CN111788006A - 用于制造能电气运行的用于吸入器的加热体的方法 - Google Patents

用于制造能电气运行的用于吸入器的加热体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造能电气运行的、用于吸入器的方法，其中，半导体材料（5）基本上被板形地提供并且多个通道（8）基本上朝着板形的半导体材料的方向加工到半导体材料中，因而液体在通道中能导引穿过半导体材料。

Description

用于制造能电气运行的用于吸入器的加热体的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造能电气运行的、优选用于雾化液体的特别是平坦的加热体的方法，该加热体用于吸入器、特别是用于电子烟产品。
此外，本发明还涉及一种按照前述方法制造加热体以及带有这种加热体的晶圆。
背景技术
在WO 2014/037794 A2中公开了，提供用于电子烟产品的加热体作为微机电系统（MEMS）。为此，主要将硅作为可以考虑的材料。
US 2016/0007653 A1也公开了一种用于电子烟产品的MEMS加热体。
DE 10 2016 002 665 A1同样提到了一种用于电子烟产品的MEMS加热体。
US 6, 914, 220 B2公开了由硅来制造加热体，不过是用于气相色谱法。
在简单的金属螺旋加热体中、但原则上也在MEMS加热器中在雾化液体、所谓的烟油时出现的一些重要问题有：所谓的“干烧（Dry Puff）”，在干烧时，加热体是干的，这就是说在没有足够的液体量的情况下加热，这可能导致加热体受损，但特别是也导致有害成分从加热体材料出来；起泡沸腾，在起泡沸腾时，可能出现液体的局部过热和不均匀的加热，这另外可能导致液体的爆炸式的飞溅；加热加热体的与液体接触或不与液体接触的金属的成分或合金，此时可能出现金属成分或金属原子或金属离子的有害的排放和/或有害的催化作用；和对加热体的不够精确的电气控制，这在热力学上可能导致不同的液体成分、特别是有不一样高的沸点的不同的液体成分的分离的和/或以其它方式不期望的雾化行为。
发明内容
本发明的任务是，阐明一种用于制造加热体的方法，该方法简单地、成本低廉地并且能复制地推动了加热体的生产，加热体此外允许和确保了均匀地、能良好地电气控制地并且可控地以及可靠地加热基材、特别是在吸入器中的、特别是电子烟产品中的液体或所谓的烟油。
本发明用独立权利要求的特征解决该任务。
在此，本文开头所述类型的方法在创造性地解决所述任务时的出色之处在于，基本上板形地提供优选无金属的半导体材料并且将多个通道基本上沿着板形的半导体材料的平面法线的方向加工到半导体材料中，因而液体在通道中能穿过半导体材料地导引。
借助加热体的按本发明的制造，可以在避开金属成分、至少避开加热体的直接能与液体接触的“裸露的”金属成分的情况下，特别有利地避免可能出现金属成分或金属原子或金属离子的有害的排放和/或有害的催化作用，它们以损害健康的方式污染有待产生的烟雾或规定用于吸入的有待产生的气溶胶。
同时可以进一步有利地和金属的加热体一样可靠、均匀和精确地电气控制由半导体材料按本发明制造的加热体，特别是在温度控制方面。
按照一个特别有利的方面，加热体可以由一种有至少在工作范围内、例如在100℃和240℃之间的负温度系数（NTC）的材料构成或制成，这就是说，加热体的电阻随温度上升而变小。
通过在雾化器单元的额定温度范围内或工作范围内使用有特定电阻的负温度系数的材料，可以抑制热点或过热并且达到均匀的温度分布。有负温度系数的加热体可以微机械地简单地制造在半导体基板上。冷却不良的区域基于这个特征表明了较低的电阻并且因此表明了变小的热功率。因此抵消了较低的冷却。
这可以借助一个简化的示例证明。带有多个通道的加热体典型地由在额定温度T0下有名义上相同的电阻R0的n个串联的区段构成。一个区域、任意地为区域1，由于散热减少而经历了温度上升了DT。这个区域的电阻因此是R1 = R0（1+a*DT），其中，a指的是电阻的温度系数。
在电气的结构单元执行有电压U0的电压馈电的实施方式中，电压U1 = U0 * R1/（R1 +（n-1）*R0）通过这个电阻而下降，电压U2 = U0*R0/（R1 +（n-1）*R0）则通过区域的电阻下降。通过电阻的电流为I1 = U0/（R1 +（n-1）*R0）。与此相应地得出了针对第一区段的加热功率P1 = U1*I1 = U0^2 *R1/（R1 +（n-1）*R0）^2和针对其余部分的加热功率P2 =U2*I2 = U0^2 *R0/（R1 +（n-1）*R0）^2 。这个公式的线性化针对低温是允许的并且导致了P1 = U0^2/（n^2R0）*（1 + a*DT）和P2 = U0^2/（n^2R0）*（1-2a/n*DT）。标称加热功率为P0= U0^2/（n^2R0）。使用有负温度系数a＜0的材料因此减小了在区域1中的加热功率并且略微提高了在其余区域中的加热功率。温度因此总体上得以均匀化。
在电气的单元执行有电流I0的电流馈电的其它实施方式中，出现了类似的图像。现在在区域1上的电压U1 = I0*R1和在其余区域中的电压U2 = I0*R0下降。因此局部的加热功率为P1 = I0^2*R0*（1 + a*DT）和P2 = I0^2*R0 。在此，使用有负温度系数a <O的材料同样导致区域1中的加热功率降低并且导致其它区域中的加热功率不变，这同样意味着温度分布的均匀化。因此可以视控制方案而定有利地使用电压馈电和电流馈电。
多晶的半导体材料、例如多晶硅或碳化硅，优选适合作为有电阻的负电阻温度系数的材料用于加热体。在特定的情况下，有足够高的掺杂水平的活化能的单晶半导体材料也可以具有电阻的负温度系数。
加热体可以有利地由掺杂的半导体构成。这些表明了电导率的温度依赖性，电导率与T^（-3/2*exp（-Ea/2kT）成比例，其中Ea指的是受主能级并且k是玻尔兹曼常数。铟在硅中例如形成了Ea = 160 meV的受主能级，铊形成Ea = 246 meV的受主能级。掺杂铟或铊的硅作为加热体的优选的材料因此在雾化器单元的直至300℃的工作范围内具有负温度系数。其它有利的材料是Ea = 190 meV的铝掺杂碳化硅（SiC）或Ea = 285 meV的硼掺杂碳化硅。
NTC材料通常具有比金属更高的温度系数，因此能通过测量加热体的电阻明显更为精确地确定温度。加热体优选构造成电阻加热器。
如上问中已经简述的那样，按照本发明优选规定，基本上将硅、优选多晶硅用作半导体材料，其中，半导体材料优选通过掺杂至少部分在其电导率上有所改进。按照本发明还可以优选地规定，半导体材料是n掺杂的，优选在使用磷的情况下，其中，备选也可以例如用硼的p掺杂。
按本发明的方法的一种扩展设计方案规定，至少一个涂层在半导体材料的至少一侧上被至少部分施加到半导体材料上。
在此可以例如涉及由施加或生长到硅基底上的氧化硅和/或氮化硅构成的层。
此外可以施加特别是由光刻胶构成的光敏层，该光敏层通过曝光（光刻）借助掩膜被结构化。通过曝光的光刻胶（以合适的和本身公知的方式清除该光刻胶的经曝光的区域）优选产生了用于通过合适的蚀刻结构化半导体材料的蚀刻掩膜。
按照本发明优选规定，涂层是金属的。这也可以为了形成加热元件或加热面而发生，特别是例如在通道的区段中或通道的壁中是环形的情况下，其中，环形不应将通道的横截面限制为圆形，而是通常可以按环绕的形状的意思来理解。由此优选可以避免与有待雾化的液体接触的金属的接触面，使得金属面本身用钝化的或经钝化的层遮盖，例如用玻璃状的材料。尤其可以使用非金属并且温度稳定的材料，例如二氧化硅、氮化硅或石英玻璃。
不过尤其优选规定，半导体材料优选在使用金属的涂层的情况下配设有电触点，该金属的涂层紧接着如果需要的话可以在接触面上减少。
半导体材料可以至少部分被氧化，特别是也可以考虑设置由半导体氧化物构成的中间层或分离层。
