CN1671254A - 一种半导体面电热涂层的配方及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种半导体面电热涂层的配方及其制造方法，该配方的组分及其重量百分比为：四氯化锡(SnCl₄)60～70％，碳酸铜10～15％，石墨10～15％，硼酸(H₃BO₃)5～8％，三氯化锑(SbCl₃)2～3％，氟硼酸(BF)2～3％，氢氧化钾(KOH)1～1.5％，其制造方法的工艺步骤如下：(1).将上述组混合、粉碎至粉状，在室温下加入无水乙醇和松油醇，搅拌形成均匀的乳状浆液，(2).对绝缘基体构件进行预处理、烘干；(3).将配制好的乳状浆液喷涂到绝缘基体构件表面，然后将其放置在温度已达400～600℃的炉中进行固化，并保温15～20分钟，之后随炉冷却。

Description

一种半导体面电热涂层的配方及其制造方法

技术领域

本发明是一种半导体面电热涂层的配方及其制造方法，它涉及对现有制造方法中半导体面电热涂层配方和加工工艺上的改进，提高了该种半导体面电热涂层性能。

背景技术

随着电热膜技术的发展，电热膜的制造方法大致可分为两种，一种主要是采用石墨或碳纤维材料加工制造电热膜或电热元件，其中电热膜的加工方法是将石墨炭粉与固化剂、阻燃剂混合后涂覆在绝缘材料上，并将其固化，该种方法制造的电热膜具有抗氧化性能好、热功率稳定，加工工艺简单、使用寿命长等优点，但由于碳元素本身的热功率性较差，无法实现大功率的要求，使其使用领域及范围受到了很大的限制。另一种方法是将半导体高氯化物(SnCl₄)溶于有机溶剂中后加进还原剂，并喷涂在高温状态下的绝缘基体材料上形成电热膜，它虽然实现了大功率的电加热膜，但在使用过程中，其功率衰减往往都比较大，另外，在其加工过程中，由于对金属氧化物在高温中的稳定性难以保证，其产品的一致性和可靠性难以量化保障。而且由于膜液是直接喷涂在高温基体材料上的，大部分游离的膜液混合物的有害气体会排出，对操作人员及环境都会造成直接的污染。

发明内容

本发明的目的正对针对上述现在技术方案中所存在的不足而设计提供了一种新的半导体面电热涂层的配方及其制造方法，它涉及对现有制造方法中半导体面电热涂层配方和加工工艺上的改进，提高了该种半导体面电热涂层性能。通过选择适当的添加元素和化合物，改进了加工艺，使该种面电热涂层不仅具有较高的功率指标，而且性能稳定，克服了以往产品功率衰减程度大的缺点。在加工过程中，能够使喷涂过程在低温下稳定地进行，减少了现在工艺过程中的不稳定因素，使涂层的质量得到了大幅度地提高，提高了其使用寿命并同时减少了对环境的污染。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

本发明技术方案提供了一种半导体面电热涂层的配方及其制造方法，它涉及对现有制造方法中半导体面电热涂层配方和加工工艺上的改进。可以看出，该技术包括两个方面，半导体面电热涂层的配方及其制造方法，其中，该半导体面电热涂层的配方为，该配方中的组分及其重量百分比为：

四氯化锡(SnCl₄)      60～70％

碳酸铜                10～15％

石墨                  10～15％

硼酸(H₃BO₃)         5～8％

三氯化锑(SbCl₃)      2～3％

氟硼酸(BF)            2～3％

氢氧化钾(KOH)         1～1.5％

该配方是在研究了现有两种电热膜生产方法并吸取其中各自的优点的基础上设计完成的，加入石墨是为了使涂层的电热转换性能保持稳定，防止其电热功率的快速衰减，并使涂层表面可以达到一定的硬度，加入硼酸的效果是加强半导体电热膜的强度并可起到一定的修补金属氧化物缺陷的作用，三氯化锑的作用是增强半导体电热膜涂层的稳定性，进一步提高其抗老化的能力，达到延长使用寿命的目的，而氟硼酸的作用则是增强半导体电热膜涂层对绝缘基体材料的渗透性，使两者之间的结合力变得更加牢固，进一步保证了两者之间的结构强度，其该半导体电热膜涂层不容易破损或脱落，氢氧化钾的作用是可能根据需要进一步调整半导体电热膜涂层的电阻系数，可能有效的控制其发热的功率的变化范围。通过以上的分析，可能看出，本发明技术方案的配方是在综合了现在技术的基础之上研究提出的，并组分及配比也是通过大量的实验结果确定的，其目的就是既要保证该半导体电热膜涂层的大功率要求，又要防止其电热功率的衰减，同时，又要保证该涂层的性能和质量稳定、使用寿命长并实现在一定范围内的调整的要求。

在上述半导体电热膜涂层配方的基础之上，本发明技术方案的另一方面的内容就是提出制造该半导体面电热涂层的制造方法，其具体工艺步骤为：

(1).将上述权利要求1所述配方组分按其重量百分比混合，粉碎至粉状，在室温下加入无水乙醇和松油醇，搅拌形成均匀的乳状浆液，无水乙醇和松油醇的加入量分别为上述组分混合后重量的30％和5％；

