CN209711530U - 制备加热片的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备加热片的系统，该系统包括：成型装置，具有生坯入口和第一生坯出口；印刷装置，具有第一网板、第二网板、第三网板、第四网板、第五网板、第一生坯入口、烧结料入口、第三生坯出口和含釉层烧结料出口；等静压装置，具有第三生坯入口和等静压后生坯出口；切割装置，具有等静压后生坯入口和切割后生坯出口；共烧装置，具有切割后生坯入口和烧结料出口；热处理装置，具有含釉层烧结料入口和热处理后烧结料出口；焊线装置，具有热处理后烧结料入口和加热片出口。该系统只需进行一次共烧一次热处理即可完成加热片的制备，且共烧在切割之后进行，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响。

Description

制备加热片的系统

技术领域

本实用新型属于电子烟领域，具体而言，本实用新型涉及制备加热片的系统。

背景技术

电子烟最近几年呈现蓬勃发展的态势，抽烟方式在年轻人身上悄然发生改变，出现了传统的燃烧式抽烟方式与现有的烟油雾化、加热不燃烧的抽烟方式并存，且选择后面两种新型的抽烟方式的人群越来越庞大。在欧美、日本、韩国等地区，电子烟已经发展成为一个百亿美元级别的巨大市场，且仍表现出井喷的态势。

现在市面上的电子烟类型主要包括两种，一种为烟油雾化产生模拟烟雾的类型(以下简称“雾化电子烟”)，其主要使用雾化器将烟油加热雾化产生烟雾，比较具有代表的品牌是RELX、Gippro等，该类型电子烟的核心技术在于雾化器的设计和制造，烟油的主要成分包括食用丙三醇、丙二醇，尼古丁盐、食用香精等成分；另一种为低温加热不燃烧类型(以下简称“HNB”)，比较具有代表的品牌是IQOS。HNB类型电子烟通过加热片对烟蛋进行加热产生烟雾，完全模拟传统烟草的抽烟方式，该类型的核心技术在于加热片的设计与制造。

现在市面上的HNB电子烟加热片都是通过在基材上印刷加热电极方式得到的。其中，基材主要为YSZ、Al₂O₃等陶瓷基板，加热电极材质多使用Pt电极、Ag/Pd电极、Ag电极。制备工艺为多次烧结，第一次将陶瓷基板烧结成型，然后按照加热片规格，利用激光划片将产品半切；第二次烧结底面釉料；第三次烧结加热电极、引线电极；第四次烧结表面釉料和焊盘；烧结完成后再将产品一颗颗掰开，分别焊接引线。

从现有的制备工艺可以看出，现行的加热片需要经过多次烧结。由于加热电极的电阻与烧结制度有很大的相关性，这会导致过程的控制非常复杂，产品的一致性难于保证。另外由于氧化锆材料本身的原因，针对烧结好的基片进行激光划片会导致材料由于热效应产生微裂纹，影响材料本身的抗折强度。

因此，现有加热片的制备工艺有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种制备加热片的系统。该系统只需进行一次共烧一次热处理即可完成加热片的制备，有效简化了制备工艺；且共烧是在切割之后进行，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，增强了加热片的抗折强度。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种制备加热片的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

成型装置，所述成型装置具有生坯入口和第一生坯出口；

印刷装置，所述印刷装置具有第一网板、第二网板、第三网板、第四网板、第五网板、第一生坯入口、烧结料入口、第三生坯出口和含釉层烧结料出口，所述第一生坯入口与所述第一生坯出口相连；

等静压装置，所述等静压装置具有第三生坯入口和等静压后生坯出口，所述第三生坯入口与所述第三生坯出口相连；

切割装置，所述切割装置具有等静压后生坯入口和切割后生坯出口，所述等静压后生坯入口与所述等静压后生坯出口相连；

共烧装置，所述共烧装置具有切割后生坯入口和烧结料出口，所述切割后生坯入口与所述切割后生坯出口相连，所述烧结料出口与所述烧结料入口相连；

热处理装置，所述热处理装置具有含釉层烧结料入口和热处理后烧结料出口，所述含釉层烧结料入口与所述含釉层烧结料出口相连；

焊线装置，所述焊线装置具有热处理后烧结料入口和加热片出口，所述热处理后烧结料入口与所述热处理后烧结料出口相连。

根据本实用新型实施例的制备加热片的系统，通过印刷绝缘层，可避免生坯在高温时产生离子电导，即避免出现电极断路的现象；印刷加热电极，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热；引线电极电阻极低，可为加热电极通电；接触电极与外部电极的接触电阻极低，用于实现外部电极与引线电极的连接；通过印刷表面釉层，可保护加热电极和引线电极，避免电极在发热过程中接触外界物质导致电极中毒而阻值恶化。整个工艺过程中只需进行一次共烧一次热处理即可完成加热片的制备，有效简化了制备工艺，缩短了加热片的制备周期；且共烧是在切割之后进行，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，提升了产品的可靠性，增强了加热片的抗折强度；同时，共烧处理有利于提高生坯与电极之间的结合力，提升产品性能。

另外，根据本实用新型上述实施例的制备加热片的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选的，所述成型装置为流延成型机。由此，有利于提升第一生坯的性能。

任选的，所述印刷装置为丝网印刷机，由此，有利于提升加热片的印刷效率和印刷效果，进而提升产品的性能。

任选的，所述等静压装置为温等静压机，由此，有利于提高等静压处理的效率和效果，进而提升产品的性能。

任选的，所述切割装置为激光切割机或机械冲切机由此，有利于提升切割的效率和效果，进而提升产品的性能。

任选的，所述共烧装置为高温箱式炉或高温隧道窑，由此，有利于提高共烧的效率和效果。

任选的，所述热处理装置为烧银网带炉，由此，有利于提高热处理的效率和效果，进而提升产品的性能。

任选的，所述焊线装置为波峰焊机，由此，有利于提高焊线的效率和效果，进而提升产品的性能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的制备加热片的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的适用于制备加热片的系统的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种制备加热片的系统，根据本实用新型的实施例，参考图1，该系统包括：成型装置100、印刷装置200、等静压装置300、切割装置400、共烧装置500、热处理装置600和焊线装置700。

根据本实用新型的实施例，成型装置100具有生坯入口101和第一生坯出口102，且适于将生坯进行成型处理，以便得到第一生坯。需要说明的是，成型装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为流延成型机。发明人发现，采用流延成型所得的第一生坯各部分成分起伏小，性能均一而稳定，断裂韧性好，且采用流延成型生产效率高，可连续操作。进一步的，通过将生坯进行成型处理，可提高生坯的致密度，因后续工艺均是在生坯上进行，经成型后，可为后续工艺的实施提供保障，进而提升所得加热片的产品性能。

根据本实用新型的一个实施例，生坯可以包含氧化钇含量为2-4wt％的掺钇氧化锆或氧化铝含量为2-20wt％的掺钇氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷中的至少之一。需要说明的是，生坯中除包含氧化钇含量为2-4wt％的掺钇氧化锆或氧化铝含量为2-20wt％的掺钇氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷中的至少之一之外，其他具体成分及各成分的具体含量并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。发明人发现，掺钇氧化锆中氧化钇含量过低将可能导致掺钇氧化锆稳定性较差，使掺钇氧化锆在使用过程中四方相极易转变成单斜相而产生老化，进而导致掺钇氧化锆碎裂；而若掺钇氧化锆中氧化钇含量过高，则会降低掺钇氧化锆本身的强度，导致在使用过程中由于外力的作用而产生断片。

根据本实用新型的实施例，印刷装置200具有第一网板(未示出)、第二网板(未示出)、第三网板(未示出)、第四网板(未示出)、第五网板(未示出)、第一生坯入口201、烧结料入口202、第三生坯出口203和含釉层烧结料出口204，第一生坯入口201与第一生坯出口102相连，且适于通过第一网版在成型生坯表面印刷绝缘层，以便得到第二生坯，通过第二网版、第三网版、第四网版分别在第二生坯的绝缘层表面从左到右依次印刷接触电极、引线电极和加热电极，以便得到第三生坯，通过第五网版在烧结料的引线电极和加热电极表面印刷釉层，以便得到含釉层烧结料。需要说明的是，印刷装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为通用的丝网印刷机。同时，上述第一网版、第二网版、第三网版、第四网版、第五网版对形状和数量并没有特别约束作用，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，在通过第一网版印刷绝缘层或通过第二网版印刷接触电极、通过第三网版印刷引线电极、通过第四网版印刷加热电极、通过第五网版印刷釉层时，可以使用单一网版印刷，也可以使用多个网版组合进行印刷，只要满足产品需求即可。

发明人发现，通过在成型生坯表面印刷绝缘层，可避免生坯在高温时产生离子电导，即避免出现电极断路的现象。需要说明的是，所印刷的绝缘层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。通过在绝缘层上面印刷电极层，可避免绝缘层下的生坯干扰电极，印象最终所得加热片的性能。具体的，印刷加热电极，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热；引线电极电阻极低，可为加热电极通电；接触电极与外部电极的接触电阻极低，用于实现外部电极与引线电极的连接。通过转换印刷版可实现在绝缘层上印刷出接触电极、引线电极和加热电极。接触电极主要作用是使加热片与外部电路联通，其具有低接触电阻，接触电极在使用过程中不分正负极，由后续的客户组装确定正负极；引线电极主要作用是连接接触电极和加热电极，其同样具有低电阻，以上两者具有低电阻的目的是降低使用过程中的发热量；而加热电阻具有相对高的电阻，在使用过程中主要起到发热的作用。接触电极与引线电极、引线电极与加热电极之间都是通过串联的方式连接。进一步的，可通过更换印刷网版实现在烧结料的引线电极和加热电极表面印刷釉层，印刷的釉层可保护引线电极和加热电极，避免电极在发热过程中接触外界物质导致电极中毒阻值恶化的情况发生。需要说明的是，所印刷釉层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本实用新型的一个实施例，绝缘层中的主要为氧化铝粉体。发明人发现，氧化铝粉体属于无机非金属粉体，具有较大的比表面积(15m²/g以上)，由于需要低温烧结，其粒径需要经过多次处理，使其D₅₀达到200nm左右。而这种粉体在配浆过程中极易团聚，这就要求在绝缘层浆料的制备过程中添加多种助剂，以解决绝缘层浆料可能出现的各种状况。而具体的助剂类型本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可通过添加分散剂增加粉体的分散性；添加消泡剂消除印刷过程中产生的气泡；添加抗沉淀剂以降低绝缘层浆料的沉淀性；添加流平剂增加绝缘层浆料的流动性，并有利于消除后续印刷过程中的网纹；添加树脂载体，保证绝缘层浆料的附着性和拉丝特性；添加各种溶剂，保证绝缘层浆料的流动性及促进树脂、助剂的溶解等。进一步的，因生坯与绝缘层在后续工序中会一起进行共烧处理，生坯与绝缘层需具有相同的烧结温度、相同的烧结收缩率，从而使得两者在共烧处理过程中出现明显的相互渗透，两者的接触面紧密结合，不出现分层。而要想达到上述目的，若绝缘层的烧结温度与生坯的烧结温度不同，则需要在绝缘层中添加助烧剂。例如可以添加CuO、TiO₂、B₂O₃、SiO₂、Nb₂O₅、ZnO、Bi₂O₃、MgO、Sn₂O₃、CaO等氧化物中的至少之一；同时，通过优化绝缘层中的添加物含量、种类和绝缘层浆料的固含量、粘度、胶含量等，可使得两者具有相同的烧结收缩率。

根据本实用新型的再一个实施例，电极的材质可以为铂金。具体而言，接触电极可以为方阻为0～20mΩ/□的第一铂金浆料，由此，可使得其与外部电极的接触电阻极低，进而实现外部电极与引线电极的连接；引线电极可以为方阻为0～30mΩ/□的第二铂金浆料，由此，可使得其适于为加热电极通电而能耗较低；加热电极可以为方阻为10～150mΩ/□的第三铂金浆料，由此，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热。

根据本实用新型的又一个实施例，接触电极区域与引线电极区域、加热电极区域的面积比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为1-1.5：3-1：2-5发明人发现，若加热电极区域面积过小，在使用过程中会导致发热量不够，烟草利用率较低；而若加热电极区域面积过大，在使用过程中会导致接触电极处的温度很高，而外部引线与接触电极是通过焊接连接，接触电极过高的温度会影响焊点的可靠性。

根据本实用新型的实施例，等静压装置300具有第三生坯入口301和等静压后生坯出口302，第三生坯入口301与第三生坯出口203相连，且适于将第三生坯进行等静压处理，以便得到等静压后生坯。需要说明的是，等静压装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为温等静压机，发明人发现，通过将第三生坯进行等静压处理，可增加第三生坯的致密度，提高第三生坯的产品性能，进而可提升后续所得加热片的产品性能。

根据本实用新型的一个实施例，等静压处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如等静压的温度可以为60-80摄氏度，压力可以为25-200MPa，时间可以为10-120min。发明人发现，在上述等静压处理条件下，可使得所得的等静压后生坯具有较佳的致密度，同时生产效率较佳。

根据本实用新型的实施例，切割装置400具有等静压后生坯入口401和切割后生坯出口402，等静压后生坯入口401与等静压后生坯出口302相连，且适于将等静压后生坯进行切割处理，以便得到切割后生坯。需要说明的是，切割装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为激光切割机或机械冲切机。发明人实验发现，在这两种切割方式下对等静压后生坯进行切割，对最终产品的性能影响较小，符合生产要求，且这两种方式为工厂常用切割方式，不会额外增加企业的生产成本，经济效益高。进一步的，经等静压后再进行切割，且切割在共烧处理之前，可消除因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，提升产品可靠性，增强加热片的抗折强度。

根据本实用新型的实施例，共烧装置500具有切割后生坯入口501和烧结料出口502，切割后生坯入口501与切割后生坯出口402相连，烧结料出口502与烧结料入口202相连，且适于将切割后生坯进行共烧处理，以便得到烧结料。需要说明的是，共烧装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为高温箱式炉或者高温隧道炉，发明人发现，经等静压后再进行切割和共烧处理，且将切割放在共烧之前，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，提升了产品的可靠性，增强了加热片的抗折强度；同时，共烧处理有利于提高生坯与电极之间的结合力，提升产品性能。

根据本实用新型的一个实施例，共烧处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如共烧成型处理的温度可以为1350-1550摄氏度，时间可以为30-240min。发明人发现，过低的共烧温度和较短的共烧时间，会使切割后生坯烧结不充分，材料没有完全成瓷，瓷体中存在大量的孔洞，加热片的强度得不到保证；而过高的共烧温度和过长的共烧时间，会导致材料过烧，瓷体晶粒会异常长大，瓷体中也会出现孔洞，加热片的强度也会恶化。总之，合理的烧结温度和烧结时间才能保证加热片材料具有良好的力学性能。

根据本实用新型的实施例，热处理装置600具有含釉层烧结料入口601和热处理后烧结料出口602，含釉层烧结料入口601与含釉层烧结料出口204相连，且适于将含釉层烧结料进行热处理，以便得到热处理后烧结料。需要说明的是，热处理装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为烧银网带炉，发明人发现含釉层烧结料在烧结过程中会出现液相，在保温过程中流平，使基片表面光滑，很好的隔绝加热电极、引线电极与被加热物质的接触，以此来保护电极。经热处理后，再在接触电极的一端，远离引线电极的一端，进行焊线，得到加热片。

根据本实用新型的一个实施例，热处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如热处理的温度可以为800-1000摄氏度，时间可以为5-15min。发明人发现，在过低的热处理温度和过短的热处理时间下，表面釉层没有充分的液化和流平，导致基片表面粗糙，不够光滑，在使用的过程中会有很多的被加热物质粘附于表面，且不易清洗；而在过高的热处理温度和过长的热处理时间下，表面釉层出现流挂的现象，表面釉料会出现流水纹，严重的还会使电极外漏，会出现表面不平整的现象，导致被加热物质粘附于表面。

根据本实用新型的实施例，焊线装置700具有热处理后烧结料入口701和加热片出口702，热处理后烧结料入口701与热处理后烧结料出口602相连，且适于将热处理后烧结料进行焊线处理，以便得到加热片。需要说明的是，焊线装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为波峰焊机。发明人发现，经热处理后，再在接触电极的一端，远离引线电极的一端，进行焊线，可得到加热片。

根据本实用新型的一个实施例，在接触电极远离引线电极的一端所焊的线可以为银焊或锡焊。

根据本实用新型实施例的加热片的制备系统，通过印刷绝缘层，可避免生坯在高温时产生离子电导，即避免出现电极断路的现象；印刷加热电极，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热；引线电极电阻极低，可为加热电极通电；接触电极与外部电极的接触电阻极低，用于实现外部电极与引线电极的连接；通过印刷表面釉层，可保护加热电极和引线电极，避免电极在发热过程中接触外界物质导致电极中毒而阻值恶化。整个工艺过程中只需进行一次共烧一次热处理即可完成加热片的制备，有效简化了制备工艺，缩短了加热片的制备周期；且共烧是在切割之后进行，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，提升了产品的可靠性，增强了加热片的抗折强度；同时，共烧处理有利于提高生坯与电极之间的结合力，提升产品性能。

为了方便理解，下面对适用于上述制备加热片的系统的方法进行详细描述，根据本实用新型的实施例，参考图2，该方法包括：

S100：将生坯进行成型处理

该步骤中，将生坯进行成型处理，以便得到第一生坯。发明人发现，通过将生坯进行成型处理，可提高生坯的致密度，因后续工艺均是在生坯上进行，经成型后，可为后续工艺的实施提供保障，进而提升所得加热片的产品性能。

根据本实用新型的一个实施例，生坯可以包含氧化钇含量为2-4wt％的掺钇氧化锆或氧化铝含量为2-20wt％的掺钇氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷中的至少之一。需要说明的是，生坯中除包含氧化钇含量为2-4wt％的掺钇氧化锆或氧化铝含量为2-20wt％的掺钇氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷中的至少之一之外，其他具体成分及各成分的具体含量并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。发明人发现，掺钇氧化锆中氧化钇含量过低将可能导致掺钇氧化锆稳定性较差，使掺钇氧化锆在使用过程中四方相极易转变成单斜相而产生老化，进而导致掺钇氧化锆碎裂；而若掺钇氧化锆中氧化钇含量过高，则会降低掺钇氧化锆本身的强度，导致在使用过程中由于外力的作用而产生断片。

根据本实用新型的再一个实施例，生坯的成型方式可以为流延成型。发明人发现，采用流延成型所得的第一生坯各部分成分起伏小，性能均一而稳定，断裂韧性好，且采用流延成型生产效率高，可连续操作。

S200：在成型生坯表面印刷绝缘层

该步骤中，在成型生坯表面印刷绝缘层，以便得到第二生坯。发明人发现，通过在成型生坯表面印刷绝缘层，可避免生坯在高温时产生离子电导，即避免出现电极断路的现象。需要说明的是，所印刷的绝缘层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本实用新型的一个实施例，绝缘层中的主要为氧化铝粉体。发明人发现，氧化铝粉体属于无机非金属粉体，具有较大的比表面积(15m²/g以上)，由于需要低温烧结，其粒径需要经过多次处理，使其D₅₀达到200nm左右。而这种粉体在配浆过程中极易团聚，这就要求在绝缘层浆料的制备过程中添加多种助剂，以解决绝缘层浆料可能出现的各种状况。而具体的助剂类型本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可通过添加分散剂增加粉体的分散性；添加消泡剂消除印刷过程中产生的气泡；添加抗沉淀剂以降低绝缘层浆料的沉淀性；添加流平剂增加绝缘层浆料的流动性，并有利于消除后续印刷过程中的网纹；添加树脂载体，保证绝缘层浆料的附着性和拉丝特性；添加各种溶剂，保证绝缘层浆料的流动性及促进树脂、助剂的溶解等。进一步的，因生坯与绝缘层在后续工序中会一起进行共烧处理，生坯与绝缘层需具有相同的烧结温度、相同的烧结收缩率，从而使得两者在共烧处理过程中出现明显的相互渗透，两者的接触面紧密结合，不出现分层。而要想达到上述目的，若绝缘层的烧结温度与生坯的烧结温度不同，则需要在绝缘层中添加助烧剂。例如可以添加CuO、TiO₂、B₂O₃、SiO₂、Nb₂O₅、ZnO、Bi₂O₃、MgO、Sn₂O₃、CaO等氧化物中的至少之一；同时，通过优化绝缘层中的添加物含量、种类和绝缘层浆料的固含量、粘度、胶含量等，可使得两者具有相同的烧结收缩率。

S300：在第二生坯表面从左到右依次印刷接触电极、引线电极和加热电极

该步骤中在第二生坯表面，即第二生坯的绝缘层表面从左到右依次印刷接触电极、引线电极和加热电极，以便得到第三生坯。发明人发现，通过在绝缘层上面印刷电极层，可避免绝缘层下的生坯干扰电极，印象最终所得加热片的性能。具体的，印刷加热电极，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热；引线电极电阻极低，可为加热电极通电；接触电极与外部电极的接触电阻极低，用于实现外部电极与引线电极的连接。通过转换印刷版可实现在绝缘层上印刷出接触电极、引线电极和加热电极。接触电极主要作用是使加热片与外部电路联通，其具有低接触电阻，接触电极在使用过程中不分正负极，由后续的客户组装确定正负极；引线电极主要作用是连接接触电极和加热电极，其同样具有低电阻，以上两者具有低电阻的目的是降低使用过程中的发热量；而加热电阻具有相对高的电阻，在使用过程中主要起到发热的作用。接触电极与引线电极、引线电极与加热电极之间都是通过串联的方式连接。

根据本实用新型的一个实施例，电极的材质可以为铂金。具体而言，接触电极可以为方阻为0～20mΩ/□的第一铂金浆料，由此，可使得其与外部电极的接触电阻极低，进而实现外部电极与引线电极的连接；引线电极可以为方阻为0～30mΩ/□的第二铂金浆料，由此，可使得其适于为加热电极通电而能耗较低；加热电极可以为方阻为10～150mΩ/□的第三铂金浆料，由此，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热。

根据本实用新型的再一个实施例，接触电极区域与引线电极区域、加热电极区域的面积比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如可以为1-1.5：3-1：2-5发明人发现，若加热电极区域面积过小，在使用过程中会导致发热量不够，烟草利用率较低；而若加热电极区域面积过大，在使用过程中会导致接触电极处的温度很高，而外部引线与接触电极是通过焊接连接，接触电极过高的温度会影响焊点的可靠性。

S400：将第三生坯依次进行等静压处理、切割处理和共烧成型处理

该步骤中，将第三生坯依次进行等静压处理、切割处理和共烧成型处理，以便得到烧结料。发明人发现，通过将第三生坯进行等静压处理，可增加第三生坯的致密度，提高第三生坯的产品性能，进而可提升后续所得加热片的产品性能。经等静压后再进行切割和共烧处理，且将切割放在共烧之前，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，提升了产品的可靠性，增强了加热片的抗折强度；同时，共烧处理有利于提高生坯与电极之间的结合力，提升产品性能。

根据本实用新型的一个实施例，等静压处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如等静压的温度可以为60-80摄氏度，压力可以为25-200MPa，时间可以为10-120min。发明人发现，在上述等静压处理条件下，可使得所得的等静压后生坯具有较佳的致密度，同时生产效率较佳。

根据本实用新型的再一个实施例，切割处理的具体方式并不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择，例如切割处理可以为激光切割或机械式冲切。发明人实验发现，在这两种切割方式下对等静压后生坯进行切割，对最终产品的性能影响较小，符合生产要求，且这两种方式为工厂常用切割方式，不会额外增加企业的生产成本，经济效益高。

根据本实用新型的又一个实施例，共烧处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如共烧成型处理的温度可以为1350-1550摄氏度，时间可以为30-240min。发明人发现，过低的共烧温度和较短的共烧时间，会使切割后生坯烧结不充分，材料没有完全成瓷，瓷体中存在大量的孔洞，加热片的强度得不到保证；而过高的共烧温度和过长的共烧时间，会导致材料过烧，瓷体晶粒会异常长大，瓷体中也会出现孔洞，加热片的强度也会恶化。总之，合理的烧结温度和烧结时间才能保证加热片材料具有良好的力学性能。

S500：在烧结料的引线电极和加热电极表面印刷釉层，经热处理并在接触电极远离引线电极的一端焊线

该步骤中，在烧结料的引线电极和加热电极表面印刷釉层，经热处理并在接触电极远离引线电极的一端焊线后得到加热片。具体的，可通过更换印刷网版实现在烧结料的引线电极和加热电极表面印刷釉层，印刷的釉层可保护引线电极和加热电极，避免电极在发热过程中接触外界物质导致电极中毒阻值恶化的情况发生。需要说明的是，所印刷釉层的厚度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。发明人发现，含釉层烧结料在烧结过程中会出现液相，在保温过程中流平，使基片表面光滑，很好的隔绝加热电极、引线电极与被加热物质的接触，以此来保护电极。经热处理后，再在接触电极的一端，远离引线电极的一端，进行焊线，得到加热片。

根据本实用新型的一个实施例，热处理的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如热处理的温度可以为800-1000摄氏度，时间可以为5-15min。发明人发现，在过低的热处理温度和过短的热处理时间下，表面釉层没有充分的液化和流平，导致基片表面粗糙，不够光滑，在使用的过程中会有很多的被加热物质粘附于表面，且不易清洗；而在过高的热处理温度和过长的热处理时间下，表面釉层出现流挂的现象，表面釉料会出现流水纹，严重的还会使电极外漏，会出现表面不平整的现象，导致被加热物质粘附于表面。

根据本实用新型的再一个实施例，在接触电极远离引线电极的一端所焊的线可以为银焊或锡焊。

根据本实用新型实施例的加热片的制备方法，通过印刷绝缘层，可避免生坯在高温时产生离子电导，即避免出现电极断路的现象；印刷加热电极，可通过阻值的控制实现发热量的控制，进而实现产品的发热；引线电极电阻极低，可为加热电极通电；接触电极与外部电极的接触电阻极低，用于实现外部电极与引线电极的连接；通过印刷表面釉层，可保护加热电极和引线电极，避免电极在发热过程中接触外界物质导致电极中毒而阻值恶化。整个工艺过程中只需进行一次共烧一次热处理即可完成加热片的制备，有效简化了制备工艺，缩短了加热片的制备周期；且共烧是在切割之后进行，消除了因激光热效应导致加热片产生微裂纹的影响，提升了产品的可靠性，增强了加热片的抗折强度；同时，共烧处理有利于提高生坯与电极之间的结合力，提升产品性能。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

将含2wt％Y₂O₃的YSZ生坯进行流延成型处理，得到长19.5mm、宽5mm的第一生坯；采用第一网版在第一生坯表面上印刷绝缘层，在75℃下烘干15min后，得到第二生坯；然后分别采用第二网版、第三网版、第四网版在第二生坯的绝缘层表面从左至右依次印刷方阻为5mΩ/□的第一铂金浆料作为接触电极、方阻为5mΩ/□的第二铂金浆料作为引线电极、方阻为10mΩ/□的第三铂金浆料作为加热电极，其中，接触电极与引线电极、加热电极的表面积比为1:1:2，在75℃下烘干10min后，得到第三生坯；第三生坯在60摄氏度、100MPa下压制20min，得到等静压后生坯；通过激光将等静压后生坯切割成小片，然后将切割后生坯在1350℃下共烧30min，得到烧结料；采用第五网版在烧结料的引线电极和加热电极层表面印刷釉层，然后在900℃下进行10min热处理，并在接触电极上远离引线电极的一端，使用银焊或者锡焊焊接引出导线，得到加热片。加热片中生坯层的厚度为0.2mm，绝缘层的厚度为6μm，电极层的厚度为5μm，釉层的厚度为10μm。取6个样品进行两点抗弯力测试，所得的两点抗弯力如表1所示，在现有多次烧结工艺、与本方案相同的参数下所得的6个样品的两点抗弯力值也如表1所示。由表1可知，采用本申请的上述方案相对于旧方案，其两点抗弯力平均提升34％。

表1采用本方案与旧方案所得样品的两点抗弯力值

序号	旧方案	新方案
			1	0.6	0.85
2	0.65	0.8
			3	0.55	0.85
4	0.6	0.85
			5	0.65	0.75
6	0.65	0.85
			平均值	0.62	0.83

实施例2

将含10wt％Al₂O₃的YSZ生坯进行流延成型处理，得到长19.5mm、宽5mm的第一生坯；采用第一网版在第一生坯表面上印刷绝缘层，在75℃下烘干15min后，得到第二生坯；然后分别采用第二网版、第三网版、第四网版在第二生坯的绝缘层表面从左至右依次印刷方阻为10mΩ/□的第一铂金浆料作为接触电极、方阻为10mΩ/□的第二铂金浆料作为引线电极、方阻为50mΩ/□的第三铂金浆料作为加热电极，其中，接触电极与引线电极、加热电极的表面积比为1.25:2:3，在75℃下烘干10min后，得到第三生坯；第三生坯在75摄氏度、100MPa下压制20min，得到等静压后生坯；通过激光将等静压后生坯切割成小片，然后将切割后生坯在1450℃下共烧100min，得到烧结料；采用第五网版在烧结料的引线电极和加热电极层表面印刷釉层，然后在900℃下进行10min热处理，并在接触电极上远离引线电极的一端，使用银焊或者锡焊焊接引出导线，得到加热片。加热片中生坯层的厚度为0.3mm，绝缘层的厚度为15μm，电极层的厚度为15μm，釉层的厚度为20μm。取6个样品进行两点抗弯力测试，所得的两点抗弯力如表2所示，在现有多次烧结工艺、与本方案相同的参数下所得的6个样品的两点抗弯力值也如表2所示。由表2可知，采用本申请的上述方案相对于旧方案，其两点抗弯力平均提升22％。

表2采用本方案与旧方案所得样品的两点抗弯力值

序号	旧方案	新方案
			1	0.8	1.0
2	0.85	1.05
			3	0.85	1.05
4	0.75	0.95
			5	0.90	1.0
6	0.80	1.0
			平均值	0.83	1.01