在按本发明的方法中，可以设置流量控制层作为层或涂层，带有延伸穿过该流量控制层的贯通钻孔，贯通钻孔与通道连通。在此特别有利的是在液体和一个或每个贯通钻孔的内壁之间的接触角，可以通过施加能借助电压源产生的电压或由电压产生的电场加以改变。由此能有利地改变、特别是能停止和/或特别是通过减小或关断电压能释放通过贯通钻孔的流量。以这种方式可以实现微通道中的液体部分的精确的输送和测量以及实现回流保护及部分精确的和完全的雾化。在此优选利用了电润湿（electro wetting）效应。
有利地在流量控制层和基底之间设置带有延伸通过绝缘层的贯通开口的绝缘层。由此可以在雾化期间有效地防止在储液器中的或在流量控制层中的和在那里的流量钻孔中的液体的非期望的雾化。同样避免了到储液器中的不期望的传热。换句话说，可以优化到基底内的热量输入并且可靠地避免了在前置于基底的、含有液体的区段中的不期望的加热或甚至雾化。
按本发明的方法的另一个扩展设计方案规定，通道通过在半导体材料中的优选干法蚀刻形成。按照本发明，为此优选基本上使用反应性离子蚀刻（RIE = 反应性离子蚀刻，特别是DRIE = 干法反应性离子蚀刻）。针对带有通道的加热体的按本发明的制造过程，各向异性蚀刻是优选的，此时基本上垂直地从表面蚀刻到半导体材料中。
如之后还将说明的那样，按照本发明备选也可以进行湿法化学蚀刻。在此进行优选朝晶体方向的取向。在此也可以例如产生通道，所述通道在其纵剖面中看起来不是矩形的，而是更确切地呈梯形。
尤其也可能的是，通道从其出口侧起不同于从其入口侧地被蚀刻，其中，通过在两侧进行的隧道挖掘（Eintunnelung）最终建成了一条完全连贯的通道。例如可以从出口侧起进行干法蚀刻并且从出口侧起进行湿法蚀刻。
在RIE中基本上将半导体材料，这就是说优选晶圆递交到处理室中，更确切地说递交到用交流电压运行的电极上、特别是高频电极。在额外输入到处理室中的气体中，通过碰撞电离产生了等离子，等离子包含自由的电子和带电的离子。可以用正的电压半波供应电极，因此带负电的轻电子沉积在正电极上，正电极由此用高的负偏压充电，因为电子可能基于为此所需的逸出功不再离开电极。较重的并且没有追随高频半波的带正电的离子，然后运动到因此带负电的电极上，半导体材料配属于该电极。离子因此以如下方式蚀刻半导体材料，即，离子剥蚀半导体材料，这被称为物理蚀刻。此外，也可以发生化学蚀刻，在化学蚀刻时，自由基与材料发生反应。通过气体压力可以设定离子的自由的行程长度，其中，较长的路径导致了各向异性蚀刻，因为离子在较长的路径上可以沿垂直于半导体表面的方向运动。处理气体压力可以例如在1和100 Pa之间，其中，可以优选为各向异性蚀刻设置约4至8Pa、优选约6 Pa的气体压力。
按本发明的方法的下一个扩展设计方案的出色之处在于，通道从半导体材料的两侧开始被构造成流体可接近的。通过穿过半导体材料的整个厚度的时刻也可以从仅一个表面起实行。但也可以特别是从彼此相反的表面起对通道进行蚀刻，其中，这例如也可以以不同的横截面大小或纸巾从两侧进行，因而相应的通道在其走向变化上具有不同的直径，例如部分呈阶梯状或锥形。这可能有利于定向的液体导引和/或其分配。
通道优选构造得这样薄，使得用有待使用的液体出现了用于将液体输送通过通道的毛细力。优选涉及微通道并且按照本发明优选涉及微机电系统（MEMS）的制造。
因此优选这样来构造加热体，使得液体基于毛细力能在通道内再输送。在用于循环运行雾化器单元的按本发明的方法中，从稳定的平衡状态起先雾化液体。在接下来的再填充阶段中，液体借助毛细力再流动，以便替代已雾化的液体，直至再次达到初始状态。对加热电压的时间变化曲线的控制可以与这种循环的运行相适应。例如可以这样来脉冲加热电压，使得在再填充阶段中不会有加热电压施加在加热元件上，以避免加热元件在再填充阶段内过热。
鉴于尽可能均匀的温度分布的目的，有利地这样来设计加热体，使得引入较高的热功率以在有较高热量输出的区域中进行补偿。这可以例如借助有针对性地加工到加热体中的缩小结构和/或加宽结构实现。
用于加热体的加热电压Uh的频率和/或占空比优选与在微通道中产生的气泡的固有震荡和/或振荡的固有频率相适应。这是基于这样的认识，即，伴随例如借助导油绳结构的被动的毛细的液体输入的雾化，服从不同于伴随主动的、例如经分配或泵送输入液体的雾化的规律性。为了在此外还取决于液体到加热体的输送率的均匀的、无有害物质的烟雾产生的意义上优化雾化，有利地这样来脉冲驱控用于加热体的加热电压，使得输送率与微通道内在起泡沸腾期间的气泡产生的固有震荡相适应。
加热体的这种准备可能或者必然部分也已经在其制造工艺上以如下方式考虑到，即，预定加热体的某种特定的设计作为制造目标。
已经表明，在20 Hz和200 Hz之间的范围内的、优选在25 Hz和100 Hz之间的范围内的、还进一步优选在30 Hz和70 Hz的范围内的并且例如是50 Hz的优选的加热频率，涵盖了大部分合适的液体和液体混合物。
通过用于加热体的加热电压Uh产生的最大的加热电流同样优选不大于7 A，以便在避免过热的情况下确保浓缩的烟雾。
按照本发明，加热体配设有多个微通道，所述微通道将加热体的入口侧与出口侧导液地连接起来。入口侧优选能通过导油绳结构导液地与储液器连接。在制造加热体时就已经可以安装、成形在这个加热体处或者以其它合适的方式与这个加热体连接的导油绳结构，可以用于借助毛细力将液体被动地从储液器输送给加热体。
在此，多孔结构的每种毛细管合适的形式可以理解为和用作“导油绳”或“导油绳结构”，例如多孔的垫或无纺布。也可以考虑使多孔的纳米结构特别是直接生长或成长到加热体的入口侧上。
微通道的平均的直径优选处在5
Figure DEST_PATH_IMAGE002
m和200
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
m之间的范围内、进一步优选处在30
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
m和150
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
m之间的范围内、还进一步优选处在50
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAA
m和100
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAA
m之间的范围内。基于这个尺寸，有利地产生了毛细作用，因而在加热体的入口侧上进入微通道的液体通过微通道向上升，直到微通道用液体填充为止。也可以成为加热体的孔隙度的微通道与加热体的体积之比，例如处在10%和50%之间的范围内、有利地处在15%和40%之间的范围内、还进一步有利地处在20%和30%之间的范围内并且例如为25%。加热体的配设有微通道的面的棱边长度例如处在0.5 mm和3 mm之间的范围内。加热体的配设有微通道的面的尺寸可以例如为：0.95 mmx 1.75 mm或1.9 mm x 1.75 mm或1.9 mm x0.75 mm。加热体的棱边长度可以例如处在0.5mm和5 mm之间的范围内、优选在0.75 mm和4 mm之间的范围内、还进一步优选处在1 mm和3mm之间的范围内。加热体的面积（芯片尺寸）可以例如为1 mm x 3 mm或者2 mm x 3 mm或者1 mm x 2 mm。加热体的宽度优选处在1 mm和5 mm之间的范围内、进一步优选处在2 mm和4mm之间的范围内并且例如为3 mm。加热体的高度优选处在0.05 mm和1 mm之间的范围内、进一步优选处在0.1 mm和0.75 mm的范围内、还进一步优选处在0.2 mm和0.5 mm之间的范围内并且例如为0.3 mm。
