KR20230161956A - 무화기 코어 및 그 제조 방법 - Google Patents

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샤오펑 펑
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큐브이 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

무화기 코어, 무화기 코어 기판, 무화기 코어 기판을 제조하는 방법 뿐만 아니라 이들을 포함하는 에어로졸 발생 디바이스가 제공된다. 일 예에서, 무화기 코어는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체를 포함한다. 코어 본체는 기판과, 제1 표면으로부터 기판 및 히터를 통해 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 제1 표면과 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널을 갖는 히터를 포함하고, 히터는 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성된다. 다른 실시예에서 절연체는 기판과 히터 사이에 배치되고 히터에 의해 발생된 열로부터 적어도 부분적으로 기판을 절연하도록 구성된다.

Description

무화기 코어 및 그 제조 방법
본 발명은 일반적으로 무화(atomization) 용례에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어(atomizer cores) 및 무화기 코어를 제조하는 방법에 관한 것이다.
에어로졸 흡입기 또는 기화기라고도 또한 지칭되는 에어로졸 발생 디바이스는 에어로졸 전구체 물질을 가열하여 사용자에 의해 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위한 구성요소를 포함한다. 이러한 구성요소의 문제점은, 이들이 몇몇 유해하고 잠재적으로 유해한 성분(HPHC)을 생성할 수도 있다는 것이다. 또한, 이전에 알려진 디바이스는 에어로졸의 투여량에 대한 원하는 레벨의 제어를 제공하지 않는다.
상기에 개략 설명된 것들과 같은 이전에 알려진 디바이스의 하나 이상의 문제를 해결하는 에어로졸 발생 디바이스를 위한 개선된 구성요소에 대한 요구가 존재한다.
일 양태에서, 무화기 코어가 제공되고, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체로서, 상기 코어 본체는 기판, 히터 및 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에 배치된 절연체를 포함하고, 상기 절연체는 상기 기판과 상기 히터 사이에 배치되는, 코어 본체; 및 상기 제1 표면으로부터 상기 기판, 상기 절연체 및 상기 히터를 통해 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널을 포함하고, 상기 히터는 상기 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성되고 상기 절연체는 상기 히터에 의해 발생된 열로부터 적어도 부분적으로 상기 기판을 절연하도록 구성된다.
다른 양태에서, 무화기 코어가 제공되고, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체로서, 상기 코어 본체는 전기 전도성 재료로부터 형성된 기판을 포함하는, 코어 본체; 및 상기 제1 표면으로부터 상기 기판을 통해 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널로서, 상기 기판의 상기 전기 전도성 재료는 상기 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성되는, 복수의 채널을 포함한다.
다른 양태에서, 무화기 코어가 제공되고, 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체로서, 상기 코어 본체는 실리콘으로부터 형성된 기판을 포함하는, 코어 본체; 및 상기 제1 표면으로부터 상기 기판을 통해 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널로서, 상기 기판의 상기 전기 전도성 재료는 상기 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성되는, 복수의 채널을 포함하고, 상기 기판은 전기를 전도하고 에어로졸 공급원을 가열하기 위한 열을 발생하기 위해 확산 또는 이온 구현으로 처리된다.
다른 양태에서, 무화기 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이 제공되고, 유리 기판을 제공하는 단계; 선택된 위치에서 유리 기판의 특성을 개질하기 위해 선택된 위치에서 유리 기판을 레이저로 처리하는 단계; 및 선택된 위치에 복수의 천공부를 형성하기 위해 유리 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 무화기 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이 제공되고, 실리콘 기판을 제공하는 단계; 실리콘 기판의 표면 상의 선택된 위치에서 실리콘 기판을 포토레지스트 패터닝하는 단계; 및 선택된 위치에 복수의 천공부를 형성하기 위해 실리콘 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 무화기 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이 제공되고, 화학 용액 내에서 전해 전지의 음극 전극 상에 기판을 제공하는 단계; 전해 전지의 애노드로서 전극 핀 어레이를 제공하는 단계; 화학 용액 내에서 기판을 부식하기 위해 천공부 프로브 어레이와 음극 전극 사이에 전압을 인가하는 단계; 및 기판의 선택된 지점에 천공부를 발생하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 방법은 다공성 양극 산화(PAO) 방법이고 기판은 알루미늄으로 제조된다.
다른 양태에서, 무화기 코어용 기판이 제공되고, 기판의 하단 표면 및 상단 표면을 통과하는 복수의 천공부를 포함하는 제1 영역으로서, 무화기 코어가 사용 중일 때 에어로졸 공급원이 천공부를 통해 하단 표면으로부터 상단 표면으로 유동하는, 제1 영역; 및 제1 영역에 인접한 하나 이상의 제2 영역으로서, 하나 이상의 제2 영역은 복수의 블라인드 천공부를 포함하고, 각각의 블라인드 천공부는 기판의 하단 표면을 통과하고, 상단 표면을 향해 소정 깊이로 연장되며, 상단 표면 앞의 단부에서 종료되는, 하나 이상의 제2 영역을 포함한다. 대안적으로, 블라인드 천공부는 상단 표면으로 개방되지만 하단 표면 앞의 단부에서 종료된다.
다른 양태에서, 무화기 코어용 기판이 제공되고, 기판의 하단 표면 및 상단 표면을 통과하는 복수의 천공부를 포함하는 제1 영역으로서, 무화기 코어가 사용 중일 때 에어로졸 공급원이 천공부를 통해 하단 표면으로부터 상단 표면으로 유동하는, 제1 영역; 및 제1 영역에 인접한 하나 이상의 제2 영역으로서, 하나 이상의 제2 영역은 하나 이상의 블라인드 라인을 포함하고, 각각의 블라인드 홈은 기판의 하단 표면을 통과하고, 상단 표면을 향해 소정 깊이로 연장되며, 상단 표면 앞의 단부에서 종료되는, 하나 이상의 제2 영역을 포함한다. 대안적으로, 블라인드 라인은 상단 표면으로 개방되지만 하단 표면 앞의 단부에서 종료된다.
다른 양태에서, 무화기 코어용 기판이 제공되고, 복수의 관통 천공부를 각각 갖는 제1 기판 부분 및 제2 기판 부분; 및 제1 기판 부분과 제2 기판 부분 사이에 형성될 수도 있거나 형성되지 않을 수도 있는 간극을 포함한다.
이제, 예로서, 본 출원의 예시적인 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면이 참조될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무화기 코어를 갖는 에어로졸 발생 디바이스의 개략도이다.
도 2는 도 1의 무화기 코어의 분해도이다.
도 3은 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어의 분해도이다.
도 4는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어의 단면도이다.
도 5는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어의 분해도이다.
도 6a는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어용 기판의 평면도이다.
도 6b는 라인 A-A를 따른, 도 6a의 기판의 단면도이다.
도 7a는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어용 기판의 평면도이다.
도 7b는 라인 B-B를 따른, 도 7a의 기판의 단면도이다.
도 8a는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어용 기판의 사시도이다.
도 8b는 라인 A-A를 따라 볼 때, 도 8a에 도시되어 있는 기판의 단면도이다.
도 8c는 도 8a에 도시되어 있는 기판과 함께 사용되는 패드의 사시도이다.
도 9는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어의 개략도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 2개의 무화기 코어의 개략도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 2개의 무화기 코어의 개략도이다.
도 12는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어의 개략도이다.
도 13은 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어의 개략도이다.
유사한 참조 번호가 유사한 구성요소를 나타내기 위해 상이한 도면에서 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸 발생 디바이스(200)의 개략도이다. 에어로졸 발생 디바이스(200)는 하우징(202), 마우스피스(204), 에어로졸 전구체 물질(208)(본 명세서에서 또한 에어로졸 전구체 또는 에어로졸 공급원이라고도 칭함)을 수납하기 위한 저장조(206), 전원(210) 및 무화기 코어(10)를 포함한다. 무화기 코어(10)는 제1 표면(214) 및 제2 표면(216)을 갖는 코어 본체(212)를 포함한다. 제1 표면(214)과 제2 표면(216)은 서로 대향하고 평행하다. 제1 표면(214)은 에어로졸 전구체(208)를 수용하기 위해 저장조(206)에 근접하게 위치된다. 제2 표면(216)은 에어로졸 전구체(208)로부터 에어로졸이 생성되는 곳이다. 제1 표면(214)은 무화기 코어(10) 또는 그 구성요소(기판과 같은) 및 대안 실시예를 참조하여 본 명세서에서 또한 하단 표면이라고로도 칭한다. 유사하게, 제2 표면(216)은 무화기 코어(10) 또는 그 구성요소(기판과 같은) 및 대안 실시예를 참조하여 본 명세서에서 또한 상단 표면이라고도 칭한다.
도 2를 참조하면, 코어 본체(212)는 기판(12), 절연체(14) 및 히터(16)를 포함한다. 에어로졸 전구체(208)를 제1 표면(214)으로부터 기판(12), 절연체(14) 및 히터(16)를 통해 제2 표면(216)으로 전달하기 위해 복수의 천공부(18)(본 명세서에서 또한 채널 또는 마이크로채널이라고도 칭함)가 코어 본체(212)를 통해 제1 표면(214)으로부터 제2 표면(216)까지 형성된다. 도 2 및 다른 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 천공부(18)는 바람직하게는 균일한 직경 및 균일한 분포 또는 인접한 천공부로부터의 균일한 간격을 갖는다. 각각의 천공부(18)는 제1 표면(214)에 제1 개구(18a) 및 제2 표면(216)에 제2 개구(18b)를 포함한다. 천공부(18)는 에어로졸 전구체(208)와 유체 연통하며, 에어로졸 전구체(208)는 제1 개구(18a)에서 각각의 천공부로 진입하고 제2 개구(18b)에서 각각의 천공부(18)에서 빠져나와 여기서 에어로졸로 변화한다. 이 실시예에서, 제1 표면(214)과 제2 표면(216)은 각각 평면형이다. 제1 표면(214)은 제1 면적(A1)을 갖고, 제2 표면(216)은 제2 면적(A2)을 갖는다. 이 실시예에서, 코어 본체(212)는 길이(L), 폭(W) 및 균일한 두께(T)를 갖는 박스 형상이다. 코어 본체(212)는 다른 실시예에 도시되어 있는 바와 같이 마찬가지로 다른 형상을 가질 수도 있다.