(2).对绝缘基体构件进行预处理，其处理过程为，去除油污、用酸或碱液浸洗、热水清洗，将其置于烘箱中烘干，烘干温度为200℃：

(3).将上述步骤(1)中配制好的乳状浆液喷涂到绝缘基体构件表面，然后将其放置在温度已达400～600℃的炉中进行固化，并保温15～20分钟，之后随炉冷却。

通过上述工艺过程可以看出，步骤中没有了现在技术中在高温状态下对绝缘基体构件进行喷涂的操作过程，而是将此项喷涂步骤改为在室温下进行，然后再进行高温固化处理，这样就减少了现在工艺过程中的不稳定因素，使涂层的质量得到了大幅度地提高，提高了其使用寿命并同时减少了对环境的污染。应该提出的是，该项过程的改变，是原因是根据半导体载流子形成的机理而选择适当的元素及化合物，具体说就是由于上述半导体电热膜涂层配方的调整及改进而实现的。同时，该工艺过程相比现在技术来说也是比较简单和容易操作并控制的，所以，它能够达到一种相当的稳定程度，产品质量可以得到保证，可以满足大规模生产的要求。

因没有附图，故附图的说明省缺。

具体实施方式

制备该种半导体面电热涂层配方的组分及其重量百分比为：

实施例一：

四氯化锡(SnCl₄)      68％

碳酸铜                11％

石墨                  11％

硼酸(H₃BO₃)         5％

三氯化锑(SbCl₃)      2％

氟硼酸(BF)             2％

氢氧化钾(KOH)          1％

实施例二：

四氯化锡(SnCl₄)       62％

碳酸铜                 10％

石墨                   13％

硼酸(H₃BO₃)          8％

三氯化锑(SbCl₃)       2.5％

氟硼酸(BF)             3％

氢氧化钾(KOH)          1.5％

实施例三：

四氯化锡(SnCl₄)       60％

碳酸铜                 15％

石墨                   15％

硼酸(H₃BO₃)          5％

三氯化锑(SbCl₃)       2％

氟硼酸(BF)             2％

氢氧化钾(KOH)          1％

实施例四：

四氯化锡(SnCl₄)       70％

碳酸铜                 10％

石墨                   10％

硼酸(H₃BO₃)          5％

三氯化锑(SbCl₃)       2％

氟硼酸(BF)             2％

氢氧化钾(KOH)          1％

制造上述半导体面电热涂层方法的工艺步骤如下：

(1).将上述配方组分按其重量百分比混合，粉碎至粉状，在室温下加入无水乙醇和松油醇，搅拌形成均匀的乳状浆液，无水乙醇和松油醇的加入量分别为上述组分混合后重量的30％和5％；

(2).对陶瓷绝缘基体构件进行预处理，其处理过程为，去除油污、用酸或碱液浸洗、热水清洗，将其置于烘箱中烘干，烘干温度为200℃；

(3).将上述步骤(1)中配制好的乳状浆液喷涂到绝缘基体构件表面，然后将其放置在温度已达400～600℃的炉中进行固化，并保温15～20分钟，之后随炉冷却。

Claims (5)

1.一种半导体面电热涂层的配方，其特征在于：该配方的组分及其重量百分比为：

四氯化锡(SnCl₄)          60～70％

碳酸铜                    10～15％

石墨                      10～15％

硼酸(H₃BO₃)             5～8％

三氯化锑(SbCl₃)          2～3％

氟硼酸(BF)                2～3％

氢氧化钾(KOH)             1～1.5％

2.根据权利要求1所述的半导体面电热涂层的配方，其特征在于：该配方的组分及其重量百分比为：

四氯化锡(SnCl₄)          68％

碳酸铜                    11％

石墨                      11％

硼酸(H₃BO₃)             5％

三氯化锑(SbCl₃)          2％

氟硼酸(BF)                2％

氢氧化钾(KOH)             1％

3.根据权利要求1所述的半导体面电热涂层的配方，其特征在于：该配方的组分及其重量百分比为：

四氯化锡(SnCl₄)          62％

碳酸铜                    10％

石墨                      13％

硼酸(H₃BO₃)             8％

三氯化锑(SbCl₃)          2.5％

氟硼酸(BF)                3％

氢氧化钾(KOH)             1.5％

4.一种制造上述权利要求1所述的半导体面电热涂层的方法，其生特征在于：该制造方法的工艺步骤如下：

(1).将上述权利要求1所述配方组分按其重量百分比混合，粉碎至粉状，在室温下加入无水乙醇和松油醇，搅拌形成均匀的乳状浆液，无水乙醇和松油醇的加入量分别为上述组分混合后重量的30％和5％；

(2).对绝缘基体构件进行预处理，其处理过程为，去除油污、用酸或碱液浸洗、热水清洗，将其置于烘箱中烘干，烘干温度为200℃；

(3).将上述步骤(1)中配制好的乳状浆液喷涂到绝缘基体构件表面，然后将其放置在温度已达400～600℃的炉中进行固化，并保温15～20分钟，之后随炉冷却。

5.根据权利要求4所述的半导体面电热涂层的方法，其生特征在于：绝缘基体构件为陶瓷绝缘材料加工制成。