微通道的数量优选处在4和100之间的范围内。以这种方式可以优化从基底到微通道中的热量输入并且实现了安全的高的雾化功率以及足够大的烟雾出口面积。
微通道可以以正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或其它形状的阵列的形式布置。所述阵列可以构造成有s列和z行的矩阵的形式，其中，s有利地处在2和50之间的范围内并且进一步有利地处在3和30之间的范围内和/或z有利地处在2和5之间的范围内并且进一步有利地处在3和30之间的范围内。以这种方式可以伴随安全的高的雾化功率实现微通道的有效的并且能简单地制造的布置。
微通道的横截面可以是正方形的、矩形的、多边形的、圆形的、椭圆形的或其它形状的，和/或沿纵向部分改变、特别是扩大、变小或保持恒定不变。
一个或每个微通道的长度优选处在100
Figure DEST_PATH_IMAGE003
m和1000
Figure DEST_PATH_IMAGE003A
m之间的范围内、进一步优选处在150
Figure DEST_PATH_IMAGE003AA
m和750
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAA
m之间的范围内、还进一步优选处在180
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAA
m和400
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAA
m之间的范围内并且例如为300
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAA
m。以这种方式可以在实现从加热体到微通道中的足够良好的热量输入的同时实现最优的液体吸收和份额形成。
两个微通道之间的间距优选至少是微通道的净直径的1.3倍，其中，所述间距涉及到两个彼此相邻的微通道的中轴线。间距可以优选是微通道的净直径的1.5倍至5倍、进一步优选2至4倍。以这种方式可以实现从基底到微通道中的最优的热量输入并且实现微通道的足够稳定的布置和壁厚。
基于前述特征，加热体也可以称为体积加热器。
如之前已经多次提到的那样，在按本发明的方法中优选规定，多个加热元件构造在晶圆上并且优选紧接着将各个加热体或成组的加热体从晶圆优选作为所谓的裸片（die）取出。
每个加热体在此优选具有晶圆的厚度，这同时对应其连续的通道的长度。晶圆的直径已知优选大致在包括约100 mm在内至包括约450 mm在内的范围内，还要更大的晶圆则是一种趋势。晶圆越大，那么就能用该晶圆制造更多的加热体并且无论如何加热体的单价原则上就越低，这完全是一个重要的经济参量，因为一个加热体或者一组加热体优选应当在闭合的料箱系统中在烟弹中提供并且在消耗物质之后清除。按本发明用于加热体的材料在此因此也具有这样的优点，即，它们能环保地清除并且必要时也能回收。
加热体可以有利地由晶圆的一些部分用薄膜层技术制造，加热体具有优选小于或等于1000
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAA
m、进一步优选750
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAA
m、还进一步优选小于或等于500
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAA
m的层厚。加热体的表面可以有利地是亲水的。加热体的出口侧可以有利地被微结构化或具有微凹槽（微槽）。
晶圆可以按照基本上制好的加热体区域这样分开（从“切片”“切割”），使得晶圆的区域（“裸片”）具有一个或多个加热体。
这种切片通常可以通过锯、划割和断裂或者也通过激光切割进行。这尤其可以精确地经机器控制地进行。在DGB工艺（“研磨前切片”）中，晶圆沿着裸片边界半深地切割并且然后在其经切割的侧面上保持在保持胶带上，而晶圆则在其未经切割的背侧处打磨和打薄到其目标材料厚度。
在所谓的“隐形”切片中，裸片的边界先是用激光弱化并且然后折断。尤其可以使用Nd:YAG激光器作为激光器，其优选脉冲式运行。通过使得激光器以1064 nm的波长运行，以便尽可能良好地与大小在1.11 eV或1117nm范围内的硅的电子的带隙相适应，使得可以通过聚焦激光器最大地吸收激光器能量。激光器的脉冲可以例如为约100 kHz并且晶圆可以例如以1 m/s的速度运动，以便达到沿裸片边界的一个必要时也能多次驶离的弱化线。在此可以将硅的几
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m3的小的体积区域在纳秒呢加热到约1000 K。
干法切片、特别是前述的隐形切片，正好对分离MEMS是有利的，即使甚至不是绝对必要的。尤其在按本发明提供原则上打孔的加热体时也是有利的，因为通过加工到加热体中的通道（或孔）使本来就可能易脆的半导体材料以一定的方式被弱化。因此谨慎的并且可控的切片是值得推荐的。
在此要提到的是，通道可以激光加工到半导体材料总，因而尽可能或者完全避免了蚀刻。通道备选也可以以其它合适的方式镗孔或冲裁到半导体材料中或者以其它方式机械地加工。
按本发明的方法的下一个扩展设计方案规定，一个加热体或多个加热体基本上作为裸芯片（所谓的“裸露的芯片”）继续使用。虽然单个的加热体或者成组的加热体也能以任意方式镶边，例如框住，以便无泄漏地集成到闭合的料箱系统中，但加热体因此作为芯片优选则在功能上为了雾化功能而保持裸露。
要求独立保护按本发明制造的加热体。
同样要求独立地保护一种特别是作为半成品的由半导体材料制成的晶圆，其按照本发明具有多个加热体或者适合作为加热体的元件或区域。
附图说明
接下来参考附图借助优选的实施方式详细阐释本发明。图中：
图1是按照根据本发明的方法制造的加热体的一个实施例的立体视图；
图2至6是按图1的加热体的制造过程的不同的、至少部分可选择的阶段；
图7至11在从上方观察加热体的出口侧的俯视图中示出了加热元件的不同的实施方式；
图12是用于仿生结构的微纤维的示意性横截面视图；
图13是由根据图12的微纤维建造的仿生结构；
图14是按本发明的雾化器单元的立体的横截面视图；
图15是按本发明的雾化器单元的示意性的横截面视图；
图16是雾化器单元的立体的剖视图；并且
图17是电子烟产品的一个简单的实施例的示意图。
具体实施方式
图1是按照根据本发明的方法制造的加热体的一个实施例的立体视图。示出了加热体1的一个表面，从该表面能接近加热体的金属触点和微通道，而加热体1的其它表面则看不到。加热体1的微通道的所选择的出口侧在吸入器中基本上可以露出。
加热体1作为半导体芯片存在，其在其中心区域中具有有多个微通道的一个区域2，加热体用所述微通道以能透过液体的方式被穿孔。微通道在其直径上这样笑，使得微通道在图1的图示中无法以足够的清晰度看到。在加热体1的边缘区域3中可以看到电触点4，所述电触点由结构化的金属层形成。这些触点4可以例如作为插座插入到其它电气装置、特别是吸入器的控制装置的插头容纳部中以与这个装置电连接。
图2至6示出了按图1的加热体的制造过程的不同的、至少部分可选择的阶段。在图2至6中分别示出了剖切由半导体材料、优选由硅制成的晶圆的一个区段的原理性剖面图，所述剖面图可以显示分别在不同的阶段中晶圆的层的结构。
在图2中首先可以看到基本的半导体材料5。但在图2所示的第一阶段中，分别在上侧和下侧将至少一个绝缘层6施加到这个半导体材料5上。这个绝缘层或这些绝缘层6可以例如由氮化硅和/或氮氧化硅形成。
氮化硅（Si3N4）是一种非晶的半导体材料。其相比其它半导体具有这样的优点，即，其不导电并且在氮化硅层中“泄漏”时没有载流子流出。
另一种或另外的绝缘层6则可以由热氧化物形成。
