) ausgeformten äußeren Anschlüsse als Anschlußstifte (82) ausgeformt sind.13. Ignition system according to claim 11, characterized in that the one-piece molded from the insert parts ( 83 ) outer connections are formed as connecting pins ( 82 ). 14. Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmittel als Zündschicht (6) auf der Oberseite des Schaltkreises (3) angeordnet ist.14. Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition means is arranged as an ignition layer ( 6 ) on the top of the circuit ( 3 ). 15. Zündsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmittel als Zündschicht (6) auf der flexiblen Folie auf dem Schaltkreis (3) angeordnet ist.15. Ignition system according to claim 10, characterized in that the ignition means is arranged as an ignition layer ( 6 ) on the flexible film on the circuit ( 3 ). 16. Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoranordnung als ein Standard­ kondensator mit einem Gehäuse (17) mit wenigstens einer ebenen Außenfläche und elektrischen Kontaktflächen (16) ausgebildet ist.16. Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor arrangement is designed as a standard capacitor with a housing ( 17 ) with at least one flat outer surface and electrical contact surfaces ( 16 ). 17. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Außenflächen (11, 12, 13) der Kondensatoranordnung (1) selbst elektrisch nicht leitfähig sind und die Leiterbahnstruktur (2) zumindest teilweise auf diesen nicht leitfähigen Außenflächen (11, 12, 13) angeordnet, insbesondere aufgedampft, abgeschieden oder aufgeklebt ist (Fig. 1 - Fig. 5).17. Ignition system according to claim 1, characterized in that the flat outer surfaces ( 11 , 12 , 13 ) of the capacitor arrangement ( 1 ) themselves are not electrically conductive and the conductor track structure ( 2 ) at least partially on these non-conductive outer surfaces ( 11 , 12 , 13th ) arranged, in particular evaporated, deposited or glued ( Fig. 1-5 ). 18. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus der Leitbahnstruktur (2) Kontaktzonen (27) ausgeformt sind, an die zugeordnete Kontaktzonen (34) auf der anliegenden Seite des Schaltkreises (3) angeschlossen sind.18. Pyrotechnic ignition system according to claim 17, characterized in that from the interconnect structure ( 2 ) contact zones ( 27 ) are formed, are connected to the associated contact zones ( 34 ) on the adjacent side of the circuit ( 3 ). 19. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schaltkreis (3) über die Kontaktzonen (34) auf der Kondensatoranordnung (1) in Flip-Chip-Technik angeordnet ist. 19. Pyrotechnic ignition system according to claim 18, characterized in that the circuit ( 3 ) via the contact zones ( 34 ) on the capacitor arrangement ( 1 ) is arranged in flip-chip technology. 20. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die Kondensatoranordnung (1) als Plattenkondensatoranordnung ausgeführt ist mit mehreren dielektrischen Isolationsplatten (14), auf denen zumindest teilweise metallische Kondensatorbeläge (15) abgeschieden sind,
  • b) wobei auf der/den Außenseite(n) (11, 12) der äußeren Platte(n) Leitbahnen (21) aufgetragen sind und
  • c) auf den Seitenflächen (13) senkrecht zu den Kondensatorplatten weitere, seitliche Leitbahnen (28) angeordnet sind und über diese seitlichen Leitbahnen (28) die einzelnen Kondensatorbeläge (15) unter­ einander zu mindestens einem Kondensator sowie mit den anderen elektrischen Bauelementen (3) verschaltet sind.
20. Pyrotechnic ignition system according to one of claims 17 to 19, characterized in that
  • a) the capacitor arrangement ( 1 ) is designed as a plate capacitor arrangement with a plurality of dielectric insulation plates ( 14 ) on which at least some metallic capacitor coatings ( 15 ) are deposited,
  • b) wherein on the / the outside (s) ( 11 , 12 ) of the outer plate (s) interconnects ( 21 ) are applied and
  • c) on the side surfaces ( 13 ) perpendicular to the capacitor plates, further lateral interconnects ( 28 ) are arranged and via these lateral interconnects ( 28 ) the individual capacitor coverings ( 15 ) with each other to at least one capacitor and with the other electrical components ( 3 ) are connected.
21. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensator­ anordnung (1) aus zwei voneinander elektrisch getrennten Konden­ satoren besteht, von denen ein Kondensator als Zündkondensator und der andere als Schutzkondensator gegen elektrische Störungen verschaltet ist.21. Pyrotechnic ignition system according to one of the preceding claims 17 to 20, characterized in that the capacitor arrangement ( 1 ) consists of two electrically separate condensers, one of which is connected as an ignition capacitor and the other as a protective capacitor against electrical interference. 22. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündmittel als Zündschicht (6) auf der Kondensatoranordnung (1) angeordnet und aus der Leitbahnstruktur (2) Kontaktgebiete (24) zu dieser Zündschicht (6) ausgeformt sind.22. Pyrotechnic ignition system according to one of the preceding claims 17 to 21, characterized in that the ignition means are arranged as an ignition layer ( 6 ) on the capacitor arrangement ( 1 ) and from the interconnect structure ( 2 ) contact areas ( 24 ) to this ignition layer ( 6 ) are formed . 23. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite von dem Schaltkreis (3) das Zündmittel mit zwei voneinander isolierten Kontaktgebieten ausgeführt ist, die über eine pyrotechnische Zündschicht (6) untereinander verbunden sind. 23. Pyrotechnic ignition system according to one of the preceding claims 17 to 21, characterized in that on the top of the circuit ( 3 ) the ignition means is designed with two mutually insulated contact areas which are interconnected via a pyrotechnic ignition layer ( 6 ). 24. Pyrotechnisches Zündsystem nach Anspruch 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zündmittel als Halbleiterbrückenanzünder ausge­ bildet ist und die Kontaktgebiete (35) zur Zündschicht (6) auf der Oberseite von dem unverpackt ausgeführten Schaltkreis (3) durch voneinander isolierte leitfähig dotierte Gebiete ausgestaltet sind.24. Pyrotechnic ignition system according to claim 23, characterized in that the ignition means is formed as a semiconductor bridge lighter and the contact areas ( 35 ) to the ignition layer ( 6 ) on the top of the unpackaged circuit ( 3 ) are designed by mutually insulated conductively doped areas . 25. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der vorangehenden An­ sprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Leit­ bahnstruktur (2) eine Funkenstrecke (22) und/oder ein elektrischer Widerstand zur Entladung von elektrostatischen Aufladungen aus­ gebildet ist.25. Pyrotechnic ignition system according to one of the preceding claims 17 to 24, characterized in that a spark gap ( 22 ) and / or an electrical resistor for discharging electrostatic charges is formed from the guide track structure ( 2 ). 26. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der vorangehenden An­ sprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Auslöseelektronik über eine elektrische Verbindung (43) mit dem Zündsystem verbunden ist, wobei innerhalb am Gehäuse (4) Kontaktelemente (42) vorgesehen sind, die aus der Leitbahnstruktur (2) ausgeformte Kontaktzonen (26) direkt kontaktieren.26. Pyrotechnic ignition system according to one of the preceding claims 17 to 25, characterized in that a trigger electronics arranged outside the housing is connected via an electrical connection ( 43 ) to the ignition system, contact elements ( 42 ) being provided inside the housing ( 4 ) which contact the contact zones ( 26 ) formed from the interconnect structure ( 2 ) directly. 27. Pyrotechnisches Zündsystem nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoranordnung (1), der Schaltkreis (3) und das Gehäuse (4, 5) druckdicht verbunden ist, insbesondere mittels Schweiß-, Löt-, Preß-, Crimp- oder Klebverbindung.27. Pyrotechnic ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor arrangement ( 1 ), the circuit ( 3 ) and the housing ( 4 , 5 ) is connected pressure-tight, in particular by means of welding, soldering, pressing, crimping - or adhesive connection. 28. Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4, 5) zwischen der Aufnahme­ kammer (57, 42) für die Kondensatoranordnung (1) mit dem Schaltkreis (3) und einer Treibladungskammer (52), in der die Treibladung (7) angeordnet ist, eine Abtrennung (55) aufweist, die nur durch eine Öffnung (56) über dem Zünder (6) unterbrochen ist, durch die der Zünder (6) die Treibladung (7) zündet.28. Ignition system according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 4 , 5 ) between the receiving chamber ( 57 , 42 ) for the capacitor arrangement ( 1 ) with the circuit ( 3 ) and a propellant charge chamber ( 52 ) in the the propellant charge ( 7 ) is arranged, has a partition ( 55 ) which is only interrupted by an opening ( 56 ) above the igniter ( 6 ) through which the igniter ( 6 ) ignites the propellant charge ( 7 ).
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