천공부(18)는 예를 들어 선택된 위치에서 레이저에 의해 코어 본체(212)를 통해 한 번의 작업으로 형성될 수도 있다.
천공부(18)는 대안적으로 초기에 기판(12) 내에 형성될 수도 있다. 모두 박막 증착의 프로세스를 사용하여, 절연체(14)가 이후에 기판(12) 상에 형성되고, 히터(16)가 이후에 절연체(14) 상에 형성될 수도 있고, 수동 층(19) 또는 다른 층이 이후에 히터(16) 상에 형성될 수도 있다. 박막 증착 프로세스는 10-10 미터 레벨과 같은 원자 레벨에서 막을 형성하고, 기판(12) 상의 천공부(18)는 10-7 미터 이상 레벨과 같이 훨씬 더 큰 크기를 갖기 때문에, 각각의 막에 의해 형성된 절연체(14), 히터(16) 및 수동 층(19)은 기판(12)과 실질적으로 동일한 천공부 크기(18)를 가질 것이다. 천공부(18)는 대안적으로 모든 층을 통해 형성된 실질적으로 동일한 천공부 크기(18)를 갖고 기판(12) 상에 스크린 인쇄에 의해 절연체(14), 히터(16) 및 수동 층(19) 상에 형성될 수도 있다. 천공부(18)는 다른 적용 가능한 기술에 의해 마찬가지로 형성될 수도 있다. 기판(12), 절연체(14), 히터(16) 및 수동 층(19)의 각각에 형성된 천공부(18)는 코어 본체(212)의 제1 표면(214)과 제2 표면(216) 사이에서 연장하는 천공부(18)를 집합적으로 형성한다.
천공부(18)의 직경은 15 nm 내지 250 미크론, 바람직하게는 100 nm 내지 50 미크론일 수도 있다. 몇몇 예에서, 기판(12), 절연체(14), 히터(16), 수동 층(19)의 천공부 직경은 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제1 표면(214)의 천공부(18)의 직경은 제2 표면(216) 상의 천공부(18)의 크기보다, 500 미크론( um) 이상과 같이 더 클 수도 있다(달리 말하면, 천공부는 제1 표면(214)과 제2 표면(216) 사이에서 더 큰 직경으로부터 더 작은 직경으로 테이퍼질 수도 있음).
천공부(18)의 단면 형상은 원형, 타원형, 정사각형, 삼각형, 직사각형, 또는 임의의 다른 원하는 형상일 수도 있다. 바람직하게는, 모든 천공부(18)의 단면 형상은 더 양호한 투여량 제어를 위해 코어 본체(212) 내에서 균일하다.
절연체(14)는 기판(12)과 히터(16) 사이에 배치된다. 절연체(14)는 기판(12) 상에 퇴적되는 층 또는 막을 포함할 수도 있다. 절연체(14)는 바람직하게는 코어 본체(212)의 동일한 길이(L) 및 폭(W)을 갖고, 바람직하게는 상이한 절연 재료 및 기화 요구에 따라 다양할 수도 있는 균일한 두께를 갖는다. 몇몇 예에서, 절연체(14)는 Al2O3, SiO2, ZrO2, HfO2, ZnO 및 TiO2와 같은 낮은 열 전도성 재료로부터 제조될 수 있다.
히터(16)는 절연체(14) 상에 퇴적된 층 또는 막을 포함할 수도 있다. 히터(12)는 바람직하게는 코어 본체(212)의 동일한 길이(L) 및 폭(W)을 갖고 바람직하게는 예를 들어 20 미크론 미만의 범위의 균일한 두께를 갖는다. 히터(16)는 에어로졸 전구체(208)를 가열하거나 기화시켜 에어로졸을 발생하기 위해 원하는 양의 열을 발생하도록 구성된다.
몇몇 예에서, 천공부(18)를 갖는 기판(12)이 형성된 후, 절연체(14) 및 히터(16)는 예를 들어, 금속 또는 합금 박막, 전도성 저산소 박막 또는 코팅으로, 또는 직접 금속 포일 접합으로 형성될 수도 있다. 히터(16)의 가열 성능은 상이한 저항률 특성을 갖는 재료를 사용함으로써 상이할 수도 있다. 몇몇 예에서, 히터(16)는 생체적합성 금속 또는 생체적합성 금속계 합금, 또는 Ni-Cr계 합금으로부터 제조된다. 생체적합성 금속은 Al, Ti, Ta, Zr, Pt, Au, Ag, Pd, Re, Yb, Y, Ce, La, Hf, Si 및 이들의 합금, 및 의료용 스테인리스 강을 포함할 수도 있다.
이와 같이, 절연체(14)에 의해, 히터(16)로부터 기판(12)으로의 열 전달로 인한 열 손실이 감소되거나 제거된다. 이에 따라, 절연체(14)에 의해, 무화기 코어(10)는 무화기 코어(10)의 히터(16)에 의해 에어로졸 공급원을 원하는 온도로 가열하는 데 더 효율적이고 더 신속하다. 이는 제1 퍼프(puff)의 에어로졸 체적을 개선시키는 것을 돕고 사용자 경험을 개선시킨다. 이에 따라, 절연체(14)에 의해, 안전, 풍미, 체적, 증기 발생 속도와 같은 무화기 코어(10)의 베이핑(vaping) 성능이 개선된다. 열 손실을 감소시킴으로써, 절연체(14)는 특히 기판(12)의 열 전도도가 높을 때, 에어로졸 공급원을 가열하기 위해 히터(16)에 의해 요구되는 전력을 또한 절약한다.
몇몇 예에서, 절연체(14)는 또한 베이핑 동안 무화기 코어(10)의 기계적 및 열적 성능을 향상시키기 위한 기판(12)과 히터(16) 사이의 버퍼 층일 수 있다.
몇몇 예에서, 무화기 코어(10)는 히터(16)의 노출된 표면 상에 퇴적된 수동 층(19)을 더 포함할 수도 있다. 수동 층(19)은 히터(16)를 산화로부터 보호한다. 몇몇 예에서, 히터(16)가 Pd-Ag 합금, 또는 Pt, Au, Pd, Re, 금속, 이들을 기반으로 하는 합금, 의료용 스테인리스 강 또는 Ni-Cr계 합금과 같은, 산화에 내성이 있는 재료로부터 제조되면, 수동 층(19)은 생략될 수도 있다. 몇몇 예에서, 금속 또는 합금 막으로부터 제조된 히터(16)는 에어로졸의 발생 중에 히터(16)의 산화를 보호하기 위한 부가의 수동 층(19)을 포함할 수도 있다.
몇몇 예에서, 무화기 코어(10)는 배터리와 같은 전원(210)으로부터 히터(16)로 전력을 공급하기 위한 한 쌍의 전극(17a, 17b)을 더 포함할 수도 있다. 전극(17a, 17b)은 은과 같은, 양호한 전기 전도도를 갖는 생체적합성 재료로 제조된다. 전극(17a, 17b)은 바람직하게는 히터(16)와 물리적으로 접촉한다. 무화기 코어(10)는 무화기 코어(10)의 제2 표면(216)에 에어로졸을 발생하기 히터(16)에 의해 에어로졸 공급원(208)을 가열함으로써 에어로졸을 발생할 수 있다. 몇몇 예에서, 히터(16)가 Ti 또는 Ta 또는 Ti 또는 Ta의 합금 포일과 같은 전기 전도성 재료로부터 제조되고, 전기 전도성 재료가 20 um 초과와 같은 충분한 두께를 가지면, 한 쌍의 전극(17a, 17b)은 무화기 코어(10)로부터 생략될 수도 있다. 수동 층(19)이 포함되면, 수동 층(19)은 금 또는 Au-Ag 합금과 같은 전기 전도성 재료로부터 제조된다.
도 3은 무화기 코어(20)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 유사한 참조 번호가 본 명세서에 설명된 실시예에 대한 유사한 요소를 나타내기 위해 사용된다. 무화기 코어(20)는 제1(또는 하단) 표면(214) 및 제2(또는 상단) 표면(216)을 갖는 코어 본체(212)를 포함한다. 코어 본체(212)는 전기 전도성 재료로 형성된 기판(22)을 포함한다. 기판(22)은 복수의 천공부(22a)에 의해 형성된 복수의 마이크로채널을 갖는다. 복수의 천공부(22a)는 에어로졸 공급원이 기판(22)의 제1 표면(214)으로부터 제2 표면(216)으로 유동하는 것을 허용한다. 기판(22)은 에어로졸을 발생하기 위해 에어로졸 공급원을 가열하거나 기화시키기 위한 열을 발생하도록 구성된다. 기판(22)은 바람직하게는 SiC, 금속 또는 탄소계 세라믹, 전도성 실리콘 단결정 또는 다결정으로부터 제조된다. 전기 전도성 재료에 의해, 전력이 배터리와 같은 전원(210)으로부터 기판(22)에 공급될 때 기판(22)이 열을 발생시킬 수 있다. 이와 같이, 기판(22)은 기판 및 히터의 모두로서 기능할 수 있다. 이에 따라, 무화기 코어(20)는 기존의 무화기 코어보다 더 단순한 구조를 갖는다.
몇몇 예에서, 기판(22)은 기판과 히터의 모두를 형성하기 위해 금속 포일 접합 프로세스에 의해 제조될 수도 있다. 예를 들어, Ti, Ta 또는 다른 바이오 금속 또는 그 합금은 유리, 결정 또는 세라믹 기판에 직접 접합되어 기판과 히터로서의 전도성 층의 모두를 형성할 수 있다. 다른 예에서, Ti 포일은 사파이어 표면, 석영 유리 또는 다른 기판에 직접 접합될 수 있다. 천공부(22a)는 전술된 바와 같이, 무화기 코어(10)의 천공부(18)와 유사한 방식으로 형성될 수도 있다.
몇몇 예에서, 무화기 코어(20)는 기판(22)의 상단 표면 상에 배치된 수동 층(24)을 더 포함할 수도 있다. 수동 층(24)은 기판(22)을 산화로부터 보호한다. 수동 층(24)은 Al2O3, SiO2, ZrO2, HfO2, TiO2 또는 ZnO와 같은 내산화성 재료인 재료로 제조될 수도 있다. 몇몇 예에서, 기판(22)의 재료가 또한 내산화성이면, 수동 층(24)은 무화기 코어(20)로부터 생략될 수 있다.
