CN1853446A - 加热器及利用pcb制造加热器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过利用PCB工艺在隔热板上设计具有精确电阻的加热器，以提供在适于使用的温度处产生热的加热器。本发明的方法包括以下步骤：根据电源产生热的物质涂覆在隔热板的一侧以形成薄板；在隔热板的上侧形成掩膜电路，掩膜电路形成设计为具有恒定电阻的加热电阻器的印刷电路、用于供应电能给加热电阻器的电源接线端、传感器贴装的接头接线端，传感器贴装安装有传感器，用于测量加热电阻器的预定区域的加热温度，以及传感器连接端，其使得可以在外部读取传感器测量的温度；蚀刻与掩膜电路一起形成的隔热板，并形成具有印刷电路的加热器；形成隔热保护膜，以保护在隔热板的上侧形成的电路。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，并且更具体地涉及一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过利用PCB工艺在隔热板上设计具有精确电阻的加热器，以提供在适于使用的温度处产生热的加热器。
具体来说，本发明涉及一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过形成芯片贴装在测量加热温度的区域中方便地安装传感器，该芯片贴装可以与传感器连接，用于设计加热器时在需要的位置感测加热器的加热温度。
此外，本发明涉及一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过分别利用具有高温差电动势的两种不同物质在PCB上形成热电偶，以用作温度传感器并提供加热器功能。
而且，本发明涉及一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其利用单个PCB实现至少一个电路，从而使得采用PCB的装置紧凑且小巧。
背景技术
有两种加热器已为人们所熟知，一种是具有连接到电线的带有电阻的NI-Cr线的加热器，一种是通过将电线连接到加热线的端部形成的薄膜加热器，例如安装到汽车后窗使用电的传统加热器。
但是，传统的加热器存在一些问题，因为大部分的加热器是通过切断薄膜状态的方法来制造的，所以很难将用于供应电能的接线端或用于感测加热器温度的传感接线端集成到加热器。
此外，存在这样的问题，如果需要将电阻保持在较低水平(其决定了传统电加热器的加热程度)，则很难精确地产生电阻。
发明内容
因此，考虑到上述问题而提出了本发明，本发明的一个目的是，提供一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过利用PCB工艺在隔热板上设计具有精确电阻的加热器，以提供在适于使用的温度处产生热的加热器。
此外，本发明的另一目的是，提供一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过形成芯片贴装在测量加热温度的区域中方便地安装传感器，该芯片贴装可以与传感器连接，用于设计加热器时在需要的位置感测加热器的加热温度。
而且，本发明的又一目的是，提供一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其通过分别利用具有高温差电动势的两种不同物质在PCB上形成热电偶，以用作温度传感器并提供加热器功能。
再者，本发明的又一目的是，提供一种加热器及利用PCB工艺制造加热器的方法，其利用单个PCB实现至少一个电路，从而使得采用PCB的装置紧凑且小巧。
为了达到本发明的上述目的，在本发明的一个实施例中，用于制造加热器的方法包括以下步骤：根据电源产生热的物质涂覆在隔热板的一侧以形成薄板；在隔热板的上侧形成掩膜电路，掩膜电路形成设计为具有恒定电阻的加热电阻器的印刷电路、用于供应电能给加热电阻器的电源接线端、传感器贴装的接头接线端，传感器贴装安装有传感器，用于测量加热电阻器的预定区域的加热温度，以及传感器连接端，其使得可以在外部读取传感器测量的温度；蚀刻与掩膜电路一起形成的隔热板，并形成具有印刷电路的加热器；形成隔热保护膜，以保护在隔热板的上侧形成的电路。
此时，形成于隔热板上侧的印刷电路由以下等式1来确定：
R＝pL/A
其中，p是加热电阻器的电阻率，L是长度，而A是横截面面积。
