CN109770443A - 一种电控制释放电子烟液的储液装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电控制释放电子烟液的储液装置，其包括：储液部件(102)，其包括储液芯片(1021)、PCB板(1022)、导线(1023)和储液芯片支撑件(1024)，储液芯片支撑件(1024)上设有容纳PCB板(1022)的PCB板容纳槽(1026)，储液芯片(1021)通过导线(1023)固定在PCB板(1022)上。本发明在储液芯片上设置若干个储液仓，可以在储液仓中放置不同口味的电子烟液，实现一个雾化器雾化多种不同口味的烟液，增加消费者的抽吸体验。
Description
技术领域
本发明属于电子烟技术领域，特别涉及一种电控制释放电子烟液的储液装置。
背景技术
现有电子烟雾化器无论是储液棉式或储液仓式，还是封闭式或可重复注油式，均存在以下问题：(1)抽吸时如需改变烟液口味，需要更换雾化器或者重新填充烟液，前者需要在产品中配置多个雾化器，增加整体产品的体积和重量，而且不便于消费者随身携带和随时更换，后者通常只能填充相同口味烟液，一方面增加了消费者填充烟液的步骤，另一方面如要抽吸不同口味，需要购买不同口味的产品，增加消费成本；(2)雾化器储液装置中的烟液在存放和使用过程中，整体性质不可控，特别是类似烟碱等物质容易发生氧化变质，经常出现口味改变的情况，此时只能更换雾化器或重注烟液；(3)目前很多消费者倾向于选择混合口味，主要是通过购买不同口味烟液进行口味调配后抽吸，这种方式更适用于电子烟老烟民或调香内行人士，而对于电子烟新手或不熟悉调香的人士，操作难度较大；(4)雾化器中的导液棉、储液棉等材料在高温下有烧焦的可能性，不但影响抽吸口感而且还会带来健康风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电控制释放电子烟液的储液装置，其有效解决了现有电子烟储液芯片存储烟液的口味单一、电子烟液性质不稳定、雾化器中导液棉、储液棉高温下存在烧焦的问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明第一方面涉及一种电控制释放电子烟液的储液装置，其包括：
储液部件102包括储液芯片1021、PCB板1022、导线1023和储液芯片支撑件1024，储液芯片支撑件1024上设有容纳PCB板1022的PCB板容纳槽1026，储液芯片1021通过导线1023固定在PCB板1022上。
本发明中，储液芯片1021采用MEMS技术和原理制造，储液芯片1021的材质为硅或聚合物，其中硅优选单晶硅、聚合物优选玻璃化温度超过250℃的聚合物(典型的如含氟聚合物、聚酰亚胺、耐高温聚苯并咪唑)；储液芯片1021包含有若干个储液仓10214，且储液仓10214的容积为纳升级至微升级；储液芯片1021的尺寸和储液仓10214的数量可根据雾化器和电子烟的尺寸大小进行设计。
本发明优选的实施方案中，储液芯片1021依次包括以下各层(如图2所示)：绝缘层10212、硅衬底层10215和绝缘密封层10216，储液芯片1021上开设有若干个贯穿绝缘层10212和硅衬底层10215的储液仓10214，储液仓10214的开口端用金属膜10211密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。
本发明中，外部电源为锂电池或其他类型可充电微型电池；控制系统包括计时器、信号分离器、微处理器和输入源(如内存源)、单通道接收器等；也可采用自动测试器，通过对电容器电压编程来使其放电，当检测到电流减小时，在设定时间或立即完成储液仓触发后切断电流。
本发明优选的实施方案中，所有的密封件和支撑件均采用耐高温、耐腐蚀保温绝缘材料制成。
本发明中，储液仓10214的容积可以为纳升至微升级，内径和深度从数十微米至数百微米，金属膜10211的厚度从数微米至数百微米，储液仓10214数量从1个至几千个不等。
本发明中，对于安装金属膜硅基储液装置，其工作原理如下：
电源、控制电路和储液芯片1021电导通，选择性在部分或全部金属膜10211阳极施加电压，使得部分或全部金属膜10211电化学溶解后释放出储液仓10214中的烟液10213，同时选择与溶解掉金属膜10211相对应的发热元件通电加热雾化烟液，以实现烟液的定点定量释放，极大提高了烟液释放量的选择性；
本发明中的储液芯片1021可以储存固态、液态或凝胶态等各种不同形态的烟液，并且储液芯片1021为全封闭无可移动部件的储液芯片，大大减少了机械碰撞所造成的损坏；储液芯片1021的开口端采用金属膜10211密封固定，在烟液释放前处于与外界隔绝的状态，避免烟液中的容易发生氧化的物质(比如烟碱)被氧化，使得烟液在被消费者抽吸前不会变质，口味不会出现改变。