몇몇 예에서, 무화기 코어(20)는 전원으로부터 기판(22)에 전력을 공급하여 열을 발생시키기 위해 기판(22) 또는 수동 층(24)의 상단 표면 상에 배치된 한 쌍의 전극(26a, 26b)을 더 포함할 수도 있다. 어느 경우든, 전극(26a, 26b)은 은과 같은, 양호한 전기 전도도를 갖는 재료로 제조될 수도 있다. 전극(26a, 26b)은 기판(22)과 전기적으로 통신한다. 수동 층(24)이 또한 전기 전도성이면, 한 쌍의 전극(26a, 26b)은 생략될 수도 있다.
도 3의 예에서, 수동 층(24)은 기판(22)과 동일한 천공부 패턴을 갖고, 전술된 바와 같이 박막 증착의 프로세스 또는 다른 프로세스를 통해 형성될 수도 있다. 수동 층(24)은 기판(22)의 천공부(22a) 또는 마이크로채널을 차단하지 않고 에어로졸 공급원이 기판(22)의 상단 표면으로 유동하는 것을 허용한다.
도 4는 다른 실시예에 따른, 무화기 코어(30)를 도시하고 있다. 무화기 코어(30)는 제1 표면(214) 및 제2 표면(216)을 갖는 코어 본체(212)를 포함한다. 코어 본체(212)는 실리콘으로 형성된 기판(32)을 포함한다. 코어 본체(212)는 복수의 천공부(32a)에 의해 형성된 복수의 마이크로채널을 포함한다. 복수의 천공부(32a)는 에어로졸 공급원이 코어 본체(212)의 제1 표면(214)으로부터 제2 표면(216)으로 유동하는 것을 허용한다. 천공부(32a)는 전술된 바와 같이, 무화기 코어(10)의 천공부(18)와 유사한 방식으로 형성될 수도 있다.
도 4의 예에서, 실리콘 기판(32)은 전기를 전도하기 위해 적합하도록 처리될 수도 있다. 예를 들어, 실리콘 기판(32)은 확산 또는 이온 구현으로 처리되어 상단 층(34)을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 확산 또는 이온 구현의 깊이는 10 um 미만일 수도 있다. 이온 주입은 실리콘 기판(32)의 화학적 및 물리적 특성을 변경하는, 실리콘 기판(32)을 향한 특정 원소의 이온의 가속을 포함하는 저온 프로세스이다. 이온 주입은 등방성이고 방향성이다. 확산이 실리콘 기판(32) 내에 불순물을 도입하기 위해 사용된다. 확산은 등방성이고 측방향 확산을 수반한다. 확산 또는 이온 주입으로 층(34)을 처리함으로써, 층(34)은 예를 들어 10-1-10-5 Ω/m의 전기 저항을 갖는 낮은 비저항을 제공한다. 처리된 층(34)의 낮은 비저항은 층(34)이 전기를 전도하도록 허용한다. 이에 따라, 처리된 층(34)은 히터로서 기능할 수 있다. 전력이 층(34)에 공급될 때, 처리된 층(34)은 표면(34) 상에 확산된 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 발생하기 위한 열을 발생할 수 있다. 대안 실시예에서, 실리콘 기판(32)은 기판(32)과 상단 층(34) 사이에 SiO2 절연체 층을 형성하기 위해 확산 또는 이온 구현으로 추가로 처리될 수도 있다.
도 5는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 무화기 코어(40)를 도시하고 있다. 도 5의 예에서, 무화기 코어(40)는 제1 표면(214) 및 제2 표면(216)을 갖는 코어 본체(212)를 포함한다. 코어 본체(212)는 관형 기판(44)과 관형 기판(44)의 내부 표면을 커버하기 위한 관형 히터(42)를 포함한다. 절연체가 기판(44)과 히터(42) 사이에 추가될 수도 있다. 수동 층이 또한 히터(42)에 추가될 수도 있다.
코어 본체(212)는 복수의 천공부(44a)에 의해 형성된 복수의 마이크로채널을 포함한다. 복수의 천공부(44a)는 에어로졸 공급원이 에어로졸을 발생하기 위해 관형 기판(44)의 외부 표면으로부터 관형 기판(44)의 내부 표면에 있는 관형 히터(42)로 유동하는 것을 허용한다. 천공부(44a)는 전술된 바와 같이, 무화기 코어(10)의 천공부(18)와 유사한 방식으로 형성될 수도 있다.
몇몇 예에서, 에어로졸 공급원이 관형 기판(44)의 외부 표면에 위치되면, 복수의 천공부(44a)는 에어로졸 공급원이 에어로졸을 발생하기 위해 외부 표면으로부터 관형 기판(44)의 내부 표면에 있는 히터(42)로 유동하는 것을 허용한다. 몇몇 예에서, 에어로졸 공급원이 관형 기판(44)의 내부 표면에 위치되면, 복수의 천공부(44a)는 에어로졸 공급원이 에어로졸을 발생하기 위해 내부 표면으로부터 관형 기판(44)의 외부 표면에 위치된 히터(42)로 유동하는 것을 허용한다.
관형 히터(42)는 도 2 및 도 3의 예에서 히터(16)와 동일한 재료로부터 제조될 수도 있다. 관형 기판(44)은 도 4의 예에서 기판(22)의 재료로부터 제조될 수도 있고 또는 실리콘 기판층(34)은 도 4의 예에서 확산 또는 이온 주입으로 처리된다. 이 경우, 관형 히터(42)는 생략될 수 있다. 관형 기판(44)의 내부 표면 또는 외부 표면 중 어느 하나는, 전력이 관형 기판(44)에 공급될 때, 관형 기판(44)에서 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 발생하기 위해, 열을 발생시키도록 선택될 수도 있다.
상기 무화기 코어(10, 20, 30, 40)의 예에서, 코어 본체(212)의 천공부에 의해 형성된 마이크로채널은 코어 본체(212)의 제1 및 제2 표면(214, 216)에 실질적으로 수직이거나 마이크로채널과 코어 본체(212)의 제1 및 제2 표면 사이에 임의의 각도를 형성할 수도 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 출원의 다른 실시예에 따른, 기판(50)을 도시하고 있다. 도 6a 및 도 6b의 예에서, 기판(50)은 제1 영역(52) 및 제2 영역(54, 56)을 포함할 수도 있다. 각각의 제2 영역은 제1 영역(52)에 인접할 수도 있다.
도 6a의 예에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 영역(52)은 복수의 천공부(52a)를 포함한다. 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 천공부(52a)는 기판(50)의 하단 표면(214)과 상단 표면(216)을 통과하고 마이크로채널을 형성한다. 기판(50)의 예에서, 천공부(52a)는 실질적으로 직선형이고 기판(50)의 상단 및 하단 표면(214, 216)에 실질적으로 수직이다. 천공부(52a)는 또한 실질적으로 직선형이지만 기판(50)의 상단 표면(216) 또는 하단 표면(214)과 임의의 각도를 형성하도록 구성될 수도 있다. 기판(50)이 무화기 코어로서 사용 중일 때, 에어로졸 공급원은 천공부(52a)를 통해 하단 표면(214)으로부터 상단 표면(216)으로 유동된다.
제2 영역(54, 56)은 각각 복수의 블라인드 천공부(54a 또는 56a)를 포함한다. 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 블라인드 천공부(54a, 56a)는 기판(50)의 하단 표면(214)을 통과한다. 각각의 블라인드 천공부(54a, 56a)는 상단 표면(216)을 향해 소정 깊이로 연장되고 천공부가 상단 표면(216)에 도달하기 전에 단부에서 종료된다. 깊이는 기판(50)의 두께보다 작다. 이와 같이, 기판(50)이 무화기 코어로서 사용 중일 때, 에어로졸 공급원은 영역(54, 56)에서 하단 표면(214)으로부터 상단 표면(216)으로 유동하지 않고 천공부(54a 또는 56a)의 단부에서 또는 천공부(54a 또는 56a)의 하단 표면(214)과 단부 사이의 일부 지점에서 정지한다. 따라서, 기판(50)을 포함하는 무화기 코어가 사용 중일 때, 에어로졸 공급원은 퍼핑 중에 블라인드 천공부(54a, 56a)에 저장될 수도 있다. 블라인드 천공부(54a, 56a)는 또한 퍼핑 후 응축된 잔류 에어로졸을 저장할 수도 있다. 대조적으로, 제1 영역(52) 내의 에어로졸 공급원은 에어로졸을 발생하기 위해 기판(50)의 천공부(52a)에 의해 형성된 마이크로채널을 통해 무화기 코어의 상단 표면(216)까지 단순히 통과한다.
다른 예에서, 블라인드 천공부(54a, 56a)의 몇몇 또는 모두는 기판(50)의 상단 표면(216)을 통과할 수도 있다. 블라인드 천공부(54a, 56a)는 하단 표면(214)을 향해 소정 깊이로 연장되고, 블라인드 천공부가 하단 표면(214)에 도달하기 전에 단부에서 종료된다. 깊이는 기판(50)의 두께보다 작다.
블라인드 천공부(54a, 56a)에 의해 형성된 제2 영역(54, 56)은 제1 영역(52)의 길이와 동일한, 더 짧은 또는 더 긴 길이를 가질 수도 있다.
예에서, 각각의 블라인드 천공부(54a, 56a)는 하단 표면(214)으로부터 700 um의 깊이, 및 30 um의 직경을 가질 수도 있다. 각각의 천공부(52a)는 하단 표면(214)으로부터 상단 표면(216)까지 1 mm의 깊이를 가질 수도 있다. 블라인드 천공부(54a, 56a)의 총 수는 수백 또는 수천 개 초과일 수도 있으며, 예로서 396개의 블라인드 천공부일 수도 있다. 제2 영역의 총 면적은 대략 700 um2일 수도 있다. 기판(50)의 총 면적은 대략 28,000 um2일 수도 있고; 기판의 총 체적은 1억 9500만 um3 초과일 수도 있다.
천공부 어레이는 상이한 기능을 위해 다른 형상일 수도 있다.
