CN109041288B - 一种远红外发射器件、阵列及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远红外发射器件，包括绝缘层和设置于所述绝缘层顶面上的远红外发射体；所述绝缘层包括两个相互电绝缘的电极区；每一所述电极区包括位于所述绝缘层顶面的顶部电极、和位于所述绝缘层底面的底部电极，每一所述电极区内的所述顶部电极与所述底部电极通过一侧面电极电连接；所述远红外发射体与两个所述电极区的所述顶部电极电连接。本发明的远红外发射器件解决了现有技术中片状发射体工作时漏电流过大的问题，提高器件的发热效率，以及提高远红外理疗产品的穿戴舒适性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及理疗产品领域，尤其涉及一种远红外发射器件、阵列及制备方法。
背景技术
随着社会的进步，人们分工变得越来越细，很多人长期从事着单一的工作，比如电脑工作者、司机或低头族等，学习、工作和生活压力的增大，往往会导致人们对身体健康缺乏重视。长时间久坐，缺乏必要身体锻炼，导致现代人身体机能不断下降，出现各种肌肉酸痛、颈椎腰椎、肌肉劳损等问题。
片状远红外发射体由于升温速度快、发热均匀及散热面大等特点得到了迅速的推广。当前市面上的远红外理疗产品，如远红外热理疗护膝、护颈和眼罩等，大多采用大面积的多个片状远红外发射体并联的方式。但是大面积的片状远红外发射体工作时，存在漏电流过大的问题，影响产品的发热效率，漏电流的累积可能导致发射体表面瞬时漏电流过大，成为潜在的安全隐患。此外，采用大面积的片状远红外发射体的远红外理疗产品还存在透气性差，柔韧性差等问题，影响穿戴的舒适度。
发明内容
本发明提供一种远红外发射器件、阵列及制备方法，以解决现有技术中采用片状远红外发射体的远红外理疗产品存在漏电流过大、透气性差及穿戴的舒适度不佳的问题。
第一方面，本发明实施例提供了远红外发射器件，包括绝缘层和设置于绝缘层顶面上的远红外发射体；
绝缘层包括两个相互电绝缘的电极区；每一电极区包括位于绝缘层顶面的顶部电极、和位于绝缘层底面的底部电极，每一电极区内的顶部电极与底部电极通过一侧面电极电连接；
远红外发射体与两个电极区的顶部电极电连接。
可选的，侧面电极包覆该侧面电极所在的绝缘层侧面。
可选的，每一电极区的顶部电极、底部电极以及电连接顶部电极和底部电极的侧面电极构成U型结构，侧面电极为U型结构的底部。
可选的，侧面电极为向绝缘层内部凹陷的圆弧柱面。
可选的，远红外发射体位于两个顶部电极之间，上表面平行于或低于顶部电极的上表面，或远红外发射体覆盖整个绝缘层顶面，上表面高于顶部电极的上表面。
可选的，远红外发射体包括粘结剂和石墨烯粉末。
第二方面，本发明实施例还提供了一种远红外发射器件阵列，该远红外发射器件阵列包括至少四个如本发明第一方面任意所述的远红外发射器件；
在列方向上，所有远红外发射器件的两个顶部电极分别对应电连接；所有远红外发射器件的两个底部电极分别对应电连接；
在行方向上，相邻的两个远红外发射器件的侧面电极围合形成一导电孔或导电槽。
第三方面，本发明实施例还提供了远红外发射器件的制备方法，该方法包括：
提供绝缘基板，所述绝缘基板包括至少两个阵列排布的器件单元区域；
在绝缘基板的顶面，每个器件单元区域内形成两个相对的第一金属电极，在绝缘基板的底面第一金属电极正对的位置形成两个第二金属电极；
形成多个第三金属电极，第三金属电极贯穿绝缘基板，用于每一第三金属电极电连接一个第一金属电极和与该第一金属电极正对的第二金属电极；
在绝缘基板的顶面，每个器件单元区域内形成远红外发射层，远红外发射层与两个第一金属电极电连接；
在绝缘基板上沿行方向和/或列方向划片分割器件单元区域，得到远红外发射器件。
可选的，形成第三金属电极包括：
在第一金属电极上沿第一金属电极排布方向锣槽，形成一贯穿绝缘基板的凹槽，
在凹槽侧壁形成第三金属电极。
可选的，形成第三金属电极包括：
在第一金属电极上形成至少两个沿第一金属电极排布方向间隔分布的通孔；
在通孔侧壁形成第三金属电极。
本发明实施例提供的远红外发射器件，在绝缘层上设有两个相互电绝缘的电极区；每一电极区包括位于绝缘层顶面的顶部电极、和位于绝缘层底面的底部电极，每一电极区内的顶部电极与底部电极通过一侧面电极电连接，结构简单，便于实现微型化，克服现有技术中采用大面积片状远红外发射体的远红外理疗产品存在漏电流过大、透气性差及穿戴的舒适度不佳的问题，提高产品的发热效率和安全性能，同时提高远红外理疗产品的穿戴舒适性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种远红外发射器件的俯视图；
