CN106376119A - 线圈盘及电磁加热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线圈盘和一种电磁加热设备，所述线圈盘包括由LDS塑料制成的线圈盘载体，所述线圈盘载体具有两个沿厚度方向相对的安装面，所述线圈盘载体的其中一个安装面上设置有按照第一预定绕线路径延伸的第一线槽，所述线圈盘载体的另一个安装面上设置有按照第二预定绕线路径延伸的第二线槽，所述第一线槽和第二线槽的内壁附着有金属层。本发明的电磁加热设备具有以上所述的线圈盘。本发明的线圈盘可与普通线圈相比重量轻，等效电阻小，降低了电磁加热设备的能耗，提高了电磁加热设备的加热性能。

Description

线圈盘及电磁加热设备

技术领域

本发明涉及制冷领域，更具体而言，涉及一种线圈盘和一种电磁加热设备。

背景技术

现有的烹饪器具采用线圈盘通电后产生感应磁场对其内锅加热，线圈盘上的线圈的等效电阻直接影响了烹饪器具的性能，如果线圈的等效电阻较大的话，会影响烹饪器具的加热效率，而且还会导致线圈自身发热，降低线圈的使用寿命。

因此，提出一种低电阻的线圈盘就显得十分必要。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于，提供一种线圈盘。

本发明的另一个目的在于，提供一种电磁加热设备。

为实现上述目的，根据本发明第一方面实施例提供了一种线圈盘，包括由LDS塑料制成的线圈盘载体，所述线圈盘载体具有沿厚度方向相对的两个安装面，所述线圈盘载体的其中一个安装面上设置有按照第一预定绕线路径延伸的第一线槽，所述线圈盘载体的另一个安装面上设置有按照第二预定绕线路径延伸的第二线槽，所述第一线槽和第二线槽的内壁附着有金属层。

根据本发明的实施例的线圈盘，在由LDS塑料制成的线圈盘载体的两侧的表面上分别设置第一线槽和第二线槽，通过在第一线槽和第二线槽的内壁上附着金属层来替代线圈的绕线，相对于普通线圈来说，金属层的材料成本低、厚度较小，且重量较轻，使本发明的线圈盘与常见的绕线线圈盘相比电阻较小，加热效率更高。

另外，根据本发明上述实施例提供的线圈盘还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，在沿所述线圈盘载体的厚度方向上，所述第一线槽的底壁与所述第二线槽的底壁相对设置，或者在沿所述线圈盘载体的厚度方向上，所述第一线槽的底壁和相邻所述第二线槽之间的隔离筋相对设置。

根据本发明的实施例的线圈盘，，第一线槽的底壁和相邻第二线槽之间的隔离筋相对设置时，第一线槽和第二线槽可以加工得更深，可提高其内壁的表面积，有利于提高第一线槽内和第二线槽内的金属层的覆盖宽度，降低金属层的电阻，进而提高线圈盘的导电性能，或者在不改变第一线槽和第二线槽的原有尺寸的情况下，可以将线圈盘载体制造得更薄，从而节省线圈盘载体的材料成本。

根据本发明的一个实施例，所述第一线槽和所述第二线槽通过激光蚀刻直接成型。

根据本发明的实施例的线圈盘，利用激光对由LDS塑料制成的线圈盘载体的两侧的表面分别按照第一绕线路径和第二绕线路径进行蚀刻，线圈盘载体在受到激光照射时，线圈盘载体的两个安装面上被蚀刻的部分会被消耗而形成两处凹槽，两处凹槽可直接用作第一线槽和第二线槽，两处凹槽的内壁释放出的活性金属种子可增加后续步骤中通过电镀或化学镀附着在第一线槽和第二线槽内壁的金属层的附着强度。这种加工方式步骤少，工艺灵活简单，可轻易改变第一线槽和第二线槽的尺寸和形状。