도 6a의 예에서, 제1 영역(52)은 실질적으로 직사각형이고, 따라서 상부, 하부, 좌측 및 우측 측면을 갖는다. 기판(50)은 제1 영역(52)의 상부 측면에 인접한 제2 영역(54), 및 제1 영역(52)의 하부 측면에 인접한 제2 영역(56)을 포함한다. 기판(50)은 또한 제1 영역(52)의 좌측 측면 및/또는 우측 측면에 하나 이상의 부가의 제2 영역을 포함할 수도 있다.
제1 영역(52)은 원형 형상 또는 다른 다각형 형상과 같은, 임의의 원하는 형상을 가질 수도 있다. 기판(50)은 제1 영역(52)의 하나 이상의 측면에 인접한 하나 이상의 제2 영역을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 영역(52)이 원형 형상을 가지면, 제2 영역은 제1 영역(52)의 원주에 인접한 하나 이상의 원호를 형성하거나 제1 영역(52)을 둘러싸는 하나 이상의 완전한 링을 형성하는 복수의 블라인드 천공부(54a, 56a)를 포함할 수도 있다.
도 7a 및 도 7b는 기판(60)의 다른 예를 도시하고 있다. 기판(60)은 제1 영역(62) 및 하나 이상의 제2 영역(64, 66)을 포함할 수도 있다. 각각의 제2 영역은 제1 영역(62)의 일 측면에 인접할 수도 있다.
도 7a의 예에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 영역(52)은 복수의 천공부(62a)를 포함한다. 천공부(62a)는 도 6a 및 도 6b에 설명된 바와 같은 천공부(52a)와 동일하다.
제2 영역(64, 66)은 각각 하나 이상의 블라인드 라인(64a, 66a)을 포함한다. 도 7a 및 도 7b의 예에서, 각각의 제2 영역(64, 66)은 2개의 블라인드 라인을 포함한다. 도 7b에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 블라인드 라인(64a, 66a)은 제1 영역(62)의 일 측면에 인접한 실질적으로 직선형 블라인드 라인일 수도 있다. 각각의 블라인드 라인(64a 또는 66a)은 또한 파형 라인과 같은 다른 원하는 형상을 가질 수도 있다. 각각의 블라인드 라인은 기판(60)의 하단 표면(214)에 형성되고 기판(60) 내로 원하는 깊이까지 연장될 수도 있다. 깊이는 기판(60)의 두께보다 작다. 각각의 블라인드 라인(64a, 66a)은 기판(60)의 상단 표면(216)에 도달하기 전에 단부에서 기판 내로 연장된다. 도 7b의 예에서, 하단 표면(214)에 있는 블라인드 라인의 구멍은 단부보다 더 넓을 수도 있다. 몇몇 예에서, 하단 표면(214)에 있는 블라인드 라인의 구멍은 단부와 동일하거나 더 좁을 수도 있다.
다른 예에서, 블라인드 라인의 하나 이상은 기판(60)의 상단 표면(216)에 형성될 수도 있고 하단 표면(214)을 향해 기판(60) 내로 원하는 깊이까지 연장될 수도 있다. 깊이는 기판(60)의 두께보다 작다.
블라인드 라인(64a, 66a)에 의해 형성된 제2 영역(64, 66)의 하나 이상은 제1 영역(62)의 길이와 동일한, 더 짧은 또는 더 긴 길이를 가질 수도 있다.
도 6a 및 도 6b의 블라인드 천공부(54a, 56a)와 유사하게, 기판(60)이 무화기 코어로서 사용 중일 때, 블라인드 라인(64a, 66a) 내의 에어로졸 공급원은 기판(60)의 하단 표면(214)으로부터 상단 표면(216)으로 유동하지 않는다. 에어로졸 공급원은 블라인드 라인(64a 또는 66a)의 단부에서, 또는 하단 표면(214)과 블라인드 라인(64a 또는 66a)의 단부 사이의 일부 지점에서 정지한다. 따라서, 기판(60)을 포함하는 무화기 코어가 사용 중일 때, 에어로졸 공급원은 퍼핑 중에 블라인드 라인(64a, 66a)에 저장될 수도 있다. 블라인드 라인(54a, 56a)은 또한 퍼핑 후 응축된 에어로졸 공급원을 저장할 수도 있다.
도 7a의 예에서, 제1 영역(62)은 실질적으로 직사각형이고, 따라서 상부, 하부, 좌측 및 우측 측면을 갖는다. 기판(60)은 제1 영역(62)의 상부 측면과 하부 측면에 2개의 제2 영역(64, 66)을 포함한다. 기판(60)은 또한 제1 영역(62)의 좌측 측면 및/또는 우측 측면에 하나 이상의 부가의 제2 영역을 포함할 수도 있다.
제1 영역(62)은 원형 형상 또는 다른 다각형 형상과 같은, 임의의 원하는 형상을 가질 수도 있다. 기판(60)은 제1 영역(62)의 하나 이상의 측면에 인접한 하나 이상의 제2 영역을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 영역(62)이 원형 형상을 가지면, 제2 영역은 제1 영역(52)의 원주에 인접한 하나 이상의 원호 또는 제1 영역(62)을 둘러싸는 하나 이상의 완전한 원을 포함할 수도 있다.
예에서, 각각의 블라인드 라인(64a, 66a)은 하단 표면(214)으로부터 700 um의 깊이를 가질 수도 있다. 관통 천공부(62a)의 깊이는 대략 1 mm이다. 각각의 블라인드 라인(64a, 66a)은 5000 um 초과의 길이를 갖는 직선일 수도 있고; 블라인드 라인(64a, 66a)의 총 수는 제1 영역(62)의 상부 측면과 하부 측면에 2개일 수도 있다. 하단 표면 상의 구멍의 폭은 대략 30 um일 수도 있다. 블라인드 라인의 총 면적은 150,000 um2 초과일 수도 있다. 기판(60)의 총 면적은 대략 630,000 um2일 수도 있고; 기판의 총 체적은 4억 um3 초과일 수도 있다.
전술된 바와 같이, 무화기 코어가 전원 온될 때, 히터가 에어로졸 공급원을 기화시키기 위해 가열된다. 가열된 면적으로부터 기판의 에지로 전달되는 열이 감소된다. 이와 같이, 더 많은 에너지가 동일한 양의 전력으로 더 많은 에어로졸을 발생하기 위해 에어로졸 공급원을 기화하도록 이용 가능하다.
제2 영역(54, 56)에 있는 기판(50)의 에지와 제2 영역(64, 66)에 있는 기판(60)의 에지에 더 적은 열이 전달됨에 따라, 무화기 코어의 히터에 의해 발생된 열은 제1 영역(52, 62)에 집중된다. 이와 같이, 각각의 제1 영역(52, 62)은 더 높은 집중된 에너지를 갖는다. 이에 따라, 기판(50 또는 60)에 의해, 에어로졸 공급원이 더 신속하고 더 쉽게 기화될 수 있다. 마찬가지로, 이는 기판(50 또는 60)을 포함하는 에어로졸 발생 디바이스의 더 적은 전력이 제1 영역(52 또는 62)에서 원하는 온도에 도달하기 위해 소비될 수도 있기 때문에, 전력 절약을 허용한다.
제2 영역(54, 56, 또는 64, 66)의 상단 표면(216)에서의 더 낮은 온도는 플라스틱과 같은, 무화기 코어를 둘러싸는 재료로 기판(50 또는 60)을 포함하는 무화기 코어의 더 양호한 밀봉 성능을 허용한다. 예를 들어, 둘러싸는 재료의 물리적 특성 및 기계적 강도가 기판(50, 60)의 제1 영역의 고온에 의해 손상되거나 열화될 가능성이 적다.
기판(50, 60)은 전술된 바와 같이 무화기 코어(10, 20, 30, 40)의 기판일 수도 있다. 기판(50, 60)은 또한 에어로졸 공급원으로부터 에어로졸을 발생하기 위한 임의의 무화기 코어의 기판일 수도 있다.
도 8a 내지 도 8c는 다른 실시예에 따른 기판(70)을 도시하고 있다. 기판(70)은 제1 기판 부분(70a)과 제2 기판 부분(70b), 및 제1 기판 부분(70a)과 제2 기판 부분(70b) 사이의 층(70c)을 포함한다. 층(70c)은 제1 기판 부분(70a)과 제2 기판 부분(70b) 사이에 에어로졸 공급원 막을 형성한다.
제1 기판 부분(70a)은 복수의 관통 천공부(74)를 갖는다. 제2 기판 부분(70b)은 복수의 관통 천공부(78)를 갖는다. 각각의 관통 천공부(74, 78)는 마이크로채널을 형성한다. 관통 천공부(78)에 의해 형성된 마이크로채널은 에어로졸 공급원이 제2 기판 부분(70b)의 하단 표면(214)으로부터 제2 기판 부분(70b)의 상단 표면(215)으로 유동하는 것을 허용한다. 에어로졸 공급원은 이어서 층(70c)에 도달할 수도 있다. 관통 천공부(74)에 의해 형성된 마이크로채널은, 무화기 코어가 베이핑을 위해 사용 중일 때 무화기 코어의 상단 표면에 에어로졸을 발생하기 위해 에어로졸 공급원이 층(70c)으로부터 제1 기판 부분(70a)의 하단 표면(217)으로 그리고 이어서 제1 기판 부분(70a)의 상단 표면(219)으로 유동하는 것을 허용한다.
도 8a 내지 도 8c의 예에서, 관통 천공부(78)는 일반적으로 관통 천공부(74)와 정렬된다. 몇몇 예에서, 관통 천공부(78)는 관통 천공부(74)와 오정렬될 수도 있다. 어느 경우든, 관통 천공부(78)로부터의 에어로졸 공급원은 먼저 층(70c)으로 유동하고 제1 기판 부분(70a)과 제2 기판 부분(70b) 사이의 층(70c)에서 에어로졸 공급원 막을 형성한다. 에어로졸 공급원은 이어서 기판(70)을 포함하는 무화기 코어의 상단 표면에서 에어로졸을 발생하기 위해 층(70c)으로부터 관통 천공부(74)로 유동할 수도 있다.
예를 들어, 무화기 코어는 전술된 바와 같이, 무화기 코어(10, 20, 30 및 40)이거나 기판(70)을 포함하는 임의의 무화기 코어일 수도 있다.