此外，形成印刷电路的步骤进一步包括：分别在形成电路的一侧和另一侧形成不同于加热电阻器的印刷电路的印刷电路。
在本发明的另一实施例中，加热器包括：隔热板；加热电阻器，用于根据电源产生预先设计的热量，其由设计为在隔热板的上侧具有恒定电阻的印刷电路形成；电源接线端，用于给加热电阻器供应电能；传感器贴装，其安装有传感器，用于测量加热电阻器的预定区域的加热温度；传感器连接端，其与接头接线端相连，以使得可以在外部读取测量的温度；以及隔热保护膜，用于保护加热电阻器；其中，加热电阻器电路、传感器贴装连接电路以及传感器连接端电路经掩膜和蚀刻过程形成于隔热板的上侧。
特别地，在由Cu、Fe、Ni、Cr以及通过将一种物质复合到上述某种纯金属产生的合金等构成的组中，可以任选一组作为涂覆在隔热板上的物质。
此外，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板上，以形成加热电阻器。加热电阻器根据是否供应电能产生热，并形成热电偶。隔热板具有一个通路孔，以连接不同的物质。
而且，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板的上侧和下侧，以形成加热电阻器。加热电阻器根据是否供应电能产生热，并形成热电偶。隔热板具有一个通路孔，以连接不同的物质。
附图说明
本发明的上述目的、其它目的和特点，可以从下面对优选的实施例的说明并结合附图，更清楚地理解。所附图形包括：
图1的视图说明了根据本发明利用PCB工艺的加热器的一个实施例；
图2的视图示出了图1中的PCB的下侧；
图3的视图说明了使用热电偶的加热器和温度传感器；
图4和图5的视图说明了本发明，其通过分别在隔热板的上侧和下侧形成由构成热电偶的物质制成的加热电阻器来制造加热器和温度传感器；
图6的流程图说明了根据本发明利用PCB工艺制造加热器的方法。
具体实施方式
下面将通过优选的实施例并参照附图更详细地说明本发明。
图1的视图说明了根据本发明利用PCB工艺的加热器的一个实施例；
(示例1)
参照图1，本发明的加热器包括：隔热板10；加热电阻器20，用于根据电源产生预先设计的热量，其由设计为在隔热板10的上侧具有恒定电阻的印刷电路形成；电源接线端30，用于给加热电阻器20供应电能；传感器贴装41的接头接线端40，传感器贴装41安装有传感器42，用于测量加热电阻器20的预定区域的加热温度；传感器连接端60，其与接头接线端40相连，以使得可以在外部读取测量的温度；以及隔热保护膜70，用于保护加热电阻器20。
固定接头接线端40并将其连接到传感器贴装41，而且安装传感器贴装41并将其连接到传感器42。
同时，加热电阻器20的印刷电路由以下等式1来确定。具体来说，加热电阻器20的电路根据输入电压、电流、交流或直流来设计。
R＝pL/A[1]
其中，R是加热电阻器，p是加热电阻器的电阻率，L是长度，而A是横截面面积。
此时，加热电阻器20的电阻率取决于加热电阻器20的材料。例如，Cu的电阻率是17.2nΩ.m，而Zn的电阻率是59.0nΩ.m。在这里，电阻率指具有1m长度和1m2横截面面积的物质的电阻，并且其单位是Ω.m。此外，nΩ.m中的“n”表示十亿分之一，即10-9。也就是说，1Ω.mm2/m等于103nΩ.m。
同时，在由Cu、Fe、Ni、Cr以及通过将一种物质以预定比例复合到上述某种金属产生的合金等构成的组中，可以任选一组作为涂覆在隔热板10上的物质。在这里，完成蚀刻过程后涂覆的物质是加热电阻器20，并且根据将要设计的加热电阻器20的电阻选择所使用的涂覆物质。
(示例2)
此外，参照图2，隔热板10在其上侧11形成实施例1的加热器，并在其下侧12具有用于控制加热器的控制电路或用于控制安装有加热器的装置的控制电路。因此，PCB的两侧都可以使用。
同时，尽管本发明未在图中示出，但是应当认识到，除了隔热板10(其具有与实施例1的传感部分类似的加热器)的上侧11的边缘区域内的加热器外，还可以有另一个电路。也就是说，可以实现单个PCB，并使用至少一个电路，使得采用PCB的装置紧凑且小巧。
(示例3)
此外，参照图3，示出了与根据本发明的实施例1不同的实施例。也就是说，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板10的一侧，由此形成加热电阻器20和22。因此，加热电阻器20和22同时形成加热体和热电偶。此时，以上的不同物质通过通路孔35互相连接。