根据本发明的一个实施例，所述第一线槽和所述第二线槽通过注塑成型，所述第一线槽和所述第二线槽的内壁经过激光蚀刻处理。

根据本发明的实施例的线圈盘，也可直接注塑出两面分别具有第一线槽和第二线槽的线圈盘载体，然后用激光对第一线槽和第二线槽的内壁进行激光蚀刻处理，使第一线槽的内壁上和第二线槽的内壁释放出活性金属种子，金属种子可增加后续步骤中通过电镀或化学镀附着在第一线槽和第二线槽内壁的金属层的附着强度。

根据本发明的一个实施例，所述第一线槽和所述第二线槽的横截面呈倒三角形、倒梯形或者圆弧形。

根据本发明的实施例的线圈盘，第一线槽和第二线槽的横截面呈倒三角形、倒梯形或者圆弧形，以上截面形状使激光只进行一次垂直蚀刻即可使第一线槽的内壁上或第二线槽的内壁上全部释放出金属种子，在最大程度上提高了活性金属种子的分布宽度，简化了激光蚀刻的工序，进而降低了线圈盘的制造成本。

根据本发明的一个实施例，所述线圈盘载体上设置有沿厚度方向贯穿的通孔，所述通孔内设置有导电块，所述第一线槽和第二线槽内附着的所述金属层通过所述导电块电连接。

根据本发明的实施例的线圈盘，导电块沿厚度方向贯穿线圈盘载体的两面，导电块的两端分别与分布在线圈盘载体的两面的金属层电连接，使两处金属层相导通，这种导通方式可靠耐用，非常适用于对较薄的金属层进行导通，有利于改善金属层的钎焊性能。

根据本发明的一个实施例，所述金属层包括附着在所述第一线槽和第二线槽的内壁上的导电层，所述导电层通过电镀、化学镀或者电镀与化学镀结合加工而成。

根据本发明的实施例的线圈盘，线圈盘载体受到激光蚀刻后，被蚀刻的第一线槽和第二线槽的内壁的表面上会释放出活性金属种子，该活性金属种子可增加导电层的附着强度，导电层随着第一线槽和第二线槽的轨迹延伸，相当于线圈的导线，接通交流电后产生方向不断变化的磁场。

根据本发明的一个实施例，所述金属层进一步包括附着在所述导电层上的防氧化层。

根据本发明的实施例的线圈盘，为了防止导电层受热氧化，降低导电特性，最好在导电层上电镀一层防氧化层，用于防止导电层受到氧化。

根据本发明的一个实施例，所述金属层更进一步包括附着在所述防氧化层上的保护层，所述保护层上焊接有引入外部电源的电极片。

根据本发明的实施例的线圈盘，在导电层的接线部位的防氧化层上还电镀有保护层，保护层除了起到保护防氧化层和导电层的作用外，同时具有较好的钎焊性，用于与电极片进行焊接，电极片用于引入外部电源，保护层可使电极片与金属层的连接更加牢固，提高了线圈盘的质量。

根据本发明第二方面的实施例提供了一种电磁加热设备，包括以上任一项实施例中所述的线圈盘。

根据本发明的实施例的电磁加热设备，包括以上任一个实施例中所描述的线圈盘，所以该电磁加热设备具有以上任一个实施例中所描述的线圈盘的所有有益效果。

根据本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的第一方面的实施例所述的线圈盘的结构示意图；

图2是图1中A处截面的一种结构示意图；

图3是图2中A处截面的另一种结构示意图；

图4是图2中B处的局部放大结构示意图；

图5是图3中C处的局部放大结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1线圈盘载体，2金属层，3导电块，4第一线槽，5第二线槽。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图3所示，根据本发明第一方面实施例提供了一种线圈盘，包括由LDS塑料制成的线圈盘载体1，所述线圈盘载体1具有沿厚度方向相对的两个安装面，所述线圈盘载体1的其中一个安装面上设置有按照第一预定绕线路径延伸的第一线槽4，所述线圈盘载体1的另一个安装面上设置有按照第二预定绕线路径延伸的第二线槽5，所述第一线槽4和第二线槽5的内壁附着有金属层2。

根据本发明的实施例的线圈盘，线圈盘载体1的LDS塑料母粒可以为选自PC-ABS合金、聚氨酯类塑料、聚酯类塑料或聚碳酸酯类塑料中的至少一种，LDS中含有非导电性有机金属，经过激光照射后，可以释放出活性金属种子，比如Cu，金属种子层可增加后续步骤中通过电镀或化学镀附着在第一线槽4和第二线槽5内壁上金属层2的附着强度,在LDS塑料制成的线圈盘载体1的两侧的表面上分别设置第一线槽4和第二线槽5，第一线槽4和第二线槽5优选为阿基米德螺旋形线槽，通过将金属层2附着在第一线槽4和第二线槽5的内壁上来替代线圈的绕线，金属层2的重量远低于铜线的重量，相对于普通线圈来说，金属层2的材料成本低、厚度较小，且重量较轻，使本发明的线圈盘与常见的绕线线圈盘相比电阻较小，加热效率更高。

另外，根据本发明上述实施例提供的线圈盘还具有如下附加技术特征：

在沿所述线圈盘载体的厚度方向上，所述第一线槽4的底壁与所述第二线槽5的底壁相对应设置，或者在沿所述线圈盘载体的厚度方向上，所述第一线槽4的底壁和相邻所述第二线槽5之间的隔离筋相对应设置。如图2和图3所示，根据本发明的一个实施例，当电磁加热设备为电磁炉或者电热水壶时，线圈盘载体1为圆盘形，线圈盘载体1的两个安装面分别为其两个端面，其厚度方向即为线圈盘载体的轴向。

当电磁加热设备为电饭煲或者电压力锅时，线圈盘载体1为碗形或者空心半球形，线圈盘载体1的两个安装面分别为其内壁和外壁，线圈盘载体1的厚度方向即为其底壁或者侧壁的厚度方向。

根据本发明的实施例的线圈盘，当第一线槽4的底壁和相邻第二线槽5之间的隔离筋相对设置时，第一线槽4和第二线槽5可以加工得更深，可提高其内壁的表面积，有利于提高第一线槽4内和第二线槽5内的金属层2的覆盖宽度，降低金属层2的电阻，进而提高线圈盘的导电性能，或者在不改变第一线槽4和第二线槽5的原有尺寸的情况下，可以将线圈盘载体1制造得更薄，从而节省线圈盘载体1的材料成本。

根据本发明的一个实施例，所述第一线槽4和所述第二线槽5通过激光蚀刻直接成型。

根据本发明的实施例的线圈盘，利用激光对由LDS塑料制成的线圈盘载体1的两个安装面分别按照第一绕线路径和第二绕线路径进行蚀刻，线圈盘载体1在受到激光照射时，线圈盘载体1的两个安装面上被蚀刻的部分会被消耗而形成两处凹槽，两处凹槽可直接用作第一线槽4和第二线槽5，两处凹槽的内壁释放出的活性金属种子可在后续步骤中通过电镀或化学镀形成金属层2。这种加工方式步骤少，工艺灵活简单，可轻易改变第一线槽4和第二线槽5的尺寸和形状。

根据本发明的一个实施例，所述第一线槽4和所述第二线槽5通过注塑成型，所述第一线槽4和所述第二线槽5的内壁经过激光蚀刻处理。

根据本发明的实施例的线圈盘，也可直接注塑出两面分别具有第一线槽4和第二线槽5的线圈盘载体1，然后用激光对第一线槽4和第二线槽5的内壁进行激光蚀刻处理，使第一线槽4的内壁上和第二线槽5的内壁释放出活性金属种子，活性金属种子可增加在后续步骤中通过电镀或化学镀附着在第一线槽4的内壁上和第二线槽5内壁上金属层2的附着强度。

如图4和图5所示，根据本发明的一个实施例，所述第一线槽4和所述第二线槽5的横截面呈倒三角形、倒梯形或者圆弧形。

根据本发明的实施例的线圈盘，第一线槽4和第二线槽5的横截面呈倒三角形、倒梯形或者圆弧形，以上截面形状使激光只进行一次垂直蚀刻即可使第一线槽4的内壁上或第二线槽5的内壁上全部释放出金属种子，在最大程度上提高了活性金属种子的分布宽度，简化了激光蚀刻的工序，进而降低了线圈盘的制造成本。如果第一线槽4和第二线槽5的横截面呈矩形，激光的垂直蚀刻只能处理到第一线槽4和第二线槽5的底壁，不能处理第一线槽4和第二线槽5的侧壁。

如图1至图3所示，根据本发明的一个实施例，所述线圈盘载体1上设置有沿厚度方向贯穿的通孔，所述通孔内设置有导电块3，所述第一线槽4和第二线槽5内附着的所述金属层2通过所述导电块3电连接。对于圆盘状的线圈盘载体来说，该通孔开设在线圈盘载体的中心。

根据本发明的实施例的线圈盘，导电块3沿厚度方向贯穿线圈盘载体1，导电块3的两端分别与分布在线圈盘载体1的两个安装面上的金属层2电连接，使两处金属层2相导通，这种导通方式可靠耐用，非常适用于对较薄的金属层2进行导通，有利于改善金属层2的钎焊性能。

根据本发明的一个实施例，所述金属层2包括附着在所述第一线槽4和第二线槽5的内壁上的导电层，所述导电层通过电镀、化学镀或者电镀与化学镀附着在第一线槽4和第二线槽5的内壁。导电层的材料可以为铜、银或者铝，导电层的厚度范围为8um～50um。

根据本发明的实施例的线圈盘，线圈盘载体1受到激光蚀刻后，被蚀刻的第一线槽4和第二线槽5的内壁的表面上会释放出活性金属种子，活性金属种子可以增加导电层的附着强度。导电层随着第一线槽4和第二线槽5的轨迹延伸，相当于线圈的导线，接通交流电后产生方向不断变化的磁场。

根据本发明的一个实施例，所述金属层2进一步包括通过电镀方式附着在所述导电层上的防氧化层。防氧化层的材料可以为镍、银、铝或金，防氧化层的厚度范围为1微米～5微米。

根据本发明的实施例的线圈盘，为了防止导电层受热氧化，降低导电特性，最好在导电层上电镀一层防氧化层，用于防止导电层受到氧化。

根据本发明的一个实施例，所述金属层2更进一步包括通过电镀方式附着在所述防氧化层上的保护层，保护层除了起到保护防氧化层和导电层的作用外，同时具有较好的钎焊性，所述保护层上焊接有引入外部电源的电极片。保护层需要选用焊接性能较好的材料，比如金、镍、银或者铝，保护层的厚度范围为0.1um～0.5um。

根据本发明的实施例的线圈盘，在导电层的接线部位的防氧化层上还电镀有保护层，保护层用于与电极片进行焊接，电极片用于引入外部电源，保护层可使电极片与金属层2的连接更加牢固，提高了线圈盘的质量。

根据本发明第二方面的实施例提供了一种电磁加热设备，包括以上任一项实施例中所述的线圈盘。

根据本发明的实施例的电磁加热设备，包括以上任一个实施例中所描述的线圈盘，所以该电磁加热设备具有以上任一个实施例中所描述的线圈盘的所有有益效果。

实施例一：现在以电磁加热设备为电磁炉或者电热水壶为例，线圈盘载体1优选为圆盘形，制造线圈盘载体1的LDS塑料选自PC-ABS合金塑料、聚氨酯类塑料、聚酯类塑料、聚碳酸酯类塑料中的至少一种或者任意几种的组合，利用镭射机以0.9kw的功率在制得的线圈盘载体1的两个侧面上激光蚀刻第一线槽4和第二线槽5，得到的第一线槽4和第二线槽5的宽度为1.5mm，深度为2mm，第一线槽4和第二线槽5上的每两个相邻的槽的间距为10mm，共蚀刻12圈，然后利用高压水对第一线槽4和第二线槽5进行清洗，然后通过化学镀在第一线槽4和第二线槽5的内壁上形成一层较薄的金属铜种子层，接着通过电镀继续镀铜，直到在第一线槽4和第二线槽5的内壁上形成厚度为12um的铜层作为导电层，接着通过化学镀在铜层上形成厚度为3um的镍层作为防氧化层，再通过闪镀在镍层上形成厚度为0.2um的金层作为保护层，再进行干燥后即得到本发明的线圈盘。