몇몇 예에서, 층(70c)은 면(cotton) 및 대마(hemp)와 같이 에어로졸 공급원을 흡수하는 재료일 수도 있다. 몇몇 예에서, 층(70c)은 제1 기판 부분(70a)과 제2 기판 부분(70b) 사이에 형성된 자유 공기 공간일 수도 있다. 예를 들어, 공기 공간은 제2 기판 부분(70b)의 좌측 및 우측 단부의 각각에서 패드(70d)에 의해 형성될 수도 있다. 패드(70d)는 알루미나 포일 또는 임의의 다른 적합한 재료에 의해 형성될 수도 있다.
층(70c)에 의해, 기판(70)의 상단 표면(219)(제1 기판 부분(70a)의 상단 표면(219))과 기판(70)의 하단 표면(214)(제2 기판 부분(70b)의 하단 표면(214)) 사이의 온도차가 실질적으로 증가된다. 예에서, 제1 기판 부분(70a)과 제2 기판 부분(70b)의 각각은 0.5 mm 사파이어이고, 층(70c)은 0.1 mm 에어로졸 공급원 층이다. 기판(70)의 상단 표면(219)과 하단 표면(214) 사이의 온도차는 약 72 K이다. 대조적으로, 1 mm 사파이어를 갖는 기판(70)의 상단 표면(219)과 하단 표면(214) 사이의 온도차는 대략 8 K이고, 0.5 mm 사파이어를 갖는 기판(70)의 상단 표면(219)과 하단 표면(214) 사이의 온도차는 대략 4 K이다.
이와 같이, 실질적으로 증가된 기판(70)의 상단 표면(219)과 기판(70)의 하단 표면(214) 사이의 온도차를 유발하는 층(70c)에 의해, 기판(70)의 상단 표면(219)으로부터 기판(70)의 하단 표면(214)으로의 열 전달이 상당히 감소된다. 달리 말하면, 기판(70)의 열 손실이 크게 감소되었다. 따라서, 감소된 열 손실로 인해, 기판(70)을 포함하는 무화기 코어는 더 양호한 기화 성능을 갖고 무화기 코어를 사용하는 에어로졸 발생 디바이스의 배터리의 전력을 더 많이 절약할 수도 있고, 마이크로채널 내의 에어로졸 공급원의 누설 및 막힘 위험을 감소시킬 수도 있다. 더욱이, 온도 감소는 또한 균일한 베이핑을 개선할 수 있는데, 즉, 낮은 비등 온도 성분을 먼저 베이핑할 기회를 감소시킨다. 따라서, 기판(70)을 갖는 무화기 코어는 개선된 퍼핑 성능을 갖는다.
무화기 코어(10, 20, 30, 40)의 예에서, 무화기 코어의 베이핑 성능은 무화기 코어의 제2 표면(216)의 표면 특성을 개질함으로써 더 개선될 수도 있다. 예를 들어, 전자 담배, WO3/ZrO2, WO3/TiO2, SiO2/Al2O3, TiO2 표면은 양자 모두 에어로졸 내의 HPHC인 아크릴 알데히드 또는 알릴 알코올이 되는 식물성 글리세린(VG)의 반응을 향상시키기 위한 촉매로서 수행할 수도 있다. 제2 표면(216)은 이러한 화학 반응을 회피하고 베이핑을 화학적이 아닌 단지 물리적인 현상으로만 만들기 위해 반응 에너지 장벽을 상승시키도록 개질될 수도 있다. 예를 들어, 탄소 층이 반응 에너지 장벽을 상승시키기 위해 베이핑 계면으로서 사용될 수도 있다. 제2 표면(216)의 개질된 표면 특성은 마이크로채널 내의 액체 유동과 무화기 코어의 제2 표면(216) 상의 유체 분포 또는 확산을 개선할 수 있다. 전술된 바와 같이, 코어 본체(212)의 제2 표면(216)은 히터의 상단 표면일 수도 있고, 또는 무화기 코어가 수동 층을 포함하면, 수동 층의 상단 표면, 또는 수동 층 상의 다른 기능 층(들)일 수도 있다. 표면 개질은 에어로졸 공급원과 제2 표면(216) 사이, 그리고 에어로졸 공급원과 마이크로채널 표면 사이의 습윤 성능을 제어할 수 있다.
예를 들어, 무화기 코어의 코어 본체의 제2 표면(216)은 금 또는 은 박막으로 형성될 수 있는데, 이는 THC 오일을 쉽게 습윤할 수 있고 이는 THC 오일이 제2 표면(216) 상에 균등하게 분포될 수 있는 것을 의미한다. 접촉각이 90도 미만이면 액체가 표면에 습윤된다. 습윤은, 액체와 고체가 결합될 때 분자간 상호 작용으로부터 발생하는, 고체 표면과의 접촉을 유지하는 액체의 능력이다. 습윤도(습윤성)는 접착력과 응집력 사이의 힘 균형에 의해 결정된다. 습윤은 기체, 액체, 및 고체의 3개의 물질의 상을 다룬다. 무화기 코어의 제2 표면(216)은 또한 전자담배 액상(E-juice)을 쉽게 비습윤시킬 수 있는 작은 실리콘 분자 상단 표면일 수도 있고; 이온 또는 플라즈마 처리된 상단 표면은 또한 무화기 코어의 습윤 성능을 변화시킬 수 있다. 습윤 정도는 상단 표면을 처리하기 위한 전력의 지속기간 및 강도로 제어될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 처리된 TiO2 표면은 플라즈마 시간 및 강도로 완전히 비습윤으로부터 물로 완전 습윤까지 연속적인 습윤 성능을 가질 수 있다.
몇몇 예에서, 무화기 코어(10, 20, 30, 40)의 제2 표면(216)은 열적 분해 반응의 에너지 장벽을 증가시킴으로써 항촉매 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 항촉매 층(36)이 제2 표면(216) 상에 형성된다. 이는 물리적 에어로졸 발생과 동일한 방식으로 일관된 에어로졸 발생 성능을 제공한다. 에너지 장벽은 열적 분해 또는 열분해 반응 제어를 위해 일부 레벨로 상승될 수 있다. 에어로졸 내의 유해 및 잠재적 유해 성분(HPHC)은 유기 성분의 열적 분해 또는 열분해 반응 또는 에어로졸 공급원 내의 성분 사이의 다른 화학 반응으로부터 발생한다. 열적 분해의 활성화 에너지는 상이한 에어로졸 발생 계면에 변한다. 화학 반응에 대한 에너지 장벽을 증가시키는 것은 유기 성분의 열적 분해를 방지할 수 있다. 예를 들어, 에너지 장벽은 금 표면을 사용함으로써 증가될 수 있다. 예를 들어, 무화기 코어의 제2 표면(216)이 WO3/ZrO2, WO3/TiO2, SiO2/Al2O3, TiO2 표면이면, 식물성 글리세린(VG)은 베이핑 중에 아크릴 알데히드 또는 알릴 알코올을 쉽게 형성할 수 있다. 탄소 층이 이 목적으로 사용될 수도 있다.
무화기 코어는 그 제2 표면(216)이 상이한 방향으로 지향하는 상태로 상이한 에어로졸 발생 성능을 가질 수도 있다. 무화기 코어는 제2 표면(216)이 에어로졸 디바이스의 출구를 향해 상향으로 지향하는 상태로 에어로졸 디바이스에 장착될 수도 있다. 무화기 코어의 제2 표면(216)에서 발생된 에어로졸은 상승되고 무화기 코어의 출구를 향해 튜브 채널을 따라 제1 경로를 통해 빠져나간다.
무화기 코어는 또한 제2 표면(216)이 에어로졸 디바이스의 출구의 반대 방향에서 하향으로 지향하는 상태로 에어로졸 디바이스에 장착될 수도 있다. 무화기 코어의 제2 표면(216)에서 발생된 에어로졸은 제2 표면(216)으로부터 무화기 코어 주위의 부가의 제2 경로에 의해 무화기 코어의 측면으로부터 상승하고, 이어서 가열 표면이 에어로졸 디바이스의 출구를 향해 튜브 채널 내를 따라 상향으로 지향한 상태로 제1 경로를 빠져나간다.
따라서, 제2 표면(216)이 에어로졸 디바이스의 출구와 반대 방향으로 지향하는 상태의 제2 경로와 제1 경로의 총 에어로졸 경로는 제2 표면(216)이 에어로졸 디바이스의 출구를 향해 지향하는 상태의 제1 경로보다 길다. 부가의 제2 경로는 에어로졸의 부가의 열 손실을 유발한다. 이와 같이, 제2 표면(216)이 에어로졸 디바이스의 출구를 향해 지향하는 상태에서 무화 코어의 제2 표면(216)과 출구 사이의 더 짧은 거리로 인해, 에어로졸 발생 디바이스의 출구에서의 에어로졸의 온도는 제2 표면(216)이 에어로졸 디바이스의 출구와 반대 방향으로 지향하는 상태에서 에어로졸 발생 디바이스의 출구에서의 에어로졸의 온도보다 높다. 사용자는 개인 선호도에 따라, 무화기 코어의 제2 표면(216)이 출구를 향해 또는 출구로부터 이격하여 지향하는 상태로 에어로졸 발생 디바이스를 선택하는 옵션을 갖고, 더 높은 에어로졸 온도로 에어로졸의 더 양호한 풍미를 경험할 수도 있고, 따라서 더 양호한 사용자 경험을 가질 수도 있다.
무화기 코어에서의 에어로졸 발생 프로세스에서, 에어로졸 공급원이 유동하도록 허용하는 마이크로채널을 제공하는 것에 추가하여, 본 출원의 기판은 또한 무화기 코어의 히터로부터 에어로졸 공급원을 단열한다. 무화기 코어는 에어로졸 공급원 용기로부터 무화기 코어의 제2 표면(216)으로 유동하는 에어로졸 공급원만을 가열하고, 용기 내의 에어로졸 공급원은 가열하지 않는다. 이와 같이, 무화기 코어는 제1 퍼프부터 마지막 퍼프까지 에어로졸의 풍미를 일관되게 유지하고 퍼핑시 에어로졸 조성을 실질적으로 동일하게 유지한다.
