CN107860483A - 一种带温度传感器的发热器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带温度传感器的发热器，包括基板，在所述基板上印刷发热材料，所述发热材料连接发热焊盘，在所述基板上还印刷有一对走线，所述走线一端连接测温焊盘，另一端连接温度传感器焊盘，所述温度传感器焊盘上焊接温度传感器。本发明通过在传统发热器件上加设走线并直接焊接温度传感器，无需复杂的结构限制或者胶水或者其他导热介质填充，就能实现高于其他接触方式的温度传导性能和一致性，成品厚度薄，生产工艺简单，成本低，可快速实现批量化生产，精度和稳定性控制好。
Description
技术领域
本发明涉及发热器领域，尤其涉及一种带温度传感器的发热器，以及该发热器的制备方法。
背景技术
传统发热器因为工艺制程的问题，始终会存在个体差异，为了获得精准的加热温度，常规的做法是采用负反馈机制，发热器工作发热的同时，温度传感器读取当前发热器温度，如果还没到目标值，则系统继续发热，如果到了目标值或者超过目标值，则停止发热，等温度下降到目标值以下时，继续使发热器工作发热。也有PID控制等方式来控制发热器工作。无论何种控制方式，发热器工作温度的精准度很大程度上取决于读取温度的准确性。而读取温度的准确性除了取决于温度传感器本身的精度以外，极为重要的一点就是传感器与发热器的温度传导要尽可能良好和一致。才能获得比较精准和一致性比较高的温度控制效果。
现有的温度传感器有铂电阻、数字温度传感器、引脚封装NTC电阻和贴片封装NTC电阻等。圆柱封装的铂电阻和引脚封装NTC电阻这类器件，因为其外形没有较为平整的平面，比较难与平面加热器件紧贴，所以常见的接触方式有点胶水或者涂抹导热硅脂材料等。此种连接方式缺点在于批量生产时个体差异比较大，基本是手工操作。胶水或者导热硅脂在某些特定场景例如医疗用途时，存在加热后有毒物质溢出的风险。某些数字温度传感器，因其有一个面是平面，因此常见做法是通过结构设计使其平贴于加热器件表面。此种连接方式缺点在于对结构要求很高，需要使数字温度传感器的平面紧贴发热器件。在结构存在公差或者松动时，传感器与发热器件之间温度传递就会出现问题，导致温度控制精度下降，批量个体差异变大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带温度传感器的发热器及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种带温度传感器的发热器，包括基板，在所述基板上印刷发热材料，所述发热材料连接发热焊盘，在所述基板上还印刷有一对走线，所述走线一端连接测温焊盘，另一端连接温度传感器焊盘，所述温度传感器焊盘上焊接温度传感器。
作为优选的技术方案，还包括盖板，所述盖板用以封装所述基板，并在相应位置预留发热焊盘、测温焊盘和温度传感器焊盘的孔位。
作为优选的技术方案，在所述发热焊盘上焊接第一引脚，所述第一引脚与加热电源连接；在所述测温焊盘上焊接第二引脚，所述第二引脚与控制电路相连。当然，发热焊盘也可以通过其他方式与加热电源连接，例如通过顶针方式。测温焊盘与控制电路的连接方式也类似。
所述基板可以根据使用需要做成任意形状，作为优选的技术方案，所述基板为圆盘形。
所述温度传感器可以选用任意一种可贴片焊接的传感器，作为优选的技术方案，所述温度传感器为NTC电阻。
作为优选的技术方案，所述温度传感器焊盘位于所述基板的中心。
所述发热焊盘和测温焊盘的位置可以根据需要布局，作为优选的技术方案，所述发热焊盘和测温焊盘位于所述基板的两端。
本发明还提供一种上述带温度传感器的发热器的制备方法，包括如下步骤：在基板上印刷发热材料和一对走线；在所述发热材料上制作形成发热焊盘，在所述走线的一端制作形成测温焊盘，在所述走线的另一端制作形成温度传感器焊盘并焊接温度传感器。
作为优选的技术方案，带温度传感器的发热器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，在所述基板上印刷发热材料和一对走线，在所述发热材料上制作
形成发热焊盘，在所述走线的一端制作形成测温焊盘，在所述走线的另一
端制作形成温度传感器焊盘；
步骤二，在盖板上预留发热焊盘、测温焊盘和温度传感器焊盘的孔位，将
所述盖板盖在所述基板上，高温烧结成一体；
步骤三，在相应的预留孔位上分别焊接第一引脚、第二引脚和温度传感器。
作为优选的技术方案，所述温度传感器为NTC电阻。
作为优选的技术方案，所述温度传感器采用SMT工艺进行焊接。
本发明通过在传统发热器件上加设走线并直接焊接温度传感器，无需复杂的结构限制或者胶水或者其他导热介质填充，就能实现高于其他接触方式的温度传导性能和一致性，成品厚度薄，生产工艺简单，成本低，可快速实现批量化生产，精度和稳定性控制好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的俯视结构示意图；
图2是本发明实施例的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例中基板内部的结构示意图；
图4是本发明实施例中盖板的结构示意图；
图5是本发明实施例中NTC电阻焊接后的局部放大示意图；