(示例4)
此外，参照图4和图5，示出了与根据本发明的实施例1不同的实施例。也就是说，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板10的上侧11和下侧12，由此形成加热电阻器20和22。因此，加热电阻器20和22同时形成加热体和热电偶。此时，在隔热板10上设置了通路孔35，用于连接分别形成于上侧11和下侧12的热电阻器20和22。
从上述描述中，在如实施例3和4所述形成热电偶的情况下，可以自动地控制加热器的温度。也就是说，在形成热电偶的情况下，如果不即刻切断供应给热电阻器20和22的电能，并且之后测量其温差电动势，则可以测量热电偶的接触部分35中的温度。如果上述测量的热电偶的接触部分35中的温度高于预先设置的温度，则切断供应给加热电阻器20和22的电能。相反，如果热电偶的接触部分中的温度低于预先设置的温度，则供应电能给加热电阻器20和22以产生热。此时，用于供应电能给加热电阻器20和22的装置使用诸如FET之类的开关元件。很自然，应当设置用于检查以上温度并随后控制开关元件的控制装置。
同时，热电偶根据使用情况具有各种类型。也就是说，热电偶大致分为贵金属热电偶和普通金属热电偶，并具有诸如铂铑合金、铂铑-铂合金、镍铬-镍铝合金、镍铬-镍铜合金、钢镍铜合金、铜-镍铜合金等各种类型。本发明通过在隔热板的上侧涂覆形成热电偶的材料来形成加热电阻器，从而使得可以将加热电阻器用作温度传感器和加热器。
下面将说明用于制造上述利用PCB构造的加热器的方法。
首先，如图6所示，根据电源产生热的物质涂覆在隔热板10的一侧以形成薄板。(B100)
然后，在上述形成的薄板的上侧形成掩膜电路。(B200)
此时，步骤B200中的掩膜电路按以下顺序形成：设计为具有恒定电阻的加热电阻器20的电路；用于供应电能给加热电阻器20的电源接线端30的电路；接头接线端40的电路，接头接线端40连接到传感器贴装41，传感器贴装41安装有传感器42，用于测量加热电阻器20的预定区域的加热温度；以及传感器连接端60的电路，传感器连接端60与接头接线端40相连，以使得可以在外部读取测量的温度。
然后，将形成掩膜电路的隔热板10浸入到蚀刻溶液中预定时间，并随后腐蚀并去除涂覆的物质(掩膜电路除外)。由此，在隔热板10的上侧形成用户需要的加热器。(B300)
最后，形成用于保护在隔热板的上侧形成的电路的隔热保护膜70。(B400)
此外，隔热板10可以使用从由各种材料组成的组中选择的任意一组制成的板。特别地，如果使用柔性材料，可以容易地应用到诸如汽车侧镜等位置。
本发明并不限于上述实施例，并且应了解，在不超出本发明技术主题范围内，本领域的技术人员可以对其进行任何更改。
根据以上说明，本发明提供了一种利用PCB工艺在PCB上形成的加热器，从而使得加热器可以具有精确的电阻。
此外，本发明提供了一种加热器，其可以扩大生产量，同时具有各种形状且可用于各种用途。
此外，本发明使用两种不同的物质在PCB上形成热电偶，从而可以用作温度传感器和加热器。
而且，本发明利用单个PCB实现了至少一个电路，从而使得采用PCB的装置紧凑且小巧。
Claims (14)
1.一种利用PCB工艺制造加热器的方法，其包括以下步骤：
根据电源产生热的物质涂覆在隔热板的一侧以形成薄板；
在隔热板的上侧形成掩膜电路，掩膜电路形成设计为具有恒定电阻的加热电阻器的印刷电路、用于供应电能给加热电阻器的电源接线端、传感器贴装的接头接线端，传感器贴装安装有传感器，用于测量加热电阻器的预定区域的加热温度，以及传感器连接端，其使得可以在外部读取传感器测量的温度；
蚀刻与掩膜电路一起形成的隔热板，并形成具有印刷电路的加热器；
形成隔热保护膜，以保护在隔热板的上侧形成的电路。
2.如权利要求1所述的方法，其中，形成于隔热板上侧的印刷电路由以下等式1来确定：
R＝pL/A
其中，p是加热电阻器的电阻率，L是长度，而A是横截面面积。
3.如权利要求1所述的方法，其中，加热电阻器的电阻根据输入电压、电流、交流或直流来设计。
4.如权利要求1所述的方法，其中，形成印刷电路的步骤进一步包括：分别在形成电路的一侧和另一侧形成不同于加热电阻器的印刷电路的印刷电路。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在由Cu、Fe、Ni、Cr以及通过将一种物质复合到上述某种纯金属产生的合金等构成的组中，可以任选一组作为涂覆在隔热板上的物质。