에어로졸 발생 프로세스에서, 무화기 코어는 무화기 코어(10, 20, 30, 40)와 유사하게 하나 이상의 층을 포함할 수도 있다. 기판이 에어로졸 공급원과 유체 연통할 때, 에어로졸 공급원은 무화기 코어의 제2 표면(216)이 가열되기 전에 마이크로채널을 포화시킬 수도 있다. 몇몇 예에서, 히터를 커버하는 수동 층은 구성된 습윤량을 가질 수도 있어, 수동 층의 제2 표면(216) 상의 에어로졸 공급원이 원하는 확산 패턴을 갖도록 제어될 수도 있게 된다. 전력이 무화기 코어를 가열하기 위해 히터에 공급될 때, 가열된 무화기 코어는 마이크로채널 내의 에어로졸 공급원의 점도를 감소시키고 마이크로채널 내의 에어로졸 공급원의 관통 유량을 증가시킨다. 에어로졸은 수동 층과 같은 무화기 코어의 제2 표면(216)으로부터 발생되고, 기류에 의해 사용자에게 운반된다. 절연체의 낮은 열 전도도 공동 효율로 인해, 가열된 무화기 코어와 에어로졸 발생 디바이스 내에 수납된 에어로졸 공급원의 모두는 전원이 정지되자마자 냉각된다. 이는 마이크로채널 내의 에어로졸 공급원의 관통 유량을 감소시키고 이어서 에어로졸 공급원 누설의 가능성을 감소시킨다.
도 9는 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 무화기 코어(90)를 도시하고 있다. 무화기 코어(90)는 무화기 코어(80)의 제2 표면(216)이 상향으로 지향하는(달리 말하면, 출구 또는 마우스피스를 향해 지향하는) 상태로 에어로졸 디바이스 내에 장착될 수도 있다. 무화기 코어(90)는 또한 무화기 코어(90)의 제2 표면(216)이 하향으로 지향하는(달리 말하면, 출구 또는 마우스피스로부터 이격하여 지향하는) 상태로 에어로졸 디바이스에 장착될 수도 있다.
도 10a 및 도 10b는 실질적으로 원형 형상의 무화기 코어(100A(도 10a), 100B(도 10b))의 2개의 예시적인 실시예이다. 무화기 코어의 제2 표면(216)은 도 10a 및 도 10b에 100A로서 도시되어 있는 바와 같이 상이한 패턴을 가질 수도 있다.
도 11a 및 도 11b는 2개의 전극(112a, 112b)을 갖는 무화기 코어(110A)(도 11a), 및 2개의 전극(114a, 114b)을 갖는 무화기 코어(110B)(도 11b)를 도시하고 있다. 도 11b의 무화기 코어(110B) 내의 전극(114a, 114b)은 도 11a의 무화기 코어(110A)의 전극(112a, 112b)보다 더 큰 면적을 갖는다.
도 12는 실질적으로 직사각형 본체와 2개의 아치형 단부를 갖는 무화기 코어(120)를 도시하고 있다. 도 13은 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 무화기 코어(130)를 도시하고 있다.
전술된 무화기 코어는 또한 에어로졸을 발생하기 위한 다른 형상 또는 구성을 가질 수도 있다.
전술된 무화 코어(10, 20, 30, 40)의 기판, 및 기판(50, 60, 70)은 이하에 설명된 방법 중 어느 하나로 제조될 수도 있다.
유리 관통 비아(Through-Glass Via: TGV) 기술
몇몇 예에서, 기판은 유리 또는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘과 같은 유리 기판일 수도 있다. 에어로졸 코어의 기판을 제조하기 위한 방법은 유리 기판을 제공하는 단계; 선택된 위치에서 유리 기판의 구조를 개질하기 위해 선택된 위치에서 유리 기판을 레이저로 처리하는 단계; 및 선택된 위치에 복수의 천공부를 형성하기 위해 유리 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
석영, 붕규산 유리, 알루미나 규산염 유리와 같은 높은 열 충격 특성을 갖는 고밀도 유리는 높은 형상비를 갖는 매끄러운 유리 관통 비아(TGV)를 사용하여 드릴링될 수 있다(Micromachines 2017, 8, 53; doi:10.3380/mi8020053). TGV는 전술된 방법을 사용하여 유리 기판에 원하는 천공부 어레이를 발생하는 데 사용될 수도 있다.
TGV는 레이저 샤이닝(shining) 프로세스 및 화학적 에칭 프로세스를 포함한다. 레이저 샤이닝 프로세스는 기판의 구조를 개질하기 위해 초단파 레이저 펄스를 사용할 수도 있다. 인접한 천공부 사이의 거리와 같은, 유리 기판의 천공부 어레이 패턴은 레이저 샤이닝 프로세스에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 레이저 샤이닝 프로세스는 원하는 레이저 스폿 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 레이저 스폿 형상 및 크기는 이어서 유리 기판 내에 형성될 천공부의 크기 및 형상을 제어한다. 레이저 샤이닝 프로세스에서, 초단파 레이저 펄스가 선택된 위치에서 유리 기판의 하나 이상의 표면을 처리하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 초단파 레이저 펄스는 유리 기판의 2개의 대향 표면에 있는 하나 이상의 선택된 지점에 인가될 수도 있다. 초단파 레이저 펄스는 선택된 지점에서 유리 기판의 내부 구조를 변화시킨다. 화학적 에칭 프로세스는 이어서 선택된 지점에서 구조적으로 개질된 유리 기판에 적용되어 유리 기판의 양 대향 표면을 통과하는 천공부를 선택된 지점에서 발생하여 마이크로채널을 형성할 수도 있다.
화학적 에칭 프로세스는 습식 에칭 프로세스 또는 건식 에칭 프로세스일 수도 있다. 습식 및 건식 에칭 프로세스의 모두가 유리 기판에 천공부를 준비하는 데 사용될 수 있다.
천공부의 크기 및/또는 형상, 및 천공부의 벽 표면과 같은 천공부 품질은 화학적 에칭 프로세스에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 천공부의 치수는 에칭 시간을 정확하게 제어함으로써 정확하게 제어될 수도 있다. 천공부 크기는 서브미크론 레벨로부터 수백 미크론 레벨까지 제어될 수 있다.
마찬가지로, 화학적 에칭 프로세스에 의해, 천공부 형상은 천공부를 통해, 또는 중간부에 네킹, 또는 수직에서 원추 형상을 갖는 양 단부로부터 테이퍼진 천공부를 통해 수평 고정 직경으로 진원, 타원과 같은 원하는 형상으로 정밀하게 맞춤화될 수 있다. 천공부 형상은 전자담배 액상, THC/CBD 또는 다른 의약품과 같은 에어로졸 공급원과 베이핑 성능에 기초하여 선택될 수도 있다. 유리 기판 내의 천공부의 형상은 에어로졸 공급원을 로킹하기 위한 것과 같은, 다른 베이핑 요구를 위해 추가로 조정될 수 있다.
몇몇 예에서, 유리 기판은 2 mm 미만, 2 mm 이상과 같은 다양한 두께를 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 유리 기판 두께는 1.2 mm, 1 mm, 0.8 mm, 0.6 mm, 0.5 mm, 0.2 mm 또는 0.2 mm 미만일 수 있다. 몇몇 경우에, 더 양호한 열 관리를 위해, 유리 기판 두께는 약 500 um 또는 50 um과 같이 더 얇을 수 있다.
화학적 에칭 프로세스에 의해, 유리 기판의 천공부 크기는 베이핑 용례를 위해 서브마이크로 레벨로부터 150 um까지 제어될 수 있다. 몇몇 경우에, 천공부 직경은 70 um 미만으로 제어된다. 몇몇 예에서, 직경은 50 um, 30 um, 20 um, 10 um, 5 um 또는 1 um 미만일 수 있다.
마찬가지로, TGV는 기판 준비를 편리하게 확장될 수 있다. TGV는 웨이퍼에 적용되어 복수의 기판 또는 샘플을 동시에 발생할 수 있다. 레이저 샤이닝 프로세스는, 예를 들어 초당 200개의 천공부로부터 초당 10000개 초과의 천공부까지, 유리 기판을 처리하는 데 있어서 고속이다. 이에 비교하여, 유리 기판을 제조하기 위한 레이저 드릴링 프로세스에서, 단일 레이저가 초당 약 20개의 천공부를 드릴링할 수 있다. 마찬가지로, 습식 화학적 에칭 프로세스와 같은 화학적 에칭 프로세스가 배치(batches)에 의해 수행될 수 있다.
TGV 프로세스는 유리 기판을 가열하지 않는 저온 처리 프로세스이기 때문에, 유리 기판의 물리적 특성이 변화하지 않는다. 마찬가지로, TGV는 유리 기판의 기계적 특성의 어떠한 손상도 유발하지 않는다. 예를 들어, TGV는 유리 기판에 어떠한 마이크로균열도 유발하지 않는다.
유리 튜브 상의 TGV
도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 기판은 관형 형상을 가질 수도 있다. 몇몇 예에서, 세라믹 무화기 코어와 유사하게, TGV 기술이 관형 유리 기판에 적용되어, 상이한 형태의 베이핑을 위해 원하는 천공부 어레이를 갖는 마이크로채널을 형성할 수 있다. 세라믹 무화기 코어와는 달리, 유리 기판은 세라믹 제조 프로세스 중에 결정화된 세라믹 과립, 또는 중금속의 입자를 발생하지 않는다. 마찬가지로, 유리 기판은 코크스화, HPHC 제어, 풍미 일관성 등에 있어서 개선된 성능을 갖는다.
도 5에서 설명된 바와 같이, 에어로졸 공급원과 에어로졸은 유리 기판과 같은 관형 기판에 의해 분리된다. 에어로졸 공급원은 관형 기판의 내부 또는 외부에 저장될 수도 있고, 에어로졸은 기판의 반대 측면에서 발생될 수 있다.
TGV에 의해 관형 기판 내의 패터닝된 관통 천공부를 발생하기 위해, 관형 기판 또는 레이저 헤드는 패터닝된 천공부를 형성하기 위해 관형 기판의 선택된 위치를 처리하도록 계속 회전할 수 있다. 이어서, 습식 화학적 에칭 방법 또는 건식 화학적 에칭이 처리된 위치에 적용되어 처리된 위치에 관통 비아 또는 천공부를 발생할 수 있다.