图6是本发明实施例中NTC电阻焊接后的局部放大的侧视图。
图中：1-基板；11-发热材料；2-发热焊盘；21-第一引脚；3-走线；4-测温焊盘；41-第二引脚；5-盖板；6-温度传感器焊盘；61-NTC电阻。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。
如图1～图6所示，一种带温度传感器的发热器，包括基板1和盖板5，基板1为圆盘形，在所述基板1上印刷发热材料11，组成特定绕线图形，所述发热材料11连接发热焊盘2，并通过焊接在所述发热焊盘2的第一引脚21与加热电源连接，在所述基板1上还印刷有一对走线3，所述走线3与所述发热材料11不重叠。走线3和发热材料11也可以重叠，例如发热材料的地线回路可以与NTC电阻61的地线回路共用一个引脚，做成3引脚输出。所述走线3的一端连接测温焊盘4，并通过焊接在所述测温焊盘4上的第二引脚41与控制电路相连，另一端上制作形成温度传感器焊盘6，然后在所述温度传感器焊盘6上焊接NTC电阻61；所述盖板5用以封装所述基板1，盖板5为可选部件，根据实际需要在某些场合也可以不加装盖板5，盖板5与基板1形状相互匹配，并在相应位置预留发热焊盘2、测温焊盘4和温度传感器焊盘6的孔位。所述温度传感器焊盘6位于所述基板1的中心，也可以根据需要安装在基板1的其他部位，所述发热焊盘2和测温焊盘4位于所述基板1的两端，也可以根据需要安装在其他部位，通过设计引线位置和温度传感器焊盘6的位置调整NTC电阻61、发热焊盘2和测温焊盘4的安装部位。
本发明带温度传感器的发热器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，在所述基板1上印刷发热材料11和一对走线3，在所述发热材料11上制作形成发热焊盘2，在所述走线3的一端制作形成测温焊盘4，在所述走线3的另一端制作形成温度传感器焊盘6；
步骤二，在所述盖板5上预留发热焊盘2、测温焊盘4和温度传感器焊盘6的孔位，将所述盖板5盖在所述基板1上，高温烧结成一体；
步骤三，在相应的预留孔位上分别焊接第一引脚21、第二引脚41和NTC电阻61，所述NTC电阻61采用SMT工艺进行焊接。
本发明的工作原理如下：控制电路根据读取到NTC温度传感器的值，控制输出到发热材料11上功率和开关情况，使得发热材料11的温度稳定在目标设置温度附近。从而实现发热器的连续自动控温工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种带温度传感器的发热器，其特征在于，包括基板(1)，在所述基板(1)上印刷发热材料(11)，所述发热材料(11)连接发热焊盘(2)，在所述基板(1)上还印刷有一对走线(3)，所述走线(3)一端连接测温焊盘(4)，另一端连接温度传感器焊盘(6)，所述温度传感器焊盘(6)上焊接温度传感器(61)。
2.如权利要求1所述的一种带温度传感器的发热器，其特征在于，还包括盖板(5)，所述盖板(5)用以封装所述基板(1)，并在相应位置预留发热焊盘(2)、测温焊盘(4)和温度传感器焊盘(6)的孔位。
3.如权利要求1所述的带温度传感器的发热器，其特征在于，在所述发热焊盘(2)上焊接第一引脚(21)，所述第一引脚(21)与加热电源连接；在所述测温焊盘(4)上焊接第二引脚(41)，所述第二引脚(41)与控制电路相连。
4.如权利要求1所述的带温度传感器的发热器，其特征在于，所述温度传感器(61)为NTC电阻。
5.如权利要求1所述的带温度传感器的发热器，其特征在于，所述温度传感器焊盘(6)位于所述基板(1)的中心。
6.如权利要求3所述的带温度传感器的发热器，其特征在于，所述发热焊盘(2)和测温焊盘(4)位于所述基板(1)的两端。
7.一种带温度传感器的发热器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在基板(1)上印刷发热材料(11)和一对走线(3)，在所述发热材料(11)上制作形成发热焊盘(2)，在所述走线(3)的一端制作形成测温焊盘(4)，在所述走线(3)的另一端制作形成温度传感器焊盘(6)并焊接温度传感器(61)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在所述基板(1)上印刷发热材料(11)和一对走线(3)，在所述发热材料(11)上制作形成发热焊盘(2)，在所述走线(3)的一端制作形成测温焊盘(4)，在所述走线(3)的另一端制作形成温度传感器焊盘(6)；
步骤二，在盖板(5)上预留发热焊盘(2)、测温焊盘(4)和温度传感器焊盘(6)的孔位，将所述盖板(5)盖在所述基板(1)上，高温烧结成一体；
步骤三，在相应的预留孔位上分别焊接第一引脚(21)、第二引脚(41)和温度传感器(61)。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述温度传感器(61)为NTC电阻。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述温度传感器(61)采用SMT工艺进行焊接。
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