图2为图1中所示的远红外发射器件沿剖面线A-A’的剖面图；
图3为本发明实施例一提供的另一种远红外发射器件的俯视图；
图4为图3中所示的远红外发射器件沿剖面线B-B’的剖面图；
图5为本发明实施例一提供的又一种远红外发射器件的俯视图；
图6为图5中所示的远红外发射器件沿剖面线C-C’的剖面图；
图7为本发明实施例一提供的又一种远红外发射器件的剖面图；
图8为本发明实施例二提供的一种远红外发射器件阵列的俯视图；
图9为本发明实施例二提供的另一种远红外发射器件阵列的俯视图；
图10为本发明实施例提供的远红外发射器件的制备方法的流程图；
图11为在绝缘基板上锣槽后的示意图；
图12为在绝缘基板上通过锣槽方式形成第三电极的示意图；
图13为在绝缘基板上钻孔后的示意图；
图14为在绝缘基板上通过钻孔方式形成第三电极的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
实施例一
本发明实施例一提供了一种远红外发射器件，该远红外发射器件可用于远红外理疗以及用于加热。图1为本发明实施例一提供的一种远红外发射器件的俯视图，图2为图1中所示的远红外发射器件沿剖面线A-A’的剖面图，如图1和图2所示，该远红外发射器件包括绝缘层100和设置于绝缘层顶面上的远红外发射体200。
绝缘层100包括两个相互电绝缘的电极区；每一电极区包括位于绝缘层100顶面的顶部电极301、和位于绝缘层100底面的底部电极302，每一电极区内的顶部电极301与底部电极302通过一侧面电极303电连接。示例性的，如图2所示，每一电极区内，顶部电极301和底部电极302分别位于绝缘层100的顶面和底面，且正对设置。
远红外发射体200位于所述绝缘层100的顶面，且与两个电极区的顶部电极301电连接。当电流自底部电极302经侧面电极303和顶部电极301流过远红外发射体时，产生与人体自身发出的红外光波段吻合的，波长为5μm-15μm的远红外光波。
具体应用时，可以通过表面贴装方式，将若干该远红外发射器件贴附到待贴装的PCB线路板(例如柔性线路板)上，底部电极与PCB线路板上的线路电连接。由于该远红外发射器件结构简单，尺寸小(可实现1mm以下)，远红外发射体工作时，漏电流较小；此外，由于单个器件的尺寸很小，因此，不会影响产品的柔韧性和透气性。
本发明实施例提供的远红外发射器件，在绝缘层上设有两个相互电绝缘的电极区；每一电极区包括位于绝缘层顶面的顶部电极、和位于绝缘层底面的底部电极，每一电极区内的顶部电极与底部电极通过一侧面电极电连接，结构简单，便于实现微型化，克服现有技术中采用大面积片状远红外发射体的远红外理疗产品存在漏电流过大、透气性差及穿戴的舒适度不佳的问题，提高产品的发热效率和安全性能，同时提高远红外理疗产品的穿戴舒适性。
可选的，如图1和图2所示，侧面电极303位于绝缘层100的侧面，且包覆该侧面电极303所在的整个侧面。
图3为本发明实施例一提供的另一种远红外发射器件的俯视图，图4为图3中所示的远红外发射器件沿剖面线B-B’的剖面图，可选的，如图3和图4所示，侧面电极303为向绝缘层100内部凹陷的半圆柱面，顶部电极301与对应的底部电极302通过该半圆柱面电连接。侧面电极303位于绝缘层100的侧面，且包覆该侧面电极303所在的侧面的部分区域。需要说明的是，圆弧柱面也可以是1/4圆柱面，或整个圆柱面。
可选的，如图3和图4所示，圆弧柱面形成的凹槽内填充有绝缘材料400。绝缘材料400包括树脂或绿油等，绝缘材料400的不超出绝缘层100的上下表面。这样填充的好处在于在后续器件封装的时候，加强封装材料与绝缘层100的结合力，提高密封性能。
可选的，如图2和图4所示，每一电极区的顶部电极301、对应的底部电极302以及电连接顶部电极301和底部电极302的侧面电极303构成U型结构，侧面电极303为U型结构的底部。
可选的，如图1-4所示，远红外发射体200位于两个顶部电极301之间，上表面平行于或低于顶部电极301的上表面。