氮化硅尤其通过LPCVD工艺（低压化学气相沉积）在负压下并且例如在约900℃的处理温度下、例如在约100 nm的层厚下施加。热氧化物可以例如以约400 nm的层厚制备。
在图3中示出了第二阶段，在该第二阶段中，将多晶硅7施加到晶圆上。这又可以用LPCVD工艺完成。多晶硅也可以被相同地（原位）掺杂，优选n掺杂，优选用磷掺杂。处理温度可以例如约为580℃。多晶硅的层厚可以例如为约2
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m，但也优选完全更大。比电阻可以例如约为7.5 X 10^-6 欧姆x米（或者优选也更小）。之后可以在优选氮气气氛下在例如约1050℃时加热例如30分钟。
图4示出了可能的、按本发明的方法的第三阶段。借助第一掩膜并且优选用光刻胶可以对晶圆进行光刻，光刻时，从晶圆的上侧将微通道8蚀刻到晶圆中，微通道首先仅基本上垂直地向下伸入到晶圆中仅一点点。微通道8在这个第一蚀刻步骤中（倘若存在的话）尤其可以通过多晶硅层、氮化硅层、热氧化物层和约2至20
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m深地加工到硅中。在微通道的下方的端部处，微通道8还通过剩余的硅层厚度和下方的绝缘层6封闭。微通道8在晶圆中分别被加工到应当形成加热体1的一些区域中。蚀刻优选作为干法蚀刻、优选作为反应性离子蚀刻（RIE）完成。可选可以作为蚀刻停止并且为了钝化而实行氧化。
在图5中示出了制造过程中的下一个可选的阶段，在该阶段中，借助第二掩膜和第二光刻选择性地将例如由铝制成的电触点9优选通过“溅射”施加到晶圆上。之后可以在例如约450℃时进一步加热例如30分钟。
在此处应当提到的是，按图4和5的阶段基本上也能以相反的时间顺序执行。因此可以在微通道8蚀刻到晶圆中之前，先将电触点9施加到多晶硅层7上。也可以通过电镀而不是溅射来施加电触点，即例如通过化学金属沉积施加电触点。为此也例如考虑铬和/或金和/或它们的合金。尤其可以考虑小电阻的、能轻松钎焊的触点。电触点可以例如以约500nm的层厚施加。
在图6中示出了制造的另一个阶段。先是可以将一个保护结构施加到触点9上。但现在基本上以如下方式从背侧或下侧加工晶圆，即，用第三掩膜从这个侧面起重新进行光刻，以便清除硅5的残余材料，每个加热体1例如借助一个大的中央的开口，并且微通道8因此在它们的目前为止闭合的端部处为了能透过液体而打开。如已经在上文中提到那样，微通道端部在此也可以具有不同于晶圆的上侧处的微通道8的开口的横截面。又优选通过蚀刻、特别是RIE和/或DRIE排出材料。在此，DRIE可以优选用于硅材料或其它原始的晶圆材料，而RIE则优选用于穿破氧化层，如果这种氧化层之前作为蚀刻停止层施加的话。
接下来（在图中没有详细示出）可以从晶圆分离出单独的加热体1或加热体组（“切片”）。触点9的保护结构，倘若之前已施加的话，可以再度被清除。
原则上加热体已制好并且可以正常工作。液体或烟油可以通过微通道8从贮存器从微通道8的入口侧穿过出口侧地输送并且在此通过电阻加热加热体1的经掺杂的半导体材料二被加热并且雾化形成气溶胶。在此，微通道8可以优选毛细地作用，但也可考虑适合类型的泵输送。在毛细的微通道8中，这原则上可以直接施加到贮存器的液体表面上。但也考虑使用无纺布、导油绳、多孔的材料或类似物来进行液体输送，特别是在剖切部位区域中。对液体在加热体1上的均匀的分布和加热而言，这大多甚至是最优选的。在每个情况下都应当并且能够保证防泄漏的液体输送。
尽管按本发明制造的加热体能“裸露地”使用，但当然也能以恰当的方式将该加热体包装起来，例如将该加热体与聚酰亚胺层连接起来，而不会妨碍液体输送或危及防漏性。
如由图7至11并且特别是图9可以看到的那样，加热体的出口68，与在之前的图中不同的屙屎，可以有利地也构造成微长形或切槽形，这就是说，开口68的长度L可以优选比它的宽度B大了至少1.5倍、进一步优选至少2倍、还进一步优选至少2.5倍。开口68也可以有其它形状，例如圆形、正方形或多边形。
加热体的在此示例性示出的加热元件65优选由有负温度系数的NTC材料制成。在电子单元19中，优选设有用于测量加热元件65的电阻的装置72。电子单元19可以有利地基于电阻测量装置72或未示出的T传感器或邻近加热元件执行对加热元件65的温度控制或温度调节。
优选又使用例如约0.3 mm至1 mm厚的硅基底作为加热体的材料。硅基底中在此形成了通道62的开口68可以在使用100晶圆时例如通过用氢氧化钾溶液（KOH）的湿化学蚀刻这样来设计，使得该开口有利地逐渐成锥形。这导致了很小的流阻并且因此导致了很大的能释放的烟雾量。如已经在前文中阐释的那样，这种湿法蚀刻可以优选从加热体的入口侧进行，干法蚀刻则更为优选例如可以从出口侧进行。
但为了将芯片尺寸保持在很小，也可能有利的是，产生有垂直的壁的开口，在该开口中，通道62的横截面从入口侧61至出口侧64保持恒定不变。这可以通过对110晶圆的干法蚀刻或者KOH蚀刻达到。
加热元件65优选由0.5
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m至10
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m厚的、用能导电的合适的材料、特别是多晶硅制成的层构成。基本的半导体材料和加热元件65可以通过隔热的和/或电绝缘的层74彼此分离。这对应图2至6中的层7、5和6。
毛细管效应可以有利地得到设置在液体通道62中的输送和/或流量控制装置支持。在此可以尤其涉及泵、阀和/或基于电润湿（electro wetting）的装置。
雾化周期的周期持续时间可以优选处在20 ms和200 ms之间的范围内，因而用户觉得烟雾是无脉冲的并且每一抽烟过程或者每一口可以结束相应数量的周期。备选也可以这样来设计雾化控制，使得将例如约2 s的持续时间的唯一一个周期用作一次抽烟过程或一次喷烟或一口。加热电压Uh通常优选以在10 Hz和10 kHz之间的范围内的脉冲频率脉冲。
由所述或一个加热元件65限界的净出口宽度，有利地具有在约10
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m和500
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m之间的尺寸，以便防止通过足够高的毛细力使液体流出。
用于雾化液体的额定温度通常处在100℃和400℃之间的范围内。
加热体优选是一种微机电（MEMS）构件，优选用无尘室技术制造并且具有几何形状限定的开口68和加热元件65。
加热元件65的几何形状有利地被这样设计，使得获得了在加热元件65上的均匀的温度分布。为了这个目的，可以这样来改变加热元件65的局部的横截面，使得特别是通过局部减小电阻来在热损失增加的部位处设定更高的加热功率。
加热元件65的不同的有利的实施方式在图7至11中分别在从上方的俯视图中示出。
在按图7的实施方式中，阴影线示出的加热元件65这样沿着纵向布置在切槽状的开口68上方，使得形成了微长的、平行于开口68的纵向取向的中心接片80。所述接片80通过分布在接片80的长度上的多个侧向突起81在两侧沿着切槽68的纵侧在加热体处于开口68的边缘连接。以这种方式形成了多个喷嘴79，其中，各一个喷嘴79由所述接片80、两个突起81和开口68的一部分开口棱边形成。喷嘴79的开口宽度处在约10
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m至0.2 mm的范围内。接片80的和突起81的宽度主要取决于加热元件65的材料。它们有利地处在约5
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m和0.1mm之间的范围内。
喷嘴79也可以单独视作通道62并且特别是作为图14至16的图示的备选对应这些通道。按本发明的加热体的另一种扩展设计方案总得来说可以规定，穿流通道的数量K1、贯通开口的数量K2和/或贯通钻孔的数量K3彼此不同，和/或为穿流通道组、特别是在组的数量G1小于或等于K1时，配设唯一一个贯通开口和/或唯一一个贯通钻孔，更确切地说特别是必要时作为入口和/或作为开口。
穿流通道、贯通开口和/或贯通钻孔可以具有相同的或彼此不同的通流横截面。穿流通道、优选微通道的数量K1、贯通开口的数量K2和/或贯通钻孔的数量K3，可以彼此不同。K1尤其可以大于K2和/或大于K3。K2可以大于K3。可以为穿流通道组/微通道组，特别是在组数G1小于或等于K1时，配设唯一一个贯通开口和/或唯一一个贯通钻孔，它的横截面尤其与穿流通道组/微通道组的横截面匹配、特别是对应或者超过。以这种方式可以在需要时优选选择性地截止和/或释放和更为简单地制造有较小数量的贯通开口的一组多个通道。以这种方式可以实现有较小数量的用于供应液体的贯通钻孔的一组多个通道并且实现较为简单的制造。可以例如为组数G1为3至10的通道组配设一个共同的贯通开口和/或一个共同的贯通钻孔。贯通开口和/或贯通钻孔在此跨接3至10个通道。
因为突起81散热，所以接片80在连接部位处朝着突起81比在两个突起81之间的中心更冷。这种效应可以通过在与突起81的连接部位处的接片80的缩小结构82和/或接片80沿纵向在两个突起81之间的拓宽结构83加以补偿，参看图8。基于在缩小结构82的区域内的提高的电流密度，在此产生了更多的热量，这补偿了散热的提高。
加热元件65蜿蜒曲轴地成形的另一种有利的实施方式，在图9中示出。在与开口68的开口边缘的连接部位处的提高的散热，可以如所述那样通过缩小结构82或拓宽结构83加以补偿，参看图10。
在图11中示出了另一个实施方式。在半导体材料中的大的开口68被由加热材料制成的层遮盖，这个层形成了加热元件65。在这个层中有多个直径在约10
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m和0.5 mm之间的孔作为用于排出烟雾的喷嘴79。
图7、11和13示出了电极84，所述电极为了施加加热电压Uh到加热元件65上而与这个加热元件连接。
加热元件65可以具有加热丝的形式或其它合适的形式。加热元件65借助测量装置72对电阻的测量用于测量加热元件65的温度并且必要时用于通过调整运行电流Ih或运行电压Uh来调节该加热元件。温度测量可以在整个加热体上进行或者仅在一些分段上进行。因此在电流馈电时可以通过测量在两个突起81（图7）或两个回形线匝（图9）之间的电压来测量局部的电阻并且以此测量局部的温度。
在图12至13中示出了加热元件65的备选的实施方案。加热元件的带有加热导体85的形式依赖于以微纤维的形式尤其在木纤维细胞或气管中发现的仿生结构，参看图12。通道86在加热导体85之间的有利的尺寸大小，这就是说两个相邻的加热结构85之间的自由的间距，处在10
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m和0.5 mm之间的范围内、进一步有利地处在15
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAA
m和150
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAA
m之间的范围内。
图13中示出了带有相应成形和间隔开的加热元件65的仿生的加热结构，加热元件可以通过管路区段87彼此串联连接。图13A是加热元件65的区域中图13的放大的简图。如在图13和13A中可以看到的那样，通过加热元件85或加热元件几何形状的有利的网状的连接，获得了有大的表面覆盖率的紧密的表面结构，这实现了液体的特别快速和有效的雾化。
按本发明的雾化器单元20的其它有利的实施方式在图14和15中在不同的横截面中示出。
雾化器单元20包括块形的、优选单块的加热体60，加热体优选由导电的材料、特别是半导体材料、优选硅制成。没有必要使整个加热体60均由导电的材料制成。加热体60的表面被导电地、例如金属地涂层或者优选恰当地掺杂例如就足够了。在这种情况下，不必对整个表面涂层，例如可以在非导电的或半导体的基体上设置金属的或优选非金属的或非金属胶合的金属的印制导线。也不强制性需要加热整个加热体60；当加热体60的一个区段或加热层在出口侧64的区域中加热时，可以例如就足够了。
加热体60配设有多个微通道62，所述微通道将加热体60的入口侧61与出口侧64导引流体地连接起来。入口侧61通过导油绳结构19导液地与储液器19连接。导油绳结构19用于借助毛细力将液体被动地从储液器50输送至加热体60。
微通道62的平均的直径优选处在5
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m和200
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m之间的范围内、进一步优选处在30
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAA
m和150
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m之间的范围内、还进一步优选处在50
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m和100
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m之间的范围内。基于这些尺寸大小，有利地产生了毛细作用，因而在入口侧61处进入微通道62的液体通过微通道62向上升，直至微通道62用液体填充。微通道62与加热体60的体积比也可以称为加热体60的孔隙度，例如处在10%和50%之间的范围内、有利地处在15%和40%之间的范围内、还进一步有利地处在20%和30%之间的范围内，并且例如为25%。加热体60的配设有微通道62的面的棱边长度例如处在0.5 mm和3 mm之间的范围内。加热体60的配设有微通道62的面的尺寸可以例如为：0.95 mm x 1.75 mm或1.9 mm x 1.75 mm或1.9 mm x0.75 mm。加热体60的棱边长度可以例如处在0.5 mm和5 mm之间的范围内、优选在0.75 mm和4 mm之间的范围内、还进一步优选处在1 mm和3 mm之间的范围内。加热体60的面积（芯片尺寸）可以例如为1 mm x 3mm或者2 mm x 3 mm。加热体60的宽度优选处在1 mm和5 mm之间的范围内、进一步优选处在2 mm和4 mm之间的范围内并且例如为3 mm。加热体60的高度优选处在0.05 mm和1 mm之间的范围内、进一步优选处在0.1 mm和0.75 mm的范围内、还进一步优选处在0.2 mm和0.5 mm之间的范围内并且例如为0.3 mm。按照本发明可以制造还要更小的加热体并且能正常运行。
微通道62的数量优选处在4和1000之间。以这种方式可以优化从基底到微通道62中的热量输入并且实现了安全的高的雾化功率以及足够大的烟雾出口面积。
微通道62可以以正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或其它形状的阵列的形式布置，如图14中可以看到的那样。所述阵列可以构造成有s列和z行的矩阵的形式，其中，s有利地处在2和50之间的范围内并且进一步有利地处在3和30之间的范围内和/或z有利地处在2和5之间的范围内并且进一步有利地处在3和30之间的范围内。以这种方式可以伴随安全的高的雾化功率地实现微通道62的有效的并且能简单地制造的布置。
