CN101547529A - 一种微感应加热器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种加热器，具体为一种微型感应加热器。包括基底、第一绝缘层、线圈、加热盘等。第一绝缘层附着在基底上，线圈端子二引出线附着第一绝缘层上。第二绝缘层覆盖于第一绝缘层和线圈端子二引出线之上，在第二绝缘层上开有线圈中心贯通孔和线圈端子二引出线贯通孔。线圈生长在第二绝缘层上，线圈的中心连接点与线圈端子二引出线相连，线圈端子二引出线与线圈端子二相连。第三绝缘层覆盖于线圈之上并开有线圈端子二引出孔和线圈端子一引出孔，线圈端子二穿过线圈端子二引出孔，与线圈的另一个连接点相连接的线圈端子一穿过线圈端子一引出孔。加热盘附着在第三绝缘层上。本发明具有加热速度快、加热温度高、能量损失小等优点。

Description

一种微感应加热器

技术领域

本发明是一种微型加热器，具体为采用MEMS(微机电系统)技术制作的一种利用电磁感应原理进行加热的微型加热器。微型加热器是气体微传感器、PCR扩增芯片、微湿度传感器、微喷嘴等的重要组成部分。

背景技术

基于MEMS技术的微加热器因其功耗低、成本低、体积小、灵敏度高、重复性好等优点，在微型气体传感器、微湿度传感器、PCR扩增芯片、微气体热传导探测器、微喷嘴以及红外分析系统中的红外光源等器件中具有重要的应用。而目前MEMS器件中大都采用电阻加热的原理，电阻加热存在效率低、响应时间长及分布不均匀等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服电阻加热存在效率低、响应时间长及分布不均匀等缺点，提供了一种基于感应加热原理的、采用MEMS加工工艺的微感应加热器(简称微感应加热器)，该微感应加热器利用电磁感应产生的涡流对加热盘进行加热。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本加热器包括基底、第一绝缘层、第二绝缘层、线圈端子一、线圈、第三绝缘层、加热盘、线圈端子二和线圈端子二引出线；

所述的第一绝缘层附着在基底上，线圈端子二引出线附着第一绝缘层上；

所述的第二绝缘层覆盖于第一绝缘层和线圈端子二引出线之上，在第二绝缘层上开有线圈中心贯通孔和线圈端子二引出线贯通孔；

所述的线圈生长在第二绝缘层上，线圈的中心连接点通过第二绝缘层的线圈中心贯通孔与线圈端子二引出线相连，线圈端子二引出线与穿过第二绝缘层上的线圈端子二引出线贯通孔的线圈端子二相连；

所述的第三绝缘层覆盖于线圈之上并开有线圈端子二引出孔和线圈端子一引出孔，与线圈的中心连接点相连接的线圈端子二穿过线圈端子二引出孔，与线圈的另一个连接点相连接的线圈端子一穿过线圈端子一引出孔；

所述的加热盘附着在第三绝缘层上。

本发明的微感应加热器的工作原理表述如下：当对线圈的两端点，即线圈端子一、线圈端子二通高频交流电，线圈就会产生交变磁场，交变的磁场会在加热盘上形成电涡流，这种电涡流就会在加热盘上加热形成热源。高频感应加热的效率高达60％-70％，这种微感应加热器相对传统的电阻丝微加热器具有以下优点：加热速度快、加热温度高、能量损失小等。

附图说明

图1：本发明的结构示意图的全剖视图

图2：本发明的结构示意图的俯视图

图3(a)本发明的实施工艺的过程示意图一

图3(b)本发明的实施工艺的过程示意图二

图3(c)本发明的实施工艺的过程示意图三

图3(d)本发明的实施工艺的过程示意图四

图3(e)本发明的实施工艺的过程示意图五

图3(f)本发明的实施工艺的过程示意图六

图中：1.基底，2.第一绝缘层，3.第二绝缘层，4.线圈端子一，5.线圈，6.第三绝缘层，7.线圈(5)的中心连接点，8.加热盘，9.线圈端子二，10.线圈端子二引出线，11.线圈中心贯通孔，12.线圈端子二引出线贯通孔，13线圈端子二引出孔，14.线圈端子一引出孔。