图5为本发明实施例一提供的又一种远红外发射器件的俯视图，图6为图5中所示的远红外发射器件沿剖面线C-C’的剖面图，可选的，如图5和图6所示，远红外发射体200覆盖整个绝缘层100顶面，上表面高于顶部电极301的上表面。
可选的，在上述实施例的基础上，本发明实施例中的远红外发射器件还包括保护层，设置于远红外发射体上，用于保护所述远红外发射体。图7为本发明实施例一提供的又一种远红外发射器件的剖面图，示例性的，如图7所示，保护层500涂覆于器件表面，包覆远红外发射体200，以隔绝外界的水汽等，同时，增加远红外发射体200与绝缘层100结合的牢靠性。
可选的，远红外发射体包括粘结剂和石墨烯粉末。其中粘结剂可以为硅橡胶、硅树脂、树脂、PVC等材料，粘结剂和石墨烯粉末按照一定的比重混合均匀后，可通过涂布的方式，形成在绝缘层顶面，并经过加温硬化形成远红外发射体。可选的，石墨烯粉末的粒径为20nm-50nm。
实施例二
本发明实施例二还提供了一种远红外发射器件阵列，该远红外发射器件阵列包括至少四个如本发明实施例一任意所述的远红外发射器件。
图8为本发明实施例二提供的一种远红外发射器件阵列的俯视图，示例性的，如图8所示，该远红外发射器件阵列包括4个阵列排布的器件单元，每个器件单元包括4个远红外发射器件。每个器件单元中，在列方向上，所有远红外发射器件的两个顶部电极分别对应电连接，形成两个平行第一金属电极310，所有远红外发射体连成一片，位于两个平行第一金属电极310之间；类似的，所有远红外发射器件的两个底部电极分别对应电连接，形成两个平行第二金属电极。
在行方向上，相邻的两个远红外发射器件的侧面电极围合形成一导电孔或导电槽。示例性的，如图8所示，行方向上，相邻的两个器件单元中，两相邻的远红外发射器件的侧面电极围合成一导电槽，4个导电槽互通，形成一沿长条形导电槽101。
在划片时，沿图8中所示的划线(虚线所示)进行横向和纵向划片，最终得到如图1和图2所示的远红外发射器件。
图9为本发明实施例二提供的另一种远红外发射器件阵列的俯视图，如图9所示，该远红外发射器件阵列包括6个阵列排布的远红外发射器件，在列方向上，所有远红外发射器件的两个顶部电极分别对应电连接，形成两个平行第一金属电极310，所有远红外发射体连成一片，位于两个平行第一金属电极310之间；类似的，所有远红外发射器件的两个底部电极分别对应电连接，形成两个平行第二金属电极。
在行方向上，相邻的两个远红外发射器件的侧面电极围合形成一导电孔或导电槽。示例性的，如图9所示，行方向上，相邻的两个远红外发射器件的侧面电极围合成一导电孔102。
在划片时，沿图9中所示的划线(虚线所示)进行横向和纵向划片，最终得到如图3和图4所示的远红外发射器件。
实施例三
本发明实施例三提供了一种远红外发射器件的制备方法，图10为本发明实施例提供的远红外发射器件的制备方法的流程图，如图10所示，该方法包括：
S101：提供绝缘基板，绝缘基板包括至少两个阵列排布的器件单元区域。
S102：在绝缘基板顶面的每个器件单元区域内形成两个相对的第一金属电极，在绝缘基板底面第一金属电极正对的位置形成两个第二金属电极。
S103：形成多个第三金属电极，第三金属电极贯穿绝缘基板，每一第三金属电极电连接一个第一金属电极和与该第一金属电极正对的第二金属电极。
其中，形成第三电极可以有多种方式，本发明实施例以锣槽方式和钻孔方式为例，对本发明进行说明。图11为在绝缘基板上锣槽后的示意图，可选的，如图11所示，绝缘基板10划分为4个阵列排布的器件单元区域P，在绝缘基板10的顶面，每个器件单元区域P内形成两个相对的第一金属电极310，类似的，在绝缘基板的底面第一金属电极310正对的位置形成两个第二金属电极。在第一金属电极310上沿第一金属电极310排布方向锣槽，形成一贯穿绝缘基板10的凹槽1011，示例性的，在行方向上，相邻的两个器件单元中，相邻的第一金属电极310共用一个凹槽1011。
图12为在绝缘基板上通过锣槽方式形成第三电极的示意图，如图12所示，通过沉积方式，在凹槽1011的侧壁形成第三金属电极330，连接第一金属电极310和该第一金属电极310对应的第二金属电极。
图13为在绝缘基板上钻孔后的示意图，可选的，如图13所示，绝缘基板10划分为2个阵列排布的器件单元区域P，在绝缘基板10的顶面，每个器件单元区域P内形成两个相对的第一金属电极310，类似的，在绝缘基板的底面第一金属电极310正对的位置形成两个第二金属电极。在第一金属电极310上形成3个沿第一金属电极310排布方向间隔分布的通孔1021，示例性的，在行方向上，相邻的两个器件单元中，相邻的第一金属电极310共用一个通孔1021。