몇몇 예에서, 유리 기판을 처리하기 전, 또는 유리 기판을 에칭한 후에, 유리 어닐링 프로세스 또는 템퍼링 프로세스가 유리 기판에 적용되어 유리 기판의 기계적 및 열적 성능을 향상시키거나 또는 연화 롤에 의해 관형 유리 기판을 형성할 수도 있다.
몇몇 예에서, 유리 기판을 에칭한 후, 천공부를 갖는 유리 기판은 또한 유리 어닐링 또는 템퍼링 프로세스에서 유리의 연화점에서 상이한 형상으로 추가로 가공되거나 처리될 수 있다. 예를 들어, 어닐링 프로세스에서 유리 기판은 전술된 바와 같이 관형 유리 기판을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 이 경우, 천공부의 패터닝된 어레이는 컬링 프로세스 후에도 실질적으로 유지될 것이고, 천공부 형상은 약간 수정될 수도 있다.
실리콘 기판용 TSV(Through-Silicon Via)
TSV는 단결정 또는 다결정 실리콘의 기판(실리콘 기판)에 천공부를 발생하는 데 사용될 수도 있다. TSV는 실리콘 웨이퍼 또는 다이를 완전히 통과하는 수직 연결부(비아)이다. 몇몇 예에서, 무화기 코어의 기판은 단결정 또는 다결정 실리콘일 수도 있다. 패터닝된 천공부에 의해 형성된 마이크로채널을 갖는 단결정 및 다결정 실리콘의 모두는 또한 일반 양자 베이핑 디바이스 또는 에어로졸 발생 디바이스를 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, TSV 프로세스는 실리콘 기판을 제공하는 것, 실리콘 기판의 표면 상의 선택된 위치에서 실리콘 기판을 포토레지스트 패터닝하는 것, 및 실리콘 기판의 상단 및 하단 표면의 모두를 통해 복수의 천공부를 형성하기 위해 실리콘 기판을 에칭하는 것을 포함할 수도 있다.
에칭 프로세스는 복수의 천공부를 형성하기 위한 습식 화학적 에칭 프로세스 또는 건식 화학적 에칭 프로세스일 수 있다. 습식 화학적 에칭 프로세스에서, 상이한 결정 평면은 상이한 에칭 속도를 갖는다. 습식 화학적 에칭 프로세스는 셋업이 간단하고 높은 선택도를 갖는다.
TSV 프로세스에 의해, 몇몇 예에서, 실리콘 기판 내에 마이크로채널을 형성하는 천공부는 서브미크론으로부터 200 um까지의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 기판 내에 마이크로채널을 형성하는 천공부는 100 nm 미만의 직경을 가질 수 있다.
도 3의 무화기 코어(20)의 예에서, 기판 믹스(22)는 실리콘 기판일 수도 있다. TSV 프로세스는 기판(22)의 선택된 위치에 복수의 천공부를 형성함으로써 기판 믹스(22) 내에 마이크로채널을 발생하는 데 사용될 수도 있다. 수동 층(24)과 전극(26a, 26b)은 이후에 형성될 수도 있다. 이 예에서, TSV 프로세스는 TGV 프로세스에서 설명된 바와 같이, TGV의 장점을 갖는다.
도 4의 무화기 코어(30)의 예에서, 실리콘 기판(32)은 또한 TSV 프로세스로 형성될 수도 있다. TSV 프로세스는 실리콘 기판(32)의 선택된 위치에 복수의 천공부를 형성함으로써 실리콘 기판(32) 내에 마이크로채널을 발생할 수도 있다. 이어서 도 4에 설명된 바와 같이, 확산 또는 이온 주입이 에어로졸 공급원을 가열하기 위한 히터로서 낮은 비저항의 표면 층(34)을 획득하기 위해 실리콘 기판(32)의 표면을 처리하는 데 사용될 수도 있다. 몇몇 예에서, 표면 층(34)이 양 기능을 수행할 수 있기 때문에, 수동 층 및/또는 전극은 필요하지 않을 수도 있다. TSV 방법에서, 기존의 무화기 코어에 비교하여, 무화기 코어(30)는 더 적은 층을 가짐으로써 더 단순한 구조를 갖는다.
몇몇 예에서, 양극산화 프로세스가 알루미나, 티타늄, 지르코니아 또는 탄탈륨 산화물 기판을 제조하는 데 사용될 수도 있다. 양극산화 프로세스는 대규모의 무화기 코어용 기판의 제조를 허용한다.
예를 들어, 양극산화 프로세스는 천공부 어레이 알루미나 기판을 준비하기 위한 2단계 양극산화 프로세스인 다공성 애노드 알루미나(PAA)일 수도 있다. PAA는 균일하고 평행한 천공부의 고밀도 어레이에 의해 형성된 허니콤형 구조를 갖는 자기 조직화된 형태의 알루미늄 산화물이다. 양극산화 프로세스에서 인산 또는 다른 산 처리는 베이핑 성능을 위해 PAA 기판의 천공부 크기를 편리하게 조정할 수 있다.
예를 들어, 천공부는 40 V에서 0.3 M 옥살산에서 습식 화학적 에칭에 의해 형성될 수도 있다. 천공부의 직경은 에칭의 시간에 의해 제어될 수도 있다.
몇몇 예에서, 프리텍스처링(pre-texturing) 또는 임프린팅(imprinting) 기술이 또한 기판을 준비하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 볼록한 니플을 갖는 SiC 몰드가 기판을 준비하는 데 사용될 수도 있다. 양극산화 프로세스는 무화기 코어용 알루미나 기판에 규칙적인 천공부 어레이를 형성하는 데 사용될 수도 있다. 기판 천공부의 크기는 um 레벨로부터 서브미크론 레벨까지의 범위일 수 있다. 작은 크기의 천공부는 일반적으로 오일 로킹 성능을 개선시키고 베이핑 디바이스의 오일 누설 문제를 감소시킬 수 있다.
양극산화 프로세스는 또한 조절된 티타늄, 지르코늄 또는 탄탈륨 기판, 다공성 애노드 TiO2 튜브(PATT), 지르코니아 기판, 탄탈륨 산화물 기판 및 무화기 코어용 다른 생체적합성 기판을 준비하는 데 채용될 수 있다.
다공성 양극산화 산화물(PAO)에 의해, 천공부 크기는 서브미크론 레벨로 제어될 수 있고, 천공부 벽들 사이의 거리가 균일하다. 이는 이어서 기판의 제위치(in-situ) 베이핑 및 오일 로킹 성능을 모두 개선시킨다. 예를 들어, 기판은 알루미늄일 수도 있고, 천공부 크기는 100 nm 미만일 수 있다.
전기화학적 부식 천공 기술(ECPT)
몇몇 예에서, 무화기 코어의 기판은 기판 상에 천공부를 전자식으로 드릴링하기 위해 마이크로전극 어레이를 사용함으로써 제조될 수도 있다. 기판은 실리콘 웨이퍼, 유리 및 고밀도 세라믹일 수도 있다.
ECPT에 의해, 천공부 크기 및 천공부 발생 속도가 편리하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 에칭 속도는 전류에 의해 제어될 수 있다.
예를 들어, 실리콘 웨이퍼 또는 유리는 전해 전지 내의 20% 중탄산나트륨 용액 내에 배치될 수도 있다. 기판은 전해 전지의 음극 전극 상에 배치될 수도 있다. 텅스텐 천공부 프로브 어레이와 같은 천공부 프로브 어레이가 전해 전지의 애노드로서 사용된다. 애노드는 또한 전극 핀 어레이일 수도 있다. 천공부 프로브는 전류 제한 저항기와 직렬로 연결된다. 예를 들어, 40 내지 100 V의 범위의 맥동 DC 전압이 천공부 프로브 어레이와 음극 전극 사이에 인가되어 기판의 선택된 지점에 천공부를 발생한다.
전기화학적 프로세스는 기판을 신속하고 효과적으로 부식시키고 이어서 기판에 손상 없이 천공부 어레이를 형성할 수 있다.
마이크로전극은 전술된 바와 같은 TGV 및 TSV의 장점을 갖는다. 마찬가지로, 마이크로전극을 사용함으로써, 천공부 크기와 드릴링 속도가 마이크로전극 어레이에 복사에 의해 매우 양호하게 제어될 수 있다.
기존 기판 제조 프로세스와 비교하여, TGV, TSV, 양극산화 프로세스 또는 CEPT 프로세스를 사용하는 무화기 코어의 기판의 드릴링 프로세스는 더 양호한 천공부 품질 제어를 갖고 드릴링 프로세스에서 기판의 손상을 회피한다. 기판의 기계적 성능 및 열적 성능은 드릴링 프로세스 전에 기판의 벌크 재료와 실질적으로 동일할 수 있다. 마찬가지로, 천공부 크기는, 예를 들어, 200 um 직경으로부터 서브미크론 레벨까지, 베이핑 성능의 요구에 맞춤화될 수 있다. 에어로졸 공급원 분출과 누설 사이의 균형은 적절한 천공부 크기의 선택에 의해 편리하게 조정될 수 있다. TGV, TSV, 양극산화 프로세스, 및 CEPT 프로세스의 각각은 대규모 제조에 의해 저비용으로 대량, 높은 수율의 제조를 허용한다.
설명된 실시예의 특정 개조 및 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 전술된 실시예는 예시적이고 한정적이 아닌 것으로 고려된다.

Claims (71)

  1. 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어이며,
    제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체로서, 상기 코어 본체는 기판 및 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에 배치된 히터를 포함하는, 코어 본체; 및
    상기 제1 표면으로부터 상기 기판 및 상기 히터를 통해 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널로서, 상기 히터는 상기 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성되는, 복수의 채널을 포함하는, 무화기 코어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 유리를 포함하는, 무화기 코어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판은 결정을 포함하는, 무화기 코어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘을 포함하는, 무화기 코어.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하는, 무화기 코어.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판은 전기 전도성 재료를 포함하는, 무화기 코어.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판은 금속을 포함하는, 무화기 코어.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판은 탄소계 전도성 세라믹을 포함하는, 무화기 코어.
  9. 제1항에 있어서, 상기 코어 본체는 균일한 두께를 갖는, 무화기 코어.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 균일한 크기를 갖는, 무화기 코어.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 균일한 직경을 갖는, 무화기 코어.
  12. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 균일한 단면 형상을 갖는, 무화기 코어.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 균일한 분포를 갖는, 무화기 코어.