本发明在储液芯片上设置若干个储液仓10214，可以在储液仓10214中放置不同口味的电子烟液10213，实现一个雾化器雾化多种不同口味的烟液10213，增加消费者的抽吸体验；同时由于雾化芯的体积小(5mm×5mm×1mm左右或以下)，大大减小了电子烟的体积，提高其便携性，而且雾化芯的结构和装置更加模块化和集成化，易实现标准化装配。
本发明摒弃了传统的采用导液棉进行导出烟液10213后再利用加热元件进行加热雾化烟液10213的方法，采用电控制释放的方式将储液仓10214开口端的密封膜电化学溶解掉加热雾化烟液10213，避免了采用导液棉所带来的高温下导液棉烧焦的风险。
本发明采用微机电技术，可以有针对性的部分或全部加热雾化储液仓10214中的烟液10213，消费者可以根据个人喜好选择自己所喜好的口味烟液10213进行加热雾化，真正做到电子烟的个性化抽吸体验。
本发明中的部件可以为一次性使用(抛弃型)，也可简单拆卸组装更换，给消费者提供多种便利；对于储液芯片中的聚合物材料，可选择可降解聚合物材料，既能降低成本又起到保护环境的作用。
本发明第二方面涉及一种金属膜硅基储液装置的制造方法，其包括如下步骤：
(a)、在硅衬底的两面上沉积绝缘材料层；
(b)、选择一面绝缘材料层进行光刻图案，暴露出硅衬底；
(c)、在暴露出的硅衬底上进行化学刻蚀，刻蚀出储液仓10214；
(d)、在未进行光刻图案的绝缘材料层的表面制作导电金属膜10211，导电金属膜10211作为阳极层；
(e)、围绕阳极形成阴极层；
(f)除去储液仓10214底部的绝缘材料层；
(g)、在储液仓10214中加入烟液10213；
(h)、用绝缘层10216将储液仓10214进行密封,得到包含烟液10213的金属膜硅基储液芯片。
上述制备步骤中，步骤(h)中用绝缘层10216密封储液仓10214，金属膜10211作为阳极，将金属膜分割开的绝缘材料层为阴极。
本发明可以采用注射、喷墨打印或旋转涂布的方式来向储液仓中填充烟液；用晶圆键合或其他方式密封储液仓10214，储液芯片1021的内部可以设置微型液位传感器、流量传感器、粘度传感器、温度传感器等监控储液仓中烟液性质的变化，以控制通断电路或控制施加在电极上的电压或电流大小。金属膜10211的表面可覆盖陶瓷等保护层以保护芯片内部的电路。
本发明中金属膜硅基储液芯片采用金属膜10211为储液仓10214的封口膜，该金属膜采用导电材料薄膜制成，如铜、金、银、锌、铂或钛，其可以通过机械、电子、磁、激光或其他方式来控制释放烟液。
本发明优选的实施方案中，衬底材料还可以是陶瓷、半导体和聚酰亚胺、硅橡胶、聚对二甲苯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、硅树脂等，其中，多晶硅和单晶硅、玻璃或塑料材质适合进行刻蚀或机械加工，本发明优选硅作为衬底材料。
本发明中，储液仓10214可以通过刻蚀或机械加工而成，其形状可以是四方锥形或圆锥形等。根据所需的几何构型将金属沉积在储液仓10214的开口端，得到金属膜10211作为密封膜，其控制着烟液10213从储液仓10214中释放的时间，同时金属膜10211作为阳极使用。本发明通过机械、电子、磁、激光或其他方式来控制释放储液仓10214中的烟液10213。当采用金属膜10211作为密封膜时，本发明采用电化学溶解方式打开金属膜10211。
本发明中，阴极可根据装置和电极控制方式，设计不同的尺寸和布局，储液芯片1021整个表面的绝缘层10212可作为阴极，金属膜(阳极)10211和阴极共同组成储液芯片电路。电极控制方式包括恒压控制和恒流控制两种方式，恒压控制是在金属膜10211开启过程中，电压保持恒定，恒流控制是在金属膜10211开启过程中，电流保持恒定。
本发明中，储液仓10214中的烟液10213可以是固态、液态或凝胶状。储液仓10214中烟液10213的口味可以是一种，也可以是多种。
本发明有益效果：
1.本发明的储液芯片可以储存固态、液态或凝胶态等各种不同形态的烟液，并且储液芯片为全封闭无可移动部件的储液芯片，大大减少了机械碰撞所造成的损坏；储液芯片的开口端采用金属膜密封固定，在烟液释放前处于与外界隔绝的状态，避免烟液中的容易发生氧化的物质(比如烟碱)被氧化，使得烟液在被消费者抽吸前不会变质，口味不会出现改变。
2.本发明在储液芯片上设置若干个储液仓，可以在储液仓中放置不同口味的电子烟液，实现一个雾化器雾化多种不同口味的烟液，增加消费者的抽吸体验；同时由于雾化芯的体积小(5mm×5mm×1mm左右或以下)，大大减小了电子烟的体积，提高其便携性，而且雾化芯的结构和装置更加模块化和集成化，易实现标准化装配。
3.本发明摒弃了传统的采用导液棉进行导出烟液后再利用加热元件进行加热雾化烟液的方法，采用电控制释放的方法将储液仓开口端的密封膜电化学溶解掉加热雾化烟液，本发明避免了采用导液棉所带来的高温下导液棉烧焦风险。
附图说明
图1为本发明装置储液装置的结构示意图；
图2a为实施例1中硅基储液芯片结构示意图，图2b为储液仓的放大结构示意图；