图14为在绝缘基板上通过钻孔方式形成第三电极的示意图，如图14所示，通过沉积方式，在通孔1021的侧壁形成第三金属电极330，连接第一金属电极310和该第一金属电极310对应的第二金属电极。
S104：在绝缘基板的顶面，每个器件单元区域内形成远红外发射层，远红外发射层与两个第一金属电极电连接。
每个器件单元区域内，远红外发射层20形成在两个第一金属电极310之间，且与两个第一金属电极310电连接。示例性的，可以采用钢网印刷或塑封的方式形成远红外发射层，本实施例中以钢网印刷的方式为例进行介绍。具体的，将形成有电极的绝缘基板安放在工作台上，然后安放钢网，定位插销穿过相应的定位槽，以固定钢网。将混合均匀的含有石墨烯的硅橡胶涂布在钢网上，用刮刀按一定的方向在钢网上刮过，将含有石墨烯的硅橡胶印刷在每个器件单元区域内两个第一金属电极310之间，形成远红外发射层20。移开钢网，然后对远红外发射层20进行加温固化。形成如图8和图9所示的远红外发射器件阵列。
S105：在绝缘基板上沿行方向和/或列方向划片分割器件单元区域，得到远红外发射器件。
沿图8中所示的划线L进行横向和纵向划片，最终得到如图1和图2所示的远红外发射器件。沿图9中所示的划线L进行横向和纵向划片，最终得到如图3和图4所示的远红外发射器件。
可选的，在划片得到单个远红外发射器件后，可以对单个远红外发射器件进行检查、测试、编带，真空包装。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种远红外发射器件，其特征在于，包括绝缘层和设置于所述绝缘层顶面上的远红外发射体；
所述绝缘层包括两个相互电绝缘的电极区；每一所述电极区包括位于所述绝缘层顶面的顶部电极、和位于所述绝缘层底面的底部电极，每一所述电极区内的所述顶部电极与所述底部电极通过一侧面电极电连接；
所述远红外发射体与两个所述电极区的所述顶部电极电连接；
每一所述电极区的所述顶部电极、底部电极以及电连接所述顶部电极和所述底部电极的所述侧面电极构成U型结构，所述侧面电极为所述U型结构的底部；
所述远红外发射体位于两个所述顶部电极之间，上表面平行于或低于所述顶部电极的上表面，或所述远红外发射体覆盖整个所述绝缘层顶面，上表面高于所述顶部电极的上表面。
2.根据权利要求1所述的远红外发射器件，其特征在于，所述侧面电极包覆该侧面电极所在的绝缘层侧面。
3.根据权利要求1所述的远红外发射器件，其特征在于，所述侧面电极为向所述绝缘层内部凹陷的圆弧柱面。
4.根据权利要求1所述的远红外发射器件，其特征在于，所述远红外发射体包括粘结剂和石墨烯粉末。
5.一种远红外发射器件阵列，其特征在于，包括至少四个如权利要求1-4任一所述的远红外发射器件；
在列方向上，所有远红外发射器件的两个所述顶部电极分别对应电连接；
在行方向上，相邻的两个远红外发射器件的侧面电极围合形成一导电孔或导电槽。
6.一种用于制备远红外发射器件的制备方法，其特征在于，
提供绝缘基板，所述绝缘基板包括至少两个阵列排布的器件单元区域；
在所述绝缘基板顶面的每个所述器件单元区域内形成两个相对的第一金属电极，在所述绝缘基板底面所述第一金属电极正对的位置形成两个第二金属电极；
形成多个第三金属电极，所述第三金属电极贯穿所述绝缘基板，每一所述第三金属电极电连接一个第一金属电极和与该第一金属电极正对的第二金属电极；
在所述绝缘基板的顶面，每个所述器件单元区域内形成远红外发射层，所述远红外发射层与所述两个第一金属电极电连接；
在所述绝缘基板上沿行方向和/或列方向划片分割所述器件单元区域，得到所述远红外发射器件。
7.根据权利要求6所述远红外发射器件的制备方法，其特征在于，所述形成第三金属电极包括：
在所述第一金属电极上沿所述第一金属电极排布方向锣槽，形成一贯穿所述绝缘基板的凹槽，
在所述凹槽侧壁形成所述第三金属电极。
8.根据权利要求6所述远红外发射器件的制备方法，其特征在于，所述形成第三金属电极包括：
在所述第一金属电极上形成至少两个沿所述第一金属电极排布方向间隔分布的通孔；
在所述通孔侧壁形成所述第三金属电极。
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