Obwohl auf beliebige Brückenzünder anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Prob- lematik in bezug auf einen Brückenzünder für die Auslösung von Airbags und Gurtstraffern in Kraftfahrzeugen erläutert.

Dem Anmelder bekannt sind Brückenzünder, die aus einer Wi- derstandsschicht und einer darauf angeordneten Reaktiv- schicht bestehen, wobei die Widerstandsschicht mittels ei- nes elektrischen Stromes erwärmt wird. Die ebenfalls er- wärmte Reaktivschicht reagiert exotherm und initiiert ein darüber liegendes pyrotechnisches Material.

Als nachteilhaft bei obigem bekannten Ansatz hat sich die Tatsache herausgestellt, dass der elektrische Widerstand des Brückenzünders bzw. der Widerstandsschicht nicht unab- hängig von der Schichtdicke sowie dem Material der Reaktiv- schicht eingestellt werden kann, da sich diese beiden Schichten in elektrischem Kontakt miteinander befinden. So- mit ist ein größerer Energieeintrag für eine Erzeugung der

notwendigen Joulschen Wärme notwendig, um den reaktiven Brückenzünder zu zünden.

Außerdem sind unter Umständen mehrere Haftschichten zwi- schen der Widerstandsschicht und der Reaktivschicht für ei- ne mechanische Haftverbesserung erforderlich, welche die Prozesskosten zusätzlich erhöhen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht also allgemein darin, solche Brückenzünder zu schaffen, bei denen das pyrotechnische Material unter mög- lichst geringem Energieeintrag zündbar und zugleich der Wi- derstand der Zündbrücke über einen größeren Bereich ein- stellbar und nicht von der Schichtdicke der Reaktivschicht abhängig ist.

VORTEILE DER ERFINDUNG Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be- steht darin, dass der Brückenzünder eine Widerstandsschicht mit einem vorbestimmten elektrischen Widerstand, die durch einen elektrischen Strom erwärmbar ist ; eine elektrische Isolationsschicht, die auf der Widerstandsschicht angeord- net ist und eine vorbestimmte Wärmeleitfähigkeit aufweist ; eine Reaktivschicht, die auf der Isolationsschicht angeord- net ist, wobei die Isolationsschicht die in der Wider- standsschicht erzeugte Wärme an die Reaktivschicht über- trägt, wodurch diese exotherm reagiert ; und eine pyrotech- nische Schicht aufweist, die auf oder oberhalb der Reaktiv-

schicht angeordnet und durch die exotherme Reaktion der Re- aktivschicht initiierbar ist.

Der erfindungsgemäße Brückenzünder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, dass der Widerstand der Brücke über einen grö- ßeren Bereich einstellbar und von der Schichtdicke und dem Material der Reaktivschicht unabhängig ist. Somit bestimmt alleine der elektrische Widerstand der Widerstandsschicht den notwendigen Energieeintrag für ein Zünden des Brücken- zünders. Die elektrische Trennung von Widerstandsschicht und Reaktivschicht durch die Isolationsschicht sorgt für eine Einstellung des elektrischen Widerstandes der Wider- standsschicht unabhängig von den Materialeigenschaften und der Schichtdicke der Reaktivschicht.

Zudem kann die Isolationsschicht gleichzeitig als Haft- schicht zwischen der Widerstandsschicht und der Reaktiv- schicht dienen. Es entfallen zusätzliche Herstellungs- schritte zum Bilden einer solchen Haftschicht.

Die Isolationsschicht kann außerdem als Diffusionssperre zwischen der Widerstandsschicht und der Reaktivschicht ver- wendet werden, wodurch beispielsweise eine Diffusion von Atomen und/oder Ionen des Reaktivschichtmaterials in das Widerstandsmaterial verhindert wird.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil- dungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Brückenzünders.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Isolations- schicht als Oxid-Schicht, insbesondere als Kupferoxid-oder Siliziumdioxid-Schicht, ausgebildet. Diese Schichten mit vorbestimmter Dicke gewährleisten eine gute elektrische I- solation und gleichzeitig eine thermische Verbindung zwi- schen der Widerstandsschicht und der Reaktivschicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung besitzt die Isolationsschicht eine Dicke von etwa 50 nm bis 100 nm.

Solche Dicken müssen den entsprechenden Materialien derart angepasst werden, dass sie die vorgegebenen Eigenschaften erfüllen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung besteht die Widerstandsschicht insbesondere aus Palladium oder Nickel- Chrom.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung besteht die Reaktivschicht insbesondere aus Zirkonium oder Hafnium.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist auf der Widerstandsschicht eine Haftschicht, beispielsweise eine Titanschicht, angeordnet. Diese Haftschicht dient einer besseren mechanischen Haftung der Reaktivschicht bzw. der Isolationsschicht auf der Widerstandsschicht. Im günstigs-

ten Fall kann die Isolationsschicht selber als Haftschicht zwischen der Widerstandsschicht und der Reaktivschicht die- nen. Somit kann der Herstellungsschritt einer zusätzlichen Haftschicht eingespart werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wirkt ein Reaktionspartner für eine exotherme Reaktion der Reaktiv- schicht mit dieser zusammen. Dadurch wird eine zusätzliche Wärmemenge frei, die für eine Initiierung des pyrotechni- schen Materials notwendig sein kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dient die Isolationsschicht als Reaktionspartner. Die Reaktivschicht reagiert beim Zusammenwirken mit beispielsweise einer Oxid- Schicht exotherm. Somit muss kein zusätzlicher Reaktions- partner hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist auf der Reaktivschicht ein Reaktionspartner, insbesondere eine 0- xid-Schicht, angeordnet. Dieser Reaktionspartner dient e- benfalls der Einleitung einer exothermen Reaktion der Reak- tivschicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind für ei- ne mehrlagige Struktur mehrere Reaktivschichten und Reakti- onspartner abwechselnd vorgesehen, wobei die Reaktionspart- ner insbesondere als Oxid-Schichten des Materials der ent- sprechenden Reaktivschichten ausgebildet sind. Dadurch ent- steht ein sandwichartiger Aufbau, welcher zu einer Verbes-

serung des Reaktionsablaufs aufgrund der vergrößerten Reak- tionsoberfläche beiträgt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dient die Isolationsschicht als Diffusionssperre zwischen der Wider- standsschicht und der Reaktivschicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind elekt- rische Kontaktflächen, beispielsweise Goldplatten, für eine elektrische Versorgung der Widerstandsschicht mit dieser verbunden. Die Größe, Form und Material der Kontaktflächen sind den gewünschten elektrischen einzubringenden Energien angepasst.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Brü- ckenzünder auf einem Substrat, beispielsweise einem Silizi- umsubstrat, einer Keramik, einem Kunststoff oder einem in- tegrierten Schaltkreis (integrated circuit IC), angeordnet.

In dem Falle einer Anordnung des Brückenzünders auf einem integrierten Schaltkreis sind die Kontaktflächen nicht not- wendig, da die Widerstandsschicht durch Stromzuführungen des integrierten Schaltkreises mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Somit vereinfacht sich der gesamte Aufbau und ein kompakteres Bauteil entsteht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Wi- derstandsschicht brückenförmig ausgebildet. Dadurch kann der Widerstand der Widerstandsschicht erhöht und die Ent- wicklung Joulscher Wärme erhöht werden.

ZEICHNUNGEN Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Widerstandsschicht eines Brückenzünders gemäß einem ersten Ausführungsbei- spiel der vorliegenden Erfindung ; Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Brückenzünder gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er- findung ; Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Brückenzünder in Fig. 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ; und Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Brückenzünders ge- mäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vor- liegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche o- der funktionsgleiche Komponenten.

Fig. 1 illustriert eine Draufsicht auf eine Widerstands- schicht 3 eines Brückenzünders 1 gemäß einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Widerstandsschicht 3 ist H-förmig ausgebildet und weist eine mittigseitige Brücke auf, die zwei quaderförmige Flä- chen 31 miteinander verbindet. Sie besteht vorteilhaft aus Palladium oder Nickel-Chrom. Palladium besitzt eine relativ schlechte Haftungseigenschaft, so dass auf der Widerstands- schicht 3 vorteilhaft eine Haftschicht 9 für eine bessere mechanische Haftung der Isolationsschicht 4 bzw. der Reak- tivschicht 5 auf der Widerstandsschicht angeordnet ist.

Die Brücke 30 weist eine Dicke von etwa 100 nm bis 150 nm und Breiten-bzw. Längenabmessungen von etwa 30 um bis 60 Um auf.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Quer- schnittsansicht eines Brückenzünders 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Auf den Flächen 31 der Widerstandsschicht 3 sind Kontakt- flächen 10, vorteilhaft Gold-Kontaktflächen, für eine Zu- fuhr elektrischer Energie angebracht. Die Kontaktflächen 10 besitzen vorteilhaft Abmessungen von etwa 300 Wm bis 500 um.

Auf der Brücke 30 der Widerstandsschicht 3 ist eine Isola- tionsschicht 4, vorteilhaft eine Oxid-Schicht 4, angeord- net. Die Isolationsschicht 4 ist vorteilhaft als Kupfer- oxid-oder Siliziumdioxid-Schicht ausgebildet und weist ei- ne Dicke von etwa 50 nm-100 nm auf. Selbstverständlich können auch andere Isolationsmaterialien verwendet werden.

Entscheidend ist lediglich, dass die Abmessungen und das Material der Isolationsschicht 4 derart gewählt sind, dass einerseits eine gute elektrische Isolation zwischen der Wi- derstandsschicht 3 und der Reaktivschicht 5 und anderer- seits eine gute thermische Verbindung zwischen diesen bei- den Schichten gewährleistet ist.

Die Isolationsschicht 4 dient zusätzlich einer Diffusions- sperre bzw.-barriere zwischen der Widerstandsschicht 3 und der Reaktivschicht 5. Somit können keine Atome bzw. Ionen von der einen in die andere Schicht wandern und die Materi- aleigenschaften ungünstig verändern.