图3为实施例2中硅基储液芯片结构示意图；
图4为储液仓的密封膜为金属膜的硅基储液芯片的制造流程图；
图中：102-储液部件，1021-储液芯片，10211-金属膜，10212-绝缘层，10213-烟液，10214-储液仓，10215-硅衬底层，10216-绝缘密封层，10217-储液仓侧壁，10218-注油孔，10219-金属导电通路；1022-PCB板，1023-导线，1024-储液芯片支撑件，1025-第一螺孔，1026-PCB板容纳槽。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明的内容，而不是对本发明保护范围的进一步限定。
实施例1
本实施例涉及一种电控制释放电子烟液的储液装置，其包括：
储液部件102包括储液芯片1021、PCB板1022、导线1023和储液芯片支撑件1024，储液芯片支撑件1024上设有容纳PCB板1022的PCB板容纳槽1026，储液芯片1021通过导线1023固定在PCB板1022上；
本实施例中，储液芯片1021依次包括以下各层(如图2所示)：绝缘层10212、硅衬底层10215和绝缘密封层10216，储液芯片1021上开设有若干个贯穿绝缘层10212和硅衬底层10215的储液仓10214，储液仓10214的开口端用金属膜10211密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。
本实施例中，与金属膜10211连接的导电通路嵌入绝缘层10212之下。
实施例2
本实施例涉及一种电控制释放电子烟液的储液装置，其包括：
储液部件102包括储液芯片1021、PCB板1022、导线1023和储液芯片支撑件1024，储液芯片支撑件1024上设有容纳PCB板1022的PCB板容纳槽1026，储液芯片1021通过导线1023固定在PCB板1022上。
本实施例中，储液芯片1021依次包括以下各层(如图3所示)：绝缘层10212、硅衬底层10215和绝缘密封层10216，储液芯片1021上开设有若干个贯穿绝缘层10212和硅衬底层10215的储液仓10214，储液仓10214的开口端用金属膜10211密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。
本实施例中，与金属膜10211连接的金属导电通路10219嵌入绝缘层10212之上。
Claims (5)
1.一种电控制释放电子烟液的储液装置，其特征在于，其包括：
储液部件(102)，其包括储液芯片(1021)、PCB板(1022)、导线(1023)和储液芯片支撑件(1024)，储液芯片支撑件(1024)上设有容纳PCB板(1022)的PCB板容纳槽(1026)，储液芯片(1021)通过导线(1023)固定在PCB板(1022)上；储液芯片(1021)依次包括以下各层：绝缘层(10212)、硅衬底层(10215)和绝缘密封层(10216)，储液芯片(1021)上开设有若干个贯穿绝缘层(10212)和硅衬底层(10215)的储液仓(10214)，储液仓(10214)的开口端用金属膜(10211)密封固定，储液仓(10214)封闭端开设有注油孔(10218)。
2.根据权利要求1所述的电控制释放电子烟液的储液装置，其特征在于，通过在金属膜(10211)上施加电压，使得金属膜(10211)电化学溶解后释放出储液仓(10214)中的烟液(10213)。
3.根据权利要求1所述的电控制释放电子烟液的储液装置，其特征在于，储液仓(10214)中的烟液(10213)为固态、液态或凝胶状。
4.根据权利要求1所述的电控制释放电子烟液的储液装置，其特征在于，电极控制方式包括恒压控制和恒流控制两种方式，恒压控制是在金属膜(10211)开启过程中，电压保持恒定，恒流控制是在金属膜(10211)开启过程中，电流保持恒定。
5.根据权利要求1所述的电控制释放电子烟液的储液装置，其特征在于，金属膜(10211)用导电材料薄膜制成，其包括铜、金、银、锌、铂、钛中的一种或其中二者的合金。
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| CN201910245648.8A CN109770443A (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 一种电控制释放电子烟液的储液装置 |
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2019
- 2019-03-28 CN CN201910245648.8A patent/CN109770443A/zh active Pending
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