微通道62的横截面可以是正方形的、矩形的、多边形的、圆形的、椭圆形的或其它形状的，和/或沿纵向部分改变、特别是扩大、变小或保持恒定不变。
一个或每个微通道62的长度优选处在100
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m和1000
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
m之间的范围内、进一步优选处在150
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m和750
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m之间的范围内、还进一步优选处在180
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m和400
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m之间的范围内并且例如为300
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m。以这种方式可以在实现从加热体60到微通道62中的足够良好的热量输入的同时实现最优的液体吸收和份额形成。
两个微通道62之间的间距优选至少是微通道62的净直径的1.3倍，其中，所述间距涉及到两个微通道62的中轴线。间距可以优选是微通道62的净直径的1.5倍至5倍、进一步优选2至4倍。以这种方式可以实现从基底到微通道中的最优的热量输入并且实现微通道的足够稳定的布置和壁厚。
基于前述特征，加热体60也可以称为体积加热器。
雾化器单元20具有优选能由控制装置15控制的加热电压源71，该加热电压源通过电极72在加热体60的对置的侧面处于这个加热体连接，因而由加热电压源71产生的电压Uh导致了流过加热体60的电流。基于导电的加热体60的欧姆电阻，电流导致了加热体60的变热并且因此导致了包含在微通道62中的液体的雾化。加热体60因此用作雾化器。以这种方式产生的烟雾/气溶胶从微通道62朝着出口侧64逸出并且与空气流34混合，参看图17。更准确地说，在确定了由消费者的抽吸引起的穿过空气通道30的空气流34时，控制装置15驱控加热电压源71，其中，通过自动变热将处在微通道62中的液体以烟雾/气溶胶的形式从微通道62排出。
在此，可以将在不同的温度下和/或雾化液体的各个部分的各个成分时的各个雾化步骤的持续时间保持得这样短和/或用驱控频率定时，使得消费者不会感知到逐步雾化并且尽管如此仍能确保尽可能均匀的、口味同一的、能重复的精确的气溶胶形成。尤其有利地先在第一雾化间隔中用第一温度A雾化液体的低沸点的成分，并且紧接着在第二雾化间隔内用高于温度A的第二温度B雾化液体的沸点较高的成分。
加热体的电子的或电气的连接可以例如通过夹紧接触、弹簧接触或压紧接触完成，有更为简单的互换性，并且必要时用于支持密封效果以进行泄漏保护，和/或通过引线键合或钎焊完成。
优选在吸入器10的数据存储器中储存与所使用的液体混合物匹配的电压曲线Uh(t)。这使得能与所使用的液体匹配地预定电压曲线Uh(t)，因而可以按照相应的液体的公知的雾化动力学在时间上在雾化过程期间控制加热体60的加热温度并且因此毛细的微通道62的温度，由此能达到最优的雾化结果。雾化温度优选处在100℃和400℃之间的范围内、进一步优选处在150℃和350℃之间的范围内、还进一步优选处在190℃和290℃之间的范围内。
在加热体60的出口侧61处布置着多孔的和/或毛细的、导液的导油绳结构19。该导油绳结构19平面地接触加热体60的入口侧61并且在入口侧遮盖所有的微通道62，如在图14和15中可以看到的那样。在与加热体60对置的侧面上，导油绳结构导液地与储液器连接。在图14和15中示出的储液器18与导油绳结构19的直接的连接，仅是示例性的。储液器18和导油绳结构19之间尤其可以设置一个液体接口和/或多个液体管路。储液器18因此也可以与导油绳结构19间隔开地布置。储液器18可以在其尺寸上大于导油绳结构19。导油绳结构19可以例如插入到储液器18的壳体的开口中。也可以为一个储液器18配设多个雾化器单元20。
导油绳结构19由多孔的和/或毛细的材料制成，毛细的材料基于毛细力能够将被加热体60雾化的液体以充足的量从储液器18被动地补充输送给加热体60，以便防止微通道62空转和由此产生的问题。
导油绳结构19有利地由非导电的材料制成，以避免由于电流不期望地加热在导油绳结构19中的液体。导油绳结构19有利地由一种或多种材料，如棉、纤维素、醋酸纤维、玻璃纤维织物、玻璃纤维陶瓷、烧结陶瓷、陶瓷纸、铝硅酸盐纸、金属泡沫、金属海绵，有合适的输送率的其它耐热的、多孔的和/或毛细的材料，或者前述材料中的两种或两种以上构成的复合物。在一种有利的实践性的实施方式中，导油绳结构19可以包括至少一种陶瓷纤维纸和/或多孔的陶瓷。导油绳结构19的体积优选处在1 mm3和10 mm3之间的范围内、进一步优选在2mm3和8 mm3之间的范围内、还进一步优选在3 mm3和7 mm3之间的范围内并且例如为5 mm3。
倘若导油绳结构19由导电的材料制成（并不排除这一点），那么在导油绳结构19和加热体60之间有利地设有由电绝缘的和/或隔热的材料、如玻璃、陶瓷或塑料制成的绝缘层，该绝缘层带有延伸穿过绝缘层的、与微通道62对应的贯通开口。
在导油绳结构19的材料中的孔隙或毛细管的尺寸有利地受到一定的预先规定。因此导油绳结构19在与加热体60的接触区域35、61中的孔隙或毛细管的平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸Dw有利地为最小，这就是说Dw = Pmin（参看图5、6），和/或有利地小于两个微通道62彼此间的最小的间距Dp、优选小了至少两倍、进一步优选小了至少5倍，这就是说Dw <<Dp，参看图4。此外，导油绳结构19在与加热体60的接触区域35、61中的孔隙或毛细管的平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸Dw有利地小于微通道62的最小的直径Dpw，优选小了至少2倍、进一步优选小了至少5倍，这就是说，Dw << Dpw。
导油绳结构19在与加热体60的接触区域35、61中用于，均匀地分配液体、耐高温并且用其较小的孔隙和/或薄的毛细管形成一种止回阀，以便防止含气泡的液体从加热体60不期望地回流到导油绳结构19中和/或储液器18中。
在按图15的实施方式中，导油绳结构19具有两个例如平坦的层35、36，即：平面地贴靠在加热体60的入口侧61处的和接触这个入口侧的导油绳层35，其可以称为接触层；和与之毗邻的导油绳层36，其导液地与储液器18连接并且称为较远的导油绳层。
接触层35具有基本上恒定不变的孔隙尺寸分布/毛细管尺寸分布和基本上恒定不变的平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸Dw，其远小于两个微通道62彼此间的最小的间距Dp并且远远小于微通道62的最小的净直径Dpw：Dw << Dp, Dpw。
较远的导油绳层36具有基本上恒定不变的孔隙尺寸分布/毛细管尺寸分布和基本上恒定不变的平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸Dw´，其远小于接触层35的平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸Dw：Dw´＞Dw，但优选始终小于Dp和/或Dpw：Dw´＜ Dp, Dpw。
在一种有利的实践性的实施方式中，接触层35可以例如是纤维纸层或陶瓷纸层和/或所述层36是多孔的陶瓷。