6.如权利要求2所述的方法，其中，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板上，以形成加热电阻器；加热电阻器根据是否供应电能产生热，并形成热电偶；隔热板具有一个通路孔，以连接不同的物质。
7.如权利要求2所述的方法，其中，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板的上侧和下侧，以形成加热电阻器；加热电阻器根据是否供应电能产生热，并形成热电偶；隔热板具有一个通路孔，以连接不同的物质。
8.一种利用PCB工艺制造的加热器，其包括：
隔热板；
加热电阻器，用于根据电源产生预先设计的热量，其由设计为在隔热板的上侧具有恒定电阻的印刷电路形成；
电源接线端，用于给加热电阻器供应电能；
传感器贴装，其安装有传感器，用于测量加热电阻器的预定区域的加热温度；
传感器连接端，其与接头接线端相连，以使得可以在外部读取测量的温度；
以及隔热保护膜，用于保护加热电阻器；
其中，加热电阻器电路、传感器贴装连接电路以及传感器连接端电路经掩膜和蚀刻过程形成于隔热板的上侧。
9.如权利要求8所述的加热器，其中，加热电阻器是抗体，加热电阻器的印刷电路由以下等式来确定：
R＝pL/A
其中，p是加热电阻器的电阻率，L是长度，而A是横截面面积。
10.如权利要求9所述的加热器，其中，加热电阻器的电阻根据输入电压、电流、交流或直流来设计。
11.如权利要求9所述的加热器，其中，在与形成加热电阻器的印刷电路的隔热板的一侧相对的隔热板的另一侧形成不同于加热电阻器的印刷电路的印刷电路。
12.如权利要求9所述的加热器，其中，在由铜、铁、镍、铬以及通过将一种物质复合到上述纯金属产生的合金等构成的组中，可以任选一组作为涂覆在隔热板上的物质。
13.如权利要求8所述的加热器，其中，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板上，以形成加热电阻器；加热电阻器根据是否供应电能产生热，并形成热电偶；隔热板具有一个通路孔，以连接不同的物质。
14.如权利要求8所述的加热器，其中，具有高温差电动势的两种不同的物质分别涂覆在隔热板的上侧和下侧，以形成加热电阻器；加热电阻器根据是否供应电能产生热，并形成热电偶；隔热板具有一个通路孔，以连接不同的物质。
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Effective date of registration: 20100129 Address of the applicant after: Seoul, South Kerean Applicant after: Pu Caixiang Address of the applicant before: Seoul, South Kerean Applicant before: Pu Caixiang Co-applicant before: Inchon Applicant before: Jin Zheshu |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: WOOYOUNG MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SANG PARK JAE Effective date: 20130830 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130830 Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: Ucho Medical Technology Co., Ltd. Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: Pu Caixiang |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121003 Termination date: 20180917 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |