CN209769010U - 一种热控制释放电子烟液的雾化芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热控制释放电子烟液的雾化芯，其包括：外壳(101)、储液部件(102)和发热部件(103)，导线(1023)穿过第一导线孔(1011)与电源和控制系统电连接，第一导气孔(1012)与第二导气孔(1037)气流导通连接。本实用新型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，采用非刺破型发热元件将储液仓开口端的密封膜受热熔融掉加热雾化烟液，本实用新型避免了采用导液棉所带来的高温下导液棉烧焦风险。

Description

一种热控制释放电子烟液的雾化芯

技术领域

本实用新型属于电子烟技术领域，特别涉及一种热控制释放电子烟液的雾化芯。

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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热控制释放电子烟液的雾化芯，其有效解决了现有电子烟抽吸口味单一、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。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

本实用新型第一方面涉及一种热控制释放电子烟液的雾化芯，其包括：

外壳101、储液部件102和发热部件103，外壳101上设有第一导线孔1011和第一导气孔1012；储液部件102包括储液芯片1021、PCB板1022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固定在PCB板1022上；发热部件103包括发热元件1031、导线1023和发热元件支撑件1032，发热元件1031上设有引脚1034，发热元件支撑件1032上设有容纳发热元件1031的发热元件容纳槽1036和第二导气孔1037，发热元件容纳槽1036的槽壁上开设有引脚穿孔1035，发热元件1031通过引脚1034穿过引脚穿孔1035与发热元件支撑件1032活动连接；储液芯片1021和发热元件1031对应设置；导线1023穿过第一导线孔1011与发热元件1031、电源和控制系统电连接，第一导气孔1012与第二导气孔1037气流导通连接。

本实用新型中，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。

本实用新型优选的实施方案中，储液芯片1021依次包括以下各层(如图2所示)：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硅衬底层10215的储液仓10214，储液仓10214的开口端用聚合物膜10220密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。

本实用新型优选的实施方案中，储液芯片1021包括以下两层：聚合物衬底层10221和绝缘密封层10216，聚合物衬底层10221上设有若干个贯穿该层的储液仓10214，储液仓10214的开口端用聚合物膜10220密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。

本实用新型中，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。

本实用新型优选的实施方案中，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。

本实用新型优选的实施方案中，发热元件1031为整体型单个发热元件或由若干个发热单元1033所组成的发热单元阵列。发热元件1031或发热单元1033的形状为丝状、线状、片状、网状或针状，二者所用的材质可以是金属发热丝、金属发热线、发热陶瓷小片、折叠发热电阻、半导体发热芯片、纳米材料等电热材料。

本实用新型优选的实施方案中，雾化芯内可以选择性填充吸油材料和/或保温材料。

本实用新型优选的实施方案中，外壳101通过螺丝1013穿过第一螺孔1025和第二螺孔1038与储液部件102和发热部件103固定连接。

本实用新型优选的实施方案中，发热元件1031为非刺破型发热元件，非刺破型发热元件是指发热元件1031在通电后所产生的热量将储液仓10214开口端所密封的膜加热熔化，然后加热雾化储液仓10214中的烟液10213。

本实用新型优选的实施方案中，非刺破型发热元件，无刺破机构，只需根据储液仓10214开口端的密封膜(聚合物膜)的材质、发热元件1031的材质、发热温度和功率以及烟液雾化效果调整储液芯片1021与发热元件1031之间的距离，通过通电控制储液仓10214开口端的密封膜，使热熔融打开释放烟液，以达到合适的发热和雾化效果。

本实用新型中，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，聚合物膜10220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。

本实用新型中，对于安装聚合物膜硅基储液芯片或聚合物基储液芯片的雾化芯，其工作原理如下：

电源、控制电路与发热元件1031电导通，选择部分或全部发热单元1033加热，使得部分或全部聚合物膜10220受热熔融后释放出储液仓10214中的烟液10213，以实现烟液的定点定量释放。

本实用新型中的储液芯片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的开口端采用聚合物膜10220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。

本实用新型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。

本实用新型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，采用非刺破型发热元件1031将储液仓10214开口端的聚合物膜10220电热熔融掉加热雾化烟液10213。

本实用新型采用微机电技术，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。

本实用新型中的雾化芯或者其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。

本实用新型第二方面涉及一种热控制释放电子烟液雾化芯的组装方法，其包括如下步骤：

a、将发热元件1031中的引脚1034穿过发热元件支撑件1032中的引脚穿孔1035，使得发热元件1031嵌套在发热元件容纳槽1036中组成发热部件103；

b、将储液芯片1021固定在PCB板1022上，PCB板1022与导线1023电连接，然后将PCB板1022嵌套在PCB板容纳槽中，组成储液部件102；

c、将步骤b中的导线1023穿过第一导线孔1011，然后将外壳101通过螺丝1013穿过第一螺孔1025和第二螺孔1038与储液部件102和发热部件103固定连接。

本实用新型可以采用注射、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。

本实用新型中，硅基储液芯片根据储液仓封口膜所用材料为聚合物膜硅基储液芯片。聚合物膜硅基储液芯片采用聚合物膜10220为储液仓10214的封口膜，该聚合物膜采用可降解共聚物材料(如PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物))制成，其可以通过机械或热熔等方式控制释放烟液。

本实用新型优选的实施方案中，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，本实用新型优选硅作为衬底材料。

本实用新型中，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。本实用新型通过机械、电子、磁、激光或其他方式来控制释放储液仓10214中的烟液10213。当采用聚合物作为储液仓10214开口端的密封膜时，通过非刺破热融(非刺破型发热元件)方式控制释放储液仓10214中的烟液10213。

本实用新型优选的实施方案中，非刺破热熔方式是指聚合物膜10220吸收来自非刺破型发热元件的热量而破裂熔融，储液仓10214中的烟液10213受热雾化或流到发热元件表面受热雾化。

本实用新型中，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。

本实用新型第三方面涉及一种聚合物膜硅基储液芯片的制造方法，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)、在储液仓10214中注入储液仓聚合物膜10220溶液和烟液10213；

(e)、储液仓10214的注油孔端用绝缘密封层10216进行密封，得到包含烟液10213的聚合物膜硅基储液芯片；

(f)除去储液仓10214聚合物膜10220端的绝缘材料层。

本实用新型第四方面涉及一种聚合物基储液芯片的制造方法，其包括如下步骤：

(a)、用铝模板在聚合物衬底上压制出锥形储液仓10214；

(b-c)、聚合物衬底抛光后得到两端开口的圆台型储液仓；

(d)、在储液仓10214较小的开口端中注入储液仓膜溶液；然后，

(e)、在储液仓10214中加入烟液10213；

(f)、储液仓10214的开口端用绝缘密封层10216进行密封，得到包含烟液10213的聚合物基储液芯片。

本实用新型中聚合物膜10220可以选择可降解共聚物如PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)。通过改变装置特征(如尺寸和聚合物类型)、储液仓数量和容积、储液仓膜的性质(如膜厚、重量、材料以及共聚物比例等)可以调节烟液储液芯片的性能，并适配于不同的电子烟烟具和不同的消费人群。

本实用新型有益效果：

1.本实用新型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聚合物膜密封固定，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.本实用新型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.本实用新型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，采用非刺破型发热元件将储液仓开口端的密封膜受热熔融掉加热雾化烟液，本实用新型避免了采用导液棉所带来的高温下导液棉烧焦风险。

4.本实用新型中的雾化芯或者其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。

附图说明

图1为本实用新型装置雾化芯的爆炸结构示意图；

图2为实施例1中硅基储液芯片结构示意图；

图3a为实施例2中聚合物基储液芯片的结构示意图，图3b为储液仓的放大结构示意图；

图4为储液仓的密封膜为聚合物膜的硅基储液芯片的制造流程图；

图5为储液仓的密封膜为聚合物膜的聚合物基储液芯片的制造流程图；

图中：101-外壳，1011-第一导线孔，1012-第一导气孔，1013-螺丝；102-储液部件，1021-储液芯片，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，10220-聚合物膜,10221-聚合物衬底层；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；103-发热部件，1031-发热元件，1032-发热元件支撑件，1033-发热单元，1034-引脚，1035-引脚穿孔，1036-发热元件容纳槽，1037-第二导气孔，1038-第二螺孔，3-聚合物衬底，4-铝模板。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本实用新型的内容，而不是对本实用新型保护范围的进一步限定。

实施例1

外壳101、储液部件102和发热部件103，外壳101上设有第一导线孔1011和第一导气孔1012；储液部件102包括储液芯片1021、PCB板1022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固定在PCB板1022上；发热部件103包括发热元件1031、导线1023和发热元件支撑件1032，发热元件1031上设有引脚1034，发热元件支撑件1032上设有容纳发热元件1031的发热元件容纳槽1036和第二导气孔1037，发热元件容纳槽1036的槽壁上开设有引脚穿孔1035，发热元件1031通过引脚1034穿过引脚穿孔1035与发热元件支撑件1032活动连接；储液芯片1021和发热元件1031对应设置；导线1023穿过第一导线孔1011与发热元件1031、电源和控制系统电连接，第一导气孔1012与第二导气孔1037气流导通连接。

本实施例中，储液芯片1021依次包括以下各层(如图2所示)：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硅衬底层10215的储液仓10214，储液仓10214的开口端用聚合物膜10220密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。

实施例2

本实施例涉及一种具有改进雾化装置的电子烟，其包括：

外壳101、储液部件102和发热部件103，外壳101上设有第一导线孔1011和第一导气孔1012；储液部件102包括储液芯片1021、PCB板1022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固定在PCB板1022上；发热部件103包括发热元件1031、导线1023和发热元件支撑件1032，发热元件1031上设有引脚1034，发热元件支撑件1032上设有容纳发热元件1031的发热元件容纳槽1036和第二导气孔1037，发热元件容纳槽1036的槽壁上开设有引脚穿孔1035，发热元件1031通过引脚1034穿过引脚穿孔1035与发热元件支撑件1032活动连接；储液芯片1021和发热元件1031对应设置；导线1023穿过第一导线孔1011与发热元件1031、电源和控制系统电连接，第一导气孔1012与第二导气孔1037气流导通连接。

本实施例中，储液芯片1021包括以下两层(如图3所示)：聚合物衬底层10221和绝缘密封层10216，聚合物衬底层10221上设有若干个贯穿该层的储液仓10214，储液仓10214的开口端用聚合物膜10220密封固定，储液仓10214封闭端开设有注油孔10218。

Claims (4)

1.一种热控制释放电子烟液的雾化芯，其特征在于，其包括：

外壳(101)、储液部件(102)和发热部件(103)，外壳(101)上设有第一导线孔(1011)和第一导气孔(1012)；储液部件(102)包括储液芯片(1021)、PCB板(1022)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)固定在PCB板(1022)上；发热部件(103)包括发热元件(1031)、导线(1023)和发热元件支撑件(1032)，发热元件(1031)上设有引脚(1034)，发热元件支撑件(1032)上设有容纳发热元件(1031)的发热元件容纳槽(1036)和第二导气孔(1037)，发热元件容纳槽(1036)的槽壁上开设有引脚穿孔(1035)，发热元件(1031)通过引脚(1034)穿过引脚穿孔(1035)与发热元件支撑件(1032)活动连接；储液芯片(1021)和发热元件(1031)对应设置；

其中，储液芯片(1021)依次包括以下各层：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硅衬底层(10215)的储液仓(10214)，储液仓(10214)的开口端用聚合物膜(10220)密封固定，储液仓(10214)封闭端开设有注油孔(10218)；

导线(1023)穿过第一导线孔(1011)与发热元件(1031)、电源和控制系统电连接，第一导气孔(1012)与第二导气孔(1037)气流导通连接。

2.一种热控制释放电子烟液的雾化芯，其特征在于，其包括：

外壳(101)、储液部件(102)和发热部件(103)，外壳(101)上设有第一导线孔(1011)和第一导气孔(1012)；储液部件(102)包括储液芯片(1021)、PCB板(1022)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)固定在PCB板(1022)上；发热部件(103)包括发热元件(1031)、导线(1023)和发热元件支撑件(1032)，发热元件(1031)上设有引脚(1034)，发热元件支撑件(1032)上设有容纳发热元件(1031)的发热元件容纳槽(1036)和第二导气孔(1037)，发热元件容纳槽(1036)的槽壁上开设有引脚穿孔(1035)，发热元件(1031)通过引脚(1034)穿过引脚穿孔(1035)与发热元件支撑件(1032)活动连接；储液芯片(1021)和发热元件(1031)对应设置；

其中，储液芯片(1021)包括以下两层：聚合物衬底层(10221)和绝缘密封层(10216)，聚合物衬底层(10221)上设有若干个贯穿该层的储液仓(10214)，储液仓(10214)的开口端用聚合物膜(10220)密封固定，储液仓(10214)封闭端开设有注油孔(10218)；

导线(1023)穿过第一导线孔(1011)与发热元件(1031)、电源和控制系统电连接，第一导气孔(1012)与第二导气孔(1037)气流导通连接。

3.根据权利要求1或2所述的热控制释放电子烟液的雾化芯，其特征在于，发热元件(1031)为整体型单个发热元件或由若干个发热单元(1033)所组成的发热单元阵列。

4.根据权利要求1或2所述的热控制释放电子烟液的雾化芯，其特征在于，发热元件(1031)为非刺破型发热元件，非刺破型发热元件是指发热元件(1031)在通电后所产生的热量将储液仓(10214)开口端所密封的聚合物膜(10220)加热熔化，然后加热雾化储液仓(10214)中的烟液(10213)。