Wie in Figur 3 ersichtlich, ist auf der Isolationsschicht 4 eine Reaktivschicht 5 angeordnet, die beispielsweise aus Zirkonium oder Hafnium besteht und eine Dicke von etwa 500 nm bis 1 um aufweist. Diese Reaktivschicht 5 darf nicht zu dünn gewählt werden, damit ein ausreichend hoher Ener- gieeintrag erfolgen kann.

Die oben beschriebene Anordnung kann sich, wie in Figur 3 ersichtlich, auf einem Substrat 2 befinden. Das Substrat 2

ist vorteilhaft als Siliziumsubstrat, Siliziumdioxid- Substrat, Keramik, Kunststoff (Polyimid-Folie) oder als in- tegrierter Schaltkreis (integrated circuit) ausgebildet.

Das Substrat 2 besitzt abhängig von seinem Material eine Dicke in etwa von 100 pm bis 500 um, wobei auch größere Di- cken wie beispielsweise bei Kunststoff vorteilhaft sind.

Vorteilhaft ist auch zwischen dem Substrat 2 und der Wider- standsschicht eine Haftschicht 9 für eine bessere mechani- sche Haftung vorgesehen.

Im Falle der Anordnung des Brückenzünders 1 auf einem in- tegrierten Schaltkreis 2 kann das Einbringen der elektri- schen Energie in die Widerstandsschicht 3 über elektrische Zuführleitungen des integrierten Schaltkreises ausgeführt werden. Somit sind die Kontaktflächen 10 nicht weiter not- wendig.

Vorteilhaft wird, wie in Figur 3 ersichtlich, die elektri- sche Energie über einen aufgeladenen Kondensator über die Kontaktflächen 10 auf die Widerstandsschicht 3 eingebracht.

Aufgrund des elektrischen Widerstandes der Widerstands- schicht 3 entsteht Joulsche Wärme durch den fließenden e- lektrischen Strom und die Widerstandsschicht erwärmt sich auf eine bestimmte Temperatur, die materialabhängig bei ei- nigen 1000 °C liegen kann.

Durch die Isolationsschicht 4 ist die Reaktivschicht 5 e- lektrisch von der Widerstandsschicht 3 derart getrennt, dass die Reaktivschicht 5 nicht zum elektrischen Gesamtwi- derstand beiträgt. Die Isolationsschicht 4 leitet aller- dings die in der Widerstandsschicht 3 erzeugte Joulsche Wärme an die Reaktivschicht 5 weiter, woraufhin diese exo- therm reagiert.

Wie in Figur 3 erkennbar, ist auf der Reaktivschicht 5 vor- teilhaft ein Reaktionspartner 6 angebracht, der die exo- therme Reaktion der Reaktivschicht 5 initiiert. Der Reakti- onspartner 6 besteht vorteilhaft aus Kupferoxid oder Man- ganoxid und besitzt eine Dicke von etwa 1 am bis 2 Mm.

Auf oder oberhalb des Reaktionspartners 6 ist ein pyrotech- nisches Material (nicht dargestellt) vorgesehen, welches durch die exotherme Reaktion der Reaktivschicht 5 mit dem Reaktionspartner 6 initiierbar ist.

Figur 4 illustriert einen Querschnitt eines Brückenzünders gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 2 und 3 ist auf dem Reaktionspartner 6 eine zweite Reaktivschicht 50 angebracht. Auf der zweiten Reaktiv- schicht 5 wiederum ist ein entsprechender zweiter Reakti- onspartner 60 vorgesehen. Diese Abfolge von Reaktivschicht

und entsprechendem Reaktionspartner kann beliebig fortge- führt werden.

Durch diese mehrlagige Struktur wird die Reaktionsoberflä- che bzw. das Interface der Reaktivschichten 5,50 mit den entsprechenden Reaktionspartnern 6,60 vergrößert und die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht.

Die Reaktionspartner 6,60 sind vorteilhaft aus dem selben Material wie die Isolationsschicht 4, insbesondere als 0- xidschichten des Materials der entsprechenden Reaktiv- schichten 5,50, hergestellt.

Das pyrotechnische Material ist beispielsweise als Zirkoni- um-Potassium-Perchlorat (ZPP) mit einer Zündtemperatur von etwa 400°C ausbildet.

Im folgenden sollen Zahlenbeispiele wiedergegeben und ein Gefühl für die entsprechenden Größenordnungen geschaffen werden. In der Widerstandsschicht 3 mit einem elektrischen Widerstand von einigen Ohm fließt beispielhaft durch die Entladung eines Kondensators eine Stromstärke von etwa 3 A für eine Zeitspanne von ca. 10 us, wobei über der Brücke 30 der Widerstandsschicht 3 eine Temperatur von bis zu 3000°C erzeugt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf

nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizier- bar.

Insbesondere lassen sich die Isolationsschichten 4 auch als Oxidschichten des Reaktivmaterials und/oder des Widerstand- materials ausbilden.

Ferner ist der in Figur 4 dargestellte mehrlagige Aufbau beliebig erweiterbar.