具体实施方式

下面结合附图3对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明微感应加热器的结构如图1～2所示，包括基底1、第一绝缘层2、第二绝缘层3、线圈端子一4、线圈5、第三绝缘层6、加热盘8、线圈端子二9、线圈端子二引出线10。

第一绝缘层2附着在基底1上，线圈端子二引出线10附着第一绝缘层2上。第二绝缘层3覆盖于第一绝缘层2和线圈端子二引出线10之上，在第二绝缘层3上开有线圈中心贯通孔11和线圈端子二引出线贯通孔12。

线圈5生长在第二绝缘层3上，线圈5的中心连接点7通过第二绝缘层3的线圈中心贯通孔11与线圈端子二引出线10相连，线圈端子二9通过第二绝缘层3的线圈端子二引出线贯通孔12与线圈端子二引出线10相连，线圈端子二引出线10与穿过第二绝缘层3上的线圈端子二引出线贯通孔12的线圈端子二9相连。

第三绝缘层6覆盖于线圈5之上并开有线圈端子二引出孔13和线圈端子一引出孔14，与线圈5的中心连接点7相连接的线圈端子二9穿过线圈端子二引出孔13，与线圈5的另一个连接点相连接的线圈端子一4穿过线圈端子一引出孔14。

加热盘8附着在第三绝缘层6上。

本实施例中微感应加热器的制备方法如下：

(a)选用厚度450±5微米单面抛光硅片作基底1，采用湿气氧化法在双面生长氧化硅薄膜，厚度为10000±20

，作为第一绝缘层2，如图3(a)所示；这里选用单晶硅片做基底1，但不局限于硅片，也可选用玻璃、陶瓷等。

(b)采用溅射工艺，把硅正面的二氧化硅薄膜(2)上生成电镀种子层，然后采用光刻、电铸铜工艺，生成线圈端子二引出线(10)，如图3(b)所示。

(c)旋涂聚酰亚胺或SU8胶作为第二绝缘层(3)，光刻出线圈中心贯通孔(11)、线圈端子二引出线贯通孔(12)，并固化，如图3(c)所示。

(d)采用溅射、光刻工艺、电铸工艺生成线圈(5)及线圈(5)的中心连接点(7)、线圈端子一(4)、线圈端子二(9)，如图3(d)所示。

(e)旋涂聚酰亚胺或SU8胶作为第三绝缘层(6)，光刻出线圈端子一引出孔(14)、线圈端子二引出孔(13)，如图3(e)所示。

(f)采用溅射、光刻工艺、电铸工艺生成加热盘(8)，如图3(f)所示。加热盘(8)的材料可选择电阻率较大的钢、坡莫合金等。

Claims (1)

1.一种微感应加热器，其特征在于：包括基底(1)、第一绝缘层(2)、第二绝缘层(3)、线圈端子一(4)、线圈(5)、第三绝缘层(6)、加热盘(8)、线圈端子二(9)和线圈端子二引出线(10)；

所述的第一绝缘层(2)附着在基底(1)上，线圈端子二引出线(10)附着第一绝缘层(2)上；

所述的第二绝缘层(3)覆盖于第一绝缘层(2)和线圈端子二引出线(10)之上，在第二绝缘层(3)上开有线圈中心贯通孔(11)和线圈端子二引出线贯通孔(12)；

所述的线圈(5)生长在第二绝缘层(3)上，线圈(5)的中心连接点(7)通过第二绝缘层(3)的线圈中心贯通孔(11)与线圈端子二引出线(10)相连，线圈端子二引出线(10)与穿过第二绝缘层(3)上的线圈端子二引出线贯通孔(12)的线圈端子二(9)相连；

所述的第三绝缘层(6)覆盖于线圈(5)之上并开有线圈端子二引出孔(13)和线圈端子一引出孔(14)，与线圈(5)的中心连接点(7)相连接的线圈端子二(9)穿过线圈端子二引出孔(13)，与线圈(5)的另一个连接点相连接的线圈端子一(4)穿过线圈端子一引出孔(14)；

所述的加热盘(8)附着在第三绝缘层(6)上。

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