当然，导油绳结构19可以具有多于两个的导油绳层35、36、...。在多于两个的导油绳层35、36、...的情况下，平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸随着与加热体60的间距的变小而有利地单调地（这就是说从导油绳层到导油绳层地）变小和/或保持不变并且因此无论如何没有增加。
在按图14的实施方式中，导油绳结构19仅由一个层构成，该层的平均的孔隙尺寸/毛细管直径随着与加热体60的间距d的变小而单调地变小。
在所有的实施方式中，可以最优地设定期望的孔隙尺寸/毛细管尺寸并且朝着加热体60的液体流动变缓和变得均匀。
在导油绳结构19中平均的孔隙尺寸/毛细管尺寸随着与加热体60的间距的变小而减小，在垂直于加热体的入口侧61的方向上，这就是说垂直于在加热体60和导油绳结构19之间的接触面或者平行于微通道62的走向时也适用。在与加热体的间距d相同的视图中，在导油绳结构19中的孔隙尺寸/毛细管尺寸则有利的恒定不变，因此加热体60的所有的微通道62被均匀地供以液体。
微通道62优选用其纵轴线横向于层19、35、36或者更普遍地横向于任意层序列地布置。以这种方式可以实现从加热体60到微通道62中的最优的热量输入。
加热体60可以有利地由晶圆的一些部分用薄膜层技术制造，该加热体具有优选小于或等于1000
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAA
m、进一步优选750
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
m、还进一步优选小于或等于500
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
m的层厚。加热体60的表面可以有利地是亲水的。加热体60的出口侧64可以有利地被微结构化或者具有微型凹槽（微槽）。
这样来调整雾化器单元20，使得消费者每吸一口的液体量优选在1
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
l和20
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
l之间的范围内、进一步优选在2
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAAAAAAAAAAAAAA
l和10
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
l之间的范围内、还进一步优选在3
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
l和5
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
l之间的范围内、典型地为4
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
l。雾化器单元20优选可以在每吸一口的液体量/烟雾量方面，这就是说1s至3s的每一口持续时间方面加以调整。
接下来例如阐释雾化过程的流程。
在初始状态中，用于加热过程的电压源71（图16；也参看图17中的蓄能器14）被关断。
为了雾化液体50，激活用于加热体60的电压源14、71。电压Uh在此被这样调整，使得加热体60内的并且因此微通道62内的雾化温度与所使用的液体混合物的各自的蒸发特性相匹配。这防止了局部过热并且由此产生有害物质的危险。
按照本发明，尤其可以抵消或克服或避免液体混合物的不期望的有差别的雾化。液体混合物否则的话可能基于不同的沸点而仓促地在一系列雾化过程期间、特别是在“喷烟”期间在液体贮存器完全清空之前失去一些成分，这在进一步的运行中可能会给使用者带来不期望的效果，特别是在起到药物作用的液体中。
一旦雾化了一个对应微通道62的体积的并且与之相关的液体量，那么就禁用加热电压源14、71。因为液体特性和液体量有利地正好公知并且加热体60具有能测量的与温度相关的电阻，所以这个时间点能被极为精确地确定或控制。雾化器单元20的能量消耗因此可以相比公知的装置减小，因为可以更为精确地计量和引入所需的雾化能量。
在结束加热过程之后，微通道62大部分或完全被排空。加热电压14、71然后被这样长时间地保持关断，直至借助导油绳结构19补充输送液体而再次填充微通道62。一旦是这样的情形，那么就通过接通加热电压14、71开始下一个加热周期。
加热体60的由加热电压源14、71产生的驱控频率通常有利地处在1 Hz至50 kHz之间的范围内、优选处在30 Hz至30 kHz的范围内、还进一步有利地处在100 Hz至25 kHz的范围内。
用于加热体60的加热电压Uh的频率和占空比有利地与在起泡沸腾期间的气泡振荡的固有振荡或固有频率相适应。加热电压的周期持续时间1/f有利地可以处在5 ms和50ms之间的范围内、进一步有利地处在10 ms和40 ms之间的范围内、还进一步有利地处在15ms和30 ms之间的范围内并且例如为20 ms。视雾化的液体的组分而定，可以使不同于所述频率的频率最优地与气泡振荡的固有振荡或固有频率相适应。
此外还表明的是，由加热电压Uh产生的最大的加热电流优选不高于7 A、进一步优选不高于6.5 A、还进一步优选不高于6 A并且应当最优地处在4 A和6 A之间的范围内，以便在避免过热的同时确保浓缩的烟雾。
导油绳结构19的输送率又最优地与加热体60的雾化率相适应，因而随时能补充输送足够的液体并且避免了加热体60之前的区域的空转。
为以防万一，此处应当补充性地指出，也可以通过电流调节而不是通过电压调节来控制雾化器系统。因此在之前的陈述中，也可以取代参照电压Uh地按照意义参照电流Ih。
雾化器单元20优选基于MEMS技术特别是由硅制成并且因此有利地是一种微机电系统。
按照之前所陈述的内容，有利地建议了一种层结构，该层结构包括：基于Si的加热体60，该加热体有利地至少在入口侧61上是平坦的；一个或多个具有有利地不同的孔隙尺寸的置于其下的毛细结构19。直接布置在加热体60的入口侧61处的导油绳结构19防止了在加热体60的入口侧61处形成气泡，因为气泡禁止了进一步的输送作用并且同时导致了加热体60由于缺少通过补充流动的液体的冷却而（局部）过热。在按本发明的方法中，也可以考虑到的是，加热体同时一起地或者和其导油绳结构一起制造或提供。
在图16中示出了按本发明的雾化器单元20的另一个有利的实施方式。雾化器单元20包括加热体60，该加热体带有优选由硅制成的块状的半导体基底63。基底63配设有多个微通道62，所述微通道将基底63的入口侧61与出口侧64导液地连接起来。入口侧61导液地与储液器18连接。这在下文中还要更为详细地阐释。
在基底60的入口侧61处设有控制液体穿过微通道62的穿流的流量控制装置66。该流量控制装置66在一种有利的实施方式中是带有延伸穿过流量控制层69的贯通钻孔68的流量控制层69。
特别有利地在流量控制层66中可以将一个电场施加到液体上以影响在液体和贯通钻孔68的内壁之间的接触角，其中，优选利用电润湿效应（electro wetting）。为了这个目的，雾化器单元20具有优选能被控制单元29控制的EW（电润湿）电压源74，该EW电压源通过电极75在流量控制层69的对置的侧面上与这个流量控制层连接，因而有EW电压源74产生的电压Uew导致了液体中的载流子在贯通钻孔68中移动。以这种方式可以在亲水性（施加合适的电压）和疏水性（没有电压）之间改变在液体和贯通钻孔68的内壁之间的接触角。当接触角在贯通钻孔68中被设定成亲水时，液体从储液器18毛细地输送到贯通钻孔68中并且可以基于到贯通开口67中的并且可以基于毛细的输送作用上升进入贯通开口67并且进一步上升进入微通道62。当接触角在贯通钻孔68中被设定成疏水时，那么就禁止液体从储液器18通过贯通钻孔68中上升进入贯通开口67并且上升进入微通道62。因为没有出现毛细的输送作用，所以液体留在储液器中。流量控制层69的功能因此在于，实现了在液体自由穿过贯通钻孔68和阻止液体穿过贯通钻孔68之间的转换。流量控制层69因此也可以称为开关层。按照上述内容，流量控制层69用于控制雾化本体60中微通道62的填充过程。