实施例3

将含4wt％Y₂O₃的YSZ生坯进行流延成型处理，得到长19.5mm、宽5mm的第一生坯；采用第一网版在第一生坯表面上印刷绝缘层，在75℃下烘干15min后，得到第二生坯；然后分别采用第二网版、第三网版、第四网版在第二生坯的绝缘层表面从左至右依次印刷方阻为15mΩ/□的第一铂金浆料作为接触电极、方阻为20mΩ/□的第二铂金浆料作为引线电极、方阻为100mΩ/□的第三铂金浆料作为加热电极，其中，接触电极与引线电极、加热电极的表面积比为1.5:3:4，在75℃下烘干10min后，得到第三生坯；第三生坯在70摄氏度、100MPa下压制20min，得到等静压后生坯；通过激光将等静压后生坯切割成小片，然后将切割后生坯在1450℃下共烧100min，得到烧结料；采用第五网版在烧结料的引线电极和加热电极层表面印刷釉层，然后在900℃下进行10min热处理，并在接触电极上远离引线电极的一端，使用银焊或者锡焊焊接引出导线，得到加热片。加热片中生坯层的厚度为0.4mm，绝缘层的厚度为20μm，电极层的厚度为20μm，釉层的厚度为25μm。取6个样品进行两点抗弯力测试，所得的两点抗弯力如表3所示，在现有多次烧结工艺、与本方案相同的参数下所得的6个样品的两点抗弯力值也如表3所示。由表3可知，采用本申请的上述方案相对于旧方案，其两点抗弯力平均提升35％。

表3采用本方案与旧方案所得样品的两点抗弯力值

序号	旧方案	新方案
			1	1.20	1.65
2	1.30	1.60
			3	1.20	1.55
4	1.10	1.70
			5	1.25	1.60
6	1.10	1.55
			平均值	1.19	1.61

实施例4

将含ZTA(氧化锆增韧氧化铝陶瓷)生坯进行流延成型处理，得到长19.5mm、宽5mm的第一生坯；采用第一网版在第一生坯表面上印刷绝缘层，在75℃下烘干15min后，得到第二生坯；然后分别采用第二网版、第三网版、第四网版在第二生坯的绝缘层表面从左至右依次印刷方阻为20mΩ/□的第一铂金浆料作为接触电极、方阻为30mΩ/□的第二铂金浆料作为引线电极、方阻为150mΩ/□的第三铂金浆料作为加热电极，其中，接触电极与引线电极、加热电极的表面积比为1.25:2:5，在75℃下烘干10min后，得到第三生坯；第三生坯在80摄氏度、100MPa下压制20min，得到等静压后生坯；通过激光将等静压后生坯切割成小片，然后将切割后生坯在1550℃下共烧100min，得到烧结料；采用第五网版在烧结料的引线电极和加热电极层表面印刷釉层，然后在900℃下进行10min热处理，并在接触电极上远离引线电极的一端，使用银焊或者锡焊焊接引出导线，得到加热片。加热片中生坯层的厚度为0.5mm，绝缘层的厚度为82μm，电极层的厚度为34μm，釉层的厚度为75μm。取6个样品进行两点抗弯力测试，所得的两点抗弯力如表4所示，在现有多次烧结工艺、与本方案相同的参数下所得的6个样品的两点抗弯力值也如表4所示。由表4可知，采用本申请的上述方案相对于旧方案，其两点抗弯力平均提升24％。

表4采用本方案与旧方案所得样品的两点抗弯力值

注：上述两点抗弯力是指，将加热片的加热电极与引线电极交汇处固定，在距离该交汇处9mm的加热电极上部施加一垂直作用力，当加热片被压断时的力即为该加热片的两点抗弯力。

由上述实验可知，相对于现有多次共烧工艺，采用本申请加热片的制备方法制备所得的加热片的两点抗弯力显著提升，即所得加热片的抗折强度显著增加，效果显著。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种制备加热片的系统，其特征在于，包括：

成型装置，所述成型装置具有生坯入口和第一生坯出口；

印刷装置，所述印刷装置具有第一网板、第二网板、第三网板、第四网板、第五网板、第一生坯入口、烧结料入口、第三生坯出口和含釉层烧结料出口，所述第一生坯入口与所述第一生坯出口相连；

等静压装置，所述等静压装置具有第三生坯入口和等静压后生坯出口，所述第三生坯入口与所述第三生坯出口相连；

切割装置，所述切割装置具有等静压后生坯入口和切割后生坯出口，所述等静压后生坯入口与所述等静压后生坯出口相连；

共烧装置，所述共烧装置具有切割后生坯入口和烧结料出口，所述切割后生坯入口与所述切割后生坯出口相连，所述烧结料出口与所述烧结料入口相连；

热处理装置，所述热处理装置具有含釉层烧结料入口和热处理后烧结料出口，所述含釉层烧结料入口与所述含釉层烧结料出口相连；

焊线装置，所述焊线装置具有热处理后烧结料入口和加热片出口，所述热处理后烧结料入口与所述热处理后烧结料出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成型装置为流延成型机。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述印刷装置为丝网印刷机。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述等静压装置为温等静压机。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切割装置为激光切割机或机械冲切机。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述共烧装置为高温箱式炉或高温隧道窑。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热处理装置为烧银网带炉。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述焊线装置为波峰焊机。