CN106982480A - 一种多层厚膜发热元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多层厚膜发热元件，所述多层厚膜发热元件包括四层结构，所述四层结构自下至上依次为：第一层为载体基质，第二层为涂覆于载体基质上的厚膜涂层，第三层为平铺在厚膜涂层上的感应器元件层，第四层为覆盖层；所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感应器元件层＝1：0.3‑1。本发明是将感应元件层直接平铺在厚膜涂层上面，上下结构复合，可以直接感应，提高感应灵敏度，并选择合理的重叠面积比例，在该比例下的灵敏的更高。
Description
技术领域
本发明属于加热领域，具体涉及一种多层厚膜发热元件。
背景技术
CN1655652A公开了一种电热膜PTC发热器件的制造方法，它属于电发热器件的制造方法，其特征在于它包括如下的步骤：选择采用以氧化铝或氮化铝为原料流延成型后的陶瓷生坯作为上陶瓷基板和下陶瓷基板；再经过电热膜料浆丝网印刷、热压温度通常为60～120℃，压力为50～300kg·cm-2的热压、排胶、温度1500～1700℃为烧结和连接等工序；其中所述的电热膜料浆是由90％～99％钨粉或钥锰混合粉中加入1％～10％玻璃粉料，然后以10：1`1：1的比例混合入粘合剂制成。该方法采用了陶瓷作为电热膜的基材，但并没有涉及用于压力感应器与厚膜发膜结合应用。
CN101222794A公开了一种微晶玻璃发热板，其特征是，在微晶玻璃板的一面固化有厚膜发热电路，所述厚膜发热电路由导电浆料和电阻浆料组成。在厚膜发热电路上覆盖一层介质浆料。所述厚膜发热电路含有两条或两条以上不同功率的电路。所述微晶玻璃板的形状为方形或圆形或其他形状。在所述厚膜发热电路中设有热敏温控电路。该微晶玻璃发热板在厚膜发热电路中设有热敏温控电路，并未涉及温控电路与厚膜发热电路的面积比，其温度感应的灵敏性欠佳。
CN104757723A公开了一种基于柔性厚膜发热体的发热布料，包括布料层以及至少一层柔性基材层；在所述柔性基材层上印刷烧结有加热厚膜电路，该加热厚膜电路以回折或平铺方式在柔性基材层上布置，加热厚膜电路连接有可外接电源的接点；所述柔性基材层通过一粘接层与布料层粘接，所述加热厚膜电路位于所述柔性基材层与布料层之间；所述柔性基材为厚度在0.001-lmm范围内的由聚脂、聚酞亚胺或聚醚亚胺其中一种或几种组合制成的材料；所述粘接层为厚度在0.0lmm-0.5mm范围内的热压粘接材料；其特征在于：在所述加热厚膜电路的轨迹周围布置有PTC效应的厚膜温控电路，该厚膜温控电路与温控装置连接，所述温控装置通过检查厚膜温控线路的电阻值变化，控制对加热厚膜电路的功率输出。该厚膜发热体是在厚膜电路的轨迹周围设有厚膜温控电路，其感应温度的灵敏性还可以设置的更高。
上述技术中将温控电路设置在厚膜发热电路中或者周围平行设置，并未涉及从厚膜温控电路与厚膜发热电路的面积大小比来研究温度感应灵敏度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种多层厚膜发热元件。
具体技术方案如下：
一种多层厚膜发热元件，所述多层厚膜发热元件包括四层结构，所述四层结构自下至上依次为：第一层为载体基质，第二层为涂覆于载体基质上的厚膜涂层，第三层为平铺在厚膜涂层上的感应器元件层；所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感应器元件层＝1：0.3-1。将感应元件层直接平铺在厚膜涂层上面，直接感应厚膜发热的温度变化或者压力变化或者其他性能变化，相较于将感应元件并列设置在厚膜涂层周围的灵敏度更高。采用平铺形式比回折型或者螺旋形涂覆在载体基材上的效果要好。
优选的，所述多层厚膜发热元件还包括第四层，所述第四层为覆盖层，所述第四层位于第三层上面。
优选的，所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感应器元件层＝1：0.5。
优选的，所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感应器元件层＝1：0.8。
优选的，所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感应器元件层＝1：1。
上述第二层与第三层的面积比的发热元件，感应器灵敏的较高。
优选的，所述厚膜涂层与感应载体的厚度比为1-100：100-1000，所述感应载体的厚度为0.1-1毫米。该厚度比是为了防止感应载体过厚而造成感应器元件感应不精确，在该厚度范围的厚膜涂层与感应器载体相适配。
优选的，所述感应器元件层中设有感应器元件，所述感应器元件包括感应厚膜电阻和感应载体，所述感应厚膜电阻平铺在感应载体上，所述感应载体位于厚膜涂层上。感应载体位于厚膜涂层与感应厚膜电阻之间。
所述感应载体为绝缘导热材料。为避免感应厚膜电阻与厚膜涂层电连接，采用绝缘材料阻断，为使温度感应更灵敏，需选择导热能力较强的材料。
优选的，所述感应厚膜电阻与厚膜涂层的面积比为1：0.2-1；优选的，所述感应厚膜电阻与厚膜涂层的面积比为1：0.8-1。该面积比例下，感应厚膜电阻与发热的厚膜涂层的重叠面积大小使感应元件的灵敏性更高，精确度好，能有效反馈发热温度或者压力值或者其他性能指标值。
优选的，所述感应器元件为感温元件，所述感应厚膜电阻为感温厚膜电阻，所述感应载体为感温载体，所述感温载体为聚酰亚胺膜。采用聚酰亚胺膜隔离感温厚膜电阻和发热的厚膜涂层，防止两者之间导电而影响发热效果和感温的灵敏度。
优选的，所述感应器元件为压力感应元件，所述感应厚膜电阻为感压厚膜电阻，所述感应载体为感压载体，所述感压载体为陶瓷膜片。采用陶瓷作为感压载体，收到外加压力时产生形变而引起感压厚膜电阻的电压变化，是一种较好的用于压力感应元件基材。将压力感应元件与厚膜发热元件上下结构平铺复合使用，提高压力感应精确度，可以直接感应置于厚膜发热元件上加热的物体或人体(即受热体)的压力，并通过感应受热体的压力来判断受热体所需要的加热温度，如将压力感应元件沿厚膜元件的一旁设置，或者其他方式设置，其感应压力的灵敏度比本发明设置要低。
优选的，所述多层厚膜发热元件还包括一层石墨烯层，所述石墨烯层位于所述第一层的下面或者第四层的上面或者任意两层的中间。
优选的，所述石墨烯层位于所述第一层的下面，即位于载体基质的下面，与厚膜涂层相对。由于石墨烯具有非常高的导热能力，增加石墨烯层提高了温度热量的扩散速度，提高传热效率，能快速将厚膜涂层的热量传递，减少热量损失，从而提高厚膜发热元件的工热效率。
优选的，所述石墨烯层位于所述第四层的上面或者任意两层的中间。同样的原理。
优选的，所述厚膜涂层为银、铂、钯、氧化钯、金或者稀土材料中的一种或多种。
优选的，所述覆盖层的材料为聚酯、聚酰亚胺或聚醚亚胺、陶瓷、硅胶、石棉、云母板中的一种或多种。
优选的，所述载体基质的材料为聚酰亚胺、有机绝缘材料、无机绝缘材料、陶瓷、微晶玻璃、石英、水晶、石材材料中的一种或多种。
本发明的有益效果：
本发明是将感应元件层直接平铺在厚膜涂层上面，上下结构复合，可以直接感应，提高感应灵敏度，并选择合理的重叠面积比例，在该比例下的灵敏的更高；用感温元件时，由于上下复合就够的平铺形式使厚膜涂层发热升温的状态能被感温元件直接感应，比沿着厚膜涂层周围轨迹设置的感温元件的灵敏度更高；感温厚膜电阻整块平铺，感温触点大大增加，使感温更均匀，精确度更高；采用陶瓷作为压力感应元件的基材，与厚膜发热元件复合使用，克服了压力感应不精确的问题。
附图说明
图1为感温厚膜发热元件，其中1为载体基质，2为厚膜涂层，3为感温元件层，4为感温元件层的电源接口，5为厚膜涂层的电源接口；
图2为感温厚膜发热元件的多层示意图，其中1为载体基质，2为厚膜涂层，31为感温载体，32为感温厚膜电阻，6为覆盖层。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
一种多层感温厚膜发热元件，包括四层结构，所述四层结构自下至上依次为：第一层为载体基质1，第二层为涂覆于载体基质上的厚膜涂层2，第三层为平铺在厚膜涂层上的感温元件层3，第四层为覆盖层；所述感温元件层3中设有感温元件，所述感温元件包括感温厚膜电阻32和感温载体31，所述感温厚膜电阻32平铺在感温载体31上，所述感温载体31位于厚膜涂层2上。感温载体31位于厚膜涂层2与感应厚膜电阻32之间。所述感温载体为聚酰亚胺膜。所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感温元件层＝1：0.8。所述厚膜涂层与感温载体的厚度比为50：1000，所述感温载体的厚度为1毫米。所述感温厚膜电阻与厚膜涂层的面积比为1：0.8；所述厚膜涂层为银浆材料，将银浆材料通过印刷方式涂覆在载体基质上。所述覆盖层的材料为聚酰亚胺，所述载体基质的材料为聚酰亚胺。将为感温元件层的电源接口4和厚膜涂层的电源接口5连接电源后；感温厚膜发热元件进行加热，感温元件能及时反应发热元件的温度，满足受热体所需。
实施例2
将实施例1中的感温元件层换成压力感应层，感温元件换成压力感应元件，感温载体换成压力感应载体，用陶瓷膜片代替，其他相同，制备得到多层感压厚膜发热元件。
对比例1
对比例1与实施例1相比，不同的是厚膜涂层：感温元件层＝1：0.05，即将感温厚膜电阻做成条状很细的，其他相同，两个厚膜发热元件均连接温度显示装置，将实施例1和对比例1的厚膜发热元件加热，进行温度变化检测，发现实施例1的厚膜发热元件的温度升温变化更快更及时。
对比例2
对比例2与实施例1相比，不同的是将厚膜涂层和感温厚膜电阻以回折型设置，感温厚膜电阻沿厚膜涂层轨迹设置，感温元件中不设有感温载体，直接以载体基质作为感温元件的感温载体，其他相同，将两个厚膜发热元件均连接温度显示装置，将实施例1和对比例2的厚膜发热元件加热，进行温度变化检测，同样发现实施例1的厚膜发热元件的温度升温变化更快更及时。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种多层厚膜发热元件，其特征在于，所述多层厚膜发热元件包括三层结构，所述三层结构自下至上依次为：第一层为载体基质，第二层为涂覆于载体基质上的厚膜涂层，第三层为平铺在厚膜涂层上的感应器元件层，所述第二层与第三层的面积比为厚膜涂层：感应器元件层＝1：0.3-1。
2.根据权利要求1所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述多层厚膜发热元件还包括第四层，所述第四层为覆盖层，所述第四层位于第三层上面。
3.根据权利要求2所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述感应器元件层中设有感应器元件，所述感应器元件包括感应厚膜电阻和感应载体，所述感应厚膜电阻平铺在感应载体上，所述感应载体位于厚膜涂层上。
4.根据权利要求3所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述感应载体为绝缘导热材料。
5.根据权利要求3所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述感应厚膜电阻与厚膜涂层的面积比为1：0.2-1；优选的，所述感应厚膜电阻与厚膜涂层的面积比为1：0.8-1。
6.根据权利要求3所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述厚膜涂层与感应载体的厚度比为1-100：100-1000，所述感应载体的厚度为0.1-1毫米。
7.根据权利要求3所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述感应器元件为感温元件，所述感应厚膜电阻为感温厚膜电阻，所述感应载体为感温载体，所述感温载体为聚酰亚胺膜。
8.根据权利要求3所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述感应器元件为压力感应元件，所述感应厚膜电阻为感压厚膜电阻，所述感应载体为感压载体，所述感压载体为陶瓷膜片。
9.根据权利要求1所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述多层厚膜发热元件还包括一层石墨烯层，所述石墨烯层位于所述第一层的下面或者第四层的上面或者任意两层的中间。
10.根据权利要求1所述的多层厚膜发热元件，其特征在于，所述厚膜涂层为银、铂、钯、氧化钯、金或者稀土材料中的一种或多种。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106982480B (zh) | 2021-02-26 |
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Denomination of invention: Multilayer thick film heating element Effective date of registration: 20211021 Granted publication date: 20210226 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guangzhou Panyu branch Pledgor: GUANGDONG FLEXWARM ADVANCED MATERIALS & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980011073 |
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