流量控制层69可以有利地也或者附加地称为EWOD（电介质上的电润湿）层，其中，贯通钻孔68的内壁的表面用合适的电介质涂层。这种电介质可以有利地构造成自组装单分子层（SAM），用其可以进一步或附加地影响在液体和贯通钻孔68之间的接触角。
在流量控制层69和基底63之间有利地设置着由绝缘材料、例如玻璃或陶瓷制成的绝缘层70，带有延伸穿过该绝缘层70的贯通开口67。绝缘层70用于，使雾化本体60与储液器18热隔绝，特别是为了防止在雾化期间储液器中的液体不期望地被高度加热和/或形成烟雾。绝缘层70也可以用于使基底63与流量控制层69电绝缘，由此可以使雾化和/或加热与流量控制脱开。贯通开口67优选与微通道62和/或与贯通钻孔68对应，因而创造出了从储液器18直至在基底63的出口侧64上的出口76的连续的微通道。
微通道62、贯通开口67和/或贯通钻孔68优选用它们的纵轴线横向于层69、70布置。通常，如果通过基底63和流量控制层69和/或绝缘层70和/或至少一个另外的层形成了一个层序列的话，那么微通道62就用它们的纵轴线有利地横向于该层序列地布置。以这种方式可以实现从基底63到微通道62中的最优的热量输入并且使微通道62进可能没有密封问题。
所有的层63、69、70可以优选或有利地用按本发明的方法优选在晶圆的至少一个区域中制造或构造。
在图17中示出的吸入器10，在此为电子烟产品，包括壳体11，在壳体中在香烟产品10的嘴端32处设有在至少一个空气入口31和空气出口24之间的空气通道30。香烟产品10的嘴端32在此指的是这样一个端部，在该端部处消费者为了吸入的目的而抽吸并且由此用负压加载所述香烟产品10以及在空气通道30中产生了空气流34。
香烟产品10有利地由基础部分16和消耗单元17构成，消耗单元包括雾化器单元20和储液器18并且特别是构造成能更换的烟弹的形式。通过入口31吸入的空气在空气通道31中被朝着或者沿着至少一个雾化器单元20导引。雾化器单元20与或者能与至少一个还带有导油绳结构19的储液器18导液地连接，液体50储存在该储液器中。雾化器单元20通过加热体60雾化液体50并且将经雾化的液体作为气溶胶/烟雾在出口侧64中添加到空气流34中，其中，液体从储液器18输送给该雾化器单元。储液器18的有利的体积处在0.1 ml和5 ml之间的范围内、优选在0.5 ml和3 ml之间的范围内、进一步优选在0.7 ml和2 ml之间的范围内或者为1.5 ml。
电子烟10还包括作为电压源的电气的蓄能器14和电子的控制装置15。蓄能器14通常布置在基础部分16中并且尤其可以是电化学的一次性电池或能重复充电的电化学的蓄电池、例如锂离子蓄电池。电子的控制装置15在基础部分16中和/或在消耗单元17中包括至少一个数字的数据处理装置、特别是微处理器和/或微控制器。
在壳体11中有利地布置着传感器，例如压力传感器或者压力或流动开关，其中，控制装置15基于由传感器输出的传感器信号可以确定，消费者在香烟产品15的嘴端32处抽吸，以便吸入。在这种情况下，控制装置15驱控雾化器单元20，以便将液体50从储液器18作为气溶胶/烟雾添加到空气流34中。
储存在储液器18中、有待计量的液体50例如是由1,2-丙二醇、甘油、水，至少一种芳香剂（香料）和/或至少一种活性成分、特别是尼古丁构成的混合物。
消耗单元或烟弹17有利地包括非易失的数据存储器以储存涉及到消耗单元或烟弹17的信息或参数。数据存储器可以是电子的控制装置15的一部分。在数据存储器中有利地储存着：有关储存在储液器18中的液体的组分的信息；有关过程配置文件、特别是功率控制/温度控制的信息；有关状态监测或系统实验、例如密封性实验的数据；涉及版权保护和防盗版的数据；用于清楚标识消耗单元或烟弹17的ID ；序列号；生产日期和/或有效期；和/或口数（消费者吸入的口数）或使用时间。数据存储器有利地通过触点和/或线路与或者能与控制装置15连接。
在吸入器10中和/或在能以恰当的和本身公知的方式至少暂时可以在通信技术上与吸入器连接的外部的存储器中，也可以储存着涉及到用户的、特别是有关抽吸行为的信息并且优选也用于控制或调节吸入器。

Claims (15)

1.用于制造能电气运行的用于吸入器的、特别是用于电子烟产品的、优选用于雾化液体的特别是平坦的加热体的方法，其特征在于，优选无金属的半导体材料基本上被板形地提供并且多个通道基本上朝着板形的半导体材料的平面法线的方向加工到半导体材料中，因而液体在通道中能导引穿过半导体材料。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，基本上使用硅、优选使用多晶硅作为所述半导体材料。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过掺杂至少部分改进了半导体材料的导电性。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述半导体材料优选在使用磷的情况下是n掺杂的。
5.按照前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，在所述半导体材料的至少一侧上至少部分将至少一个涂层施加到所述半导体材料上。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，涂层是金属的。
7.按照前述权利要求中一项或多项、优选按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述半导体材料优选在使用金属涂层的情况下配设有电触点。
8.按照前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，所述半导体材料至少部分被氧化。
9.按照前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，通道优选通过干法蚀刻形成在半导体材料中。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，基本上使用反应性离子蚀刻（RIE = 反应性离子蚀刻）。
11.按照前述权利要求中一项或多项、优选按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于，通道从所述半导体材料的两个侧面起构造成能被流体接近。
12.按照前述权利要求中一项或多项所述的方法，其特征在于，在晶圆上构造多个加热元件并且优选紧接着将各个加热体或若干组加热体优选作为裸片从晶圆取出。
13.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个加热体或所述多个加热体基本上作为裸芯片（所谓的“裸露芯片”）继续使用。
14.用于吸入器、优选用于电子烟产品的加热元件、特别是加热体，其特征在于，其按照前述权利要求中一项或多项所述的方法制造。
15.由半导体材料制成的晶圆，其特征在于，所述晶圆具有多个适合作为加热元件的元件，所述元件按照权利要求1至13中一项或多项、优选按照权利要求12所述的方法制造或制备。
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