通过检测，本实例制作的线圈盘的安全电流可以达到12A，而常见的电磁加热线圈盘的一般安全电流在6-12A左右。

将本实施例中制备获得的线圈盘与功率板、主机板、灯板(操控显示板)、温控、热敏支架、风机、电源线、炉面板(瓷板、黑晶板)、塑胶上下盖等组装成电磁炉，得到的电磁炉加热最大功率可以达到2100w。

实施例二：现在以电磁加热设备为电磁炉或者电热水壶为例，线圈盘载体1优选为圆盘形，制造线圈盘载体1的LDS塑料选自PC-ABS合金塑料、聚氨酯类塑料、聚酯类塑料、聚碳酸酯类塑料中的至少一种或者任意几种的组合，线圈盘载体1的两个侧面均设置有随注塑一次成型的截面为倒三角形的第一线槽4和第二线槽5，倒三角形的斜边与线圈盘载体的轴向夹角的角度范围为15°到75°，第一线槽4和第二线槽5的顶部宽度为1.5mm,在第一线槽4和第二线槽5中，每两个相邻的线槽之间间隔0.2mm,第一线槽4和第二线槽5的深度为2mm，共12圈，然后利用镭射机以0.9kw的功率在第一线槽4和第二线槽5的内壁上进行激光蚀刻，使第一线槽4和第二线槽5的内壁上释放出一层较薄的金属铜种子层，接着通过电镀继续镀铜作为导电层，使第一线槽4和第二线槽5的内壁上的铜层的厚度达到12um，接着通过化学镀在铜层上形成厚度为3um的镍层作为防氧化层，再通过闪镀在镍层上形成厚度为0.2um的金层作为保护层，再进行干燥后即得到本发明的线圈盘。

通过检测，本工艺制作的线圈盘安全电流可以达到12A，而常见的电磁加热线圈盘一般安全电流在6-12A左右。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线圈盘，其特征在于，包括由LDS塑料制成的线圈盘载体，所述线圈盘载体具有沿厚度方向相对的两个安装面，所述线圈盘载体的其中一个安装面上设置有按照第一预定绕线路径延伸的第一线槽，所述线圈盘载体的另一个安装面上设置有按照第二预定绕线路径延伸的第二线槽，所述第一线槽和第二线槽的内壁附着有金属层。

2.根据权利要求1所述的线圈盘，其特征在于，在沿所述线圈盘载体的厚度方向上，所述第一线槽的底壁与所述第二线槽的底壁相对应设置，或者在沿所述线圈盘载体的厚度方向上，所述第一线槽的底壁和相邻所述第二线槽之间的隔离筋相对设置。

3.根据权利要求2所述的线圈盘，其特征在于，所述第一线槽和所述第二线槽通过激光蚀刻直接成型。

4.根据权利要求2所述的线圈盘，其特征在于，所述第一线槽和所述第二线槽通过注塑成型，所述第一线槽和所述第二线槽的内壁经过激光蚀刻处理。

5.根据权利要求4所述的线圈盘，其特征在于，所述第一线槽和所述第二线槽的横截面呈倒三角形、倒梯形或者圆弧形。

6.根据权利要求1所述的线圈盘，其特征在于，所述线圈盘载体上设置有沿厚度方向贯穿的通孔，所述通孔内设置有导电块，所述第一线槽和所述第二线槽内附着的所述金属层通过所述导电块电连接。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的线圈盘，其特征在于，所述金属层包括附着在所述第一线槽和所述第二线槽的内壁上的导电层。

8.根据权利要求7所述的线圈盘，其特征在于，所述金属层进一步包括附着在所述导电层上的防氧化层。

9.根据权利要求8所述的线圈盘，其特征在于，所述金属层更进一步包括着在所述防氧化层上的保护层，所述保护层上焊接有引入外部电源的电极片。

10.一种电磁加热设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项权利要求所述的线圈盘。