  14. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 각각 250 미크론 이하의 직경을 갖는, 무화기 코어.
  15. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 각각 50 미크론 이하의 직경을 갖는, 무화기 코어.
  16. 제1항에 있어서, 상기 기판과 상기 히터 사이에 배치된 절연체를 더 포함하고, 상기 복수의 채널은 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 기판, 상기 절연체 및 상기 히터를 통해 연장하고, 상기 절연체는 상기 히터에 의해 발생된 열로부터 적어도 부분적으로 상기 기판을 절연하도록 구성되는, 무화기 코어.
  17. 제16항에 있어서, 상기 절연체는 낮은 열 전도성 재료로부터 제조되는, 무화기 코어.
  18. 제16항에 있어서, 상기 절연체는 Al2O3, SiO2, ZrO2, HfO2, ZnO 또는 TiO2를 포함하는, 무화기 코어.
  19. 제1항에 있어서, 산화를 방지하기 위해 상기 히터 상에 배치된 수동 층을 더 포함하는, 무화기 코어.
  20. 제19항에 있어서, 상기 수동 층은 Au, Au-Ag 합금, Pt 또는 Pd-Ag 합금을 포함하는, 무화기 코어.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면에 반대인, 무화기 코어.
  22. 제1항에 있어서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면은 각각 평면형인, 무화기 코어.
  23. 제1항에 있어서, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면은 각각 관형인, 무화기 코어.
  24. 제1항에 있어서,
    전원으로부터 상기 히터로 전력을 공급하기 위한 복수의 전극 접점을 더 포함하는, 무화기 코어.
  25. 제1항에 있어서, 상기 히터는 생체적합성 금속, 생체적합성 금속계 합금, 또는 Ni-Cr계 합금을 포함하는, 무화기 코어.
  26. 제25항에 있어서, 생체적합성 금속은 Al, Ti, Ta, Zr, Pt, Au, Ag, Pd, Re, Yb, Y, Ce, La, Hf, Si, 이들에 기반하는 합금, Ni-Cr 합금 및 의료용 스테인리스 강을 포함하는, 무화기 코어.
  27. 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어이며,
    제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체로서, 상기 코어 본체는 전기 전도성 재료로부터 형성된 기판을 포함하는, 코어 본체; 및
    상기 제1 표면으로부터 상기 기판을 통해 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널로서, 상기 기판의 상기 전기 전도성 재료는 상기 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성되는, 복수의 채널을 포함하는, 무화기 코어.
  28. 제27항에 있어서,
    기판을 산화로부터 보호하기 위해 기판 위에 배치된 수동 층을 더 포함하는, 무화기 코어.
  29. 제27항에 있어서, 상기 수동 층의 특성은 습윤 성능을 제어하도록 개질되는, 무화기 코어.
  30. 제27항에 있어서,
    전원으로부터 기판으로 전력을 공급하기 위해 기판과 전기적으로 통신하는 한 쌍의 전극을 더 포함하는, 무화기 코어.
  31. 제27항에 있어서, 기판은 SiC, 금속 또는 탄소계 전도성 세라믹으로 제조되는, 무화기 코어.
  32. 제27항에 있어서, 상기 코어 본체는 관형인, 무화기 코어.
  33. 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어이며,
    제1 표면 및 제2 표면을 갖는 코어 본체로서, 상기 코어 본체는 실리콘으로부터 형성된 기판을 포함하는, 코어 본체; 및
    상기 제1 표면으로부터 상기 기판을 통해 상기 제2 표면으로 에어로졸 전구체를 전달하기 위해 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이에서 연장하는 복수의 채널로서, 상기 기판은 상기 제2 표면에 에어로졸을 형성하기 위해 상기 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성되는, 복수의 채널을 포함하고,
    상기 기판은 전기를 전도하고 에어로졸 공급원을 가열하기 위한 열을 발생시키기 위해 확산 또는 이온 구현으로 처리되는, 무화기 코어.
  34. 제33항에 있어서, 상기 코어 본체는 중공 튜브의 형태인, 무화기 코어.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제1 표면은 상기 코어 본체의 상기 중공 부분 내에 배치되는, 무화기 코어.
  36. 제33항에 있어서, 상기 코어 본체는 유리에 의해 형성되는, 무화기 코어.
  37. 제33항에 있어서, 상기 코어 본체는 제2 표면 상에 항촉매 층을 포함하는, 무화기 코어.
  38. 무화기 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이며,
    기판을 제공하는 단계;
    선택된 위치에서 기판의 구조를 개질하기 위해 선택된 위치에서 기판을 레이저로 처리하는 단계; 및
    선택된 위치에 복수의 천공부를 형성하기 위해 기판을 에칭하는 단계로서, 복수의 천공부는 기판의 제1 표면으로부터 기판의 제2 표면으로 에어로졸 공급원이 유동하는 것을 허용하는, 기판을 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  39. 제38항에 있어서, 기판을 에칭하는 단계는 습식 에칭 또는 건식 에칭을 포함하는, 방법.
  40. 제38항에 있어서, 기판을 처리하는 단계는 선택된 크기 및 형상을 형성하기 위해 기판을 처리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  41. 제38항에 있어서, 상기 기판은 5 mm 이하의 두께를 갖는, 방법.
  42. 제38항에 있어서, 상기 기판은 0.5 mm 이하의 두께를 갖는, 방법.
  43. 제38항에 있어서, 기판을 처리하는 단계 전에 또는 기판을 에칭하는 단계 후에, 기판을 템퍼링 또는 어닐링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  44. 제38항에 있어서, 기판을 에칭하는 단계 후에, 어닐링 프로세스에서 기판의 연화점에서 원하는 형상으로 기판을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  45. 제38항에 있어서, 기판은 유리, 단결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘을 포함하는, 방법.
  46. 무화기 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이며,
    기판을 제공하는 단계;
    기판의 제1 표면 상의 선택된 위치에서 기판을 포토레지스트 패터닝하는 단계; 및
    선택된 위치에 복수의 천공부를 형성하기 위해 기판을 에칭하는 단계로서, 복수의 천공부는 기판의 제1 표면으로부터 기판의 제2 표면으로 에어로졸 공급원이 유동하는 것을 허용하는, 기판을 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  47. 제46항에 있어서, 기판을 에칭하는 단계는 습식 에칭 또는 건식 에칭을 포함하는, 방법.
  48. 제46항에 있어서, 기판의 표면에 히터로서 낮은 비저항 층을 발생하기 위해 기판을 확산시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  49. 제46항에 있어서, 기판의 표면에 히터로서 낮은 비저항 층을 발생하기 위해 기판을 이온 주입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  50. 제46항에 있어서, 기판은 단결정 실리콘 기판 또는 다결정 실리콘 기판인, 방법.
  51. 무화기 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이며,
    기판을 제공하는 단계;
    산을 사용하여 기판을 에칭하는 단계; 및
    복수의 천공부를 형성하기 위해 기판을 양극산화하는 단계로서, 복수의 천공부는 기판의 제1 표면으로부터 기판의 제2 표면으로 에어로졸 공급원이 유동하는 것을 허용하는, 기판을 양극산화하는 단계를 포함하는, 방법.
  52. 제51항에 있어서, 방법은 다공성 양극산화 산화물(Porous Anodizing Oxide: PAO) 방법이고, 기판은 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 또는 탄탈륨인, 방법.
  53. 제51항에 있어서, 기판은 알루미나 기판, 티타니아 기판, 다공성 애노드 티타니아 튜브(PATT), 지르코니아 기판, 및 탄탈륨 산화물 기판인, 방법.
  54. 에어로졸 코어의 기판을 제조하기 위한 방법이며,
    화학 용액 내에 전해 전지의 음극 전극 상에 기판을 제공하는 단계;
    전해 전지의 애노드로서 전극 핀 어레이를 제공하는 단계;
    화학 용액 내에서 기판을 부식시키기 위해 천공부 프로브 어레이와 음극 전극 사이에 전압을 인가하는 단계; 및
    기판의 선택된 지점에 복수의 천공부를 발생하는 단계로서, 복수의 천공부는 에어로졸 공급원이 기판의 제1 표면으로부터 기판의 제2 표면으로 유동하도록 허용하는 것인, 복수의 천공부를 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
  55. 제54항에 있어서, 기판은 실리콘 웨이퍼 또는 유리 웨이퍼인, 방법.
  56. 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어용 기판이며,
    기판의 제1 표면 및 제2 표면을 통과하는 복수의 채널을 포함하는 제1 영역으로서, 상기 채널은 무화기 코어가 사용 중일 때 에어로졸 전구체가 제1 표면으로부터 제2 표면으로 유동하는 것을 허용하도록 구성되는, 제1 영역; 및
    제1 영역에 인접한 하나 이상의 제2 영역으로서, 하나 이상의 제2 영역의 각각은 복수의 블라인드 천공부를 포함하고, 각각의 블라인드 천공부는 기판의 제1 표면을 통과하고, 제2 표면을 향해 소정 깊이로 연장되며, 제2 표면 앞의 단부에서 종료되는, 기판.
  57. 제56항에 있어서, 상기 제1 영역은 실질적으로 직사각형이고, 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 제1 측면에 인접한 첫번째 제2 영역, 및 제1 영역의 제2 측면에 인접한 두번째 제2 영역을 포함하는, 기판.
  58. 제57항에 있어서, 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 제3 측면에 인접한 세번째 제2 영역, 및 제1 영역의 제4 측면에 인접한 제4 영역을 포함하는, 기판.
  59. 제56항에 있어서, 제1 영역은 실질적으로 원형이고, 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 원주에 인접한 복수의 블라인드 천공부에 의해 형성된 하나 이상의 원호, 또는 제1 영역을 둘러싸는 복수의 블라인드 천공부에 의해 형성된 하나 이상의 완전한 링을 포함하는, 기판.
  60. 제56항에 있어서, 블라인드 천공부에 의해 형성된 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 길이와 동일한 길이, 또는 더 짧거나 더 긴 길이를 갖는, 기판.
  61. 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어용 기판이며,
    기판의 제1 표면 및 제2 표면을 통과하는 복수의 채널을 포함하는 제1 영역으로서, 상기 채널은 무화기 코어가 사용 중일 때 에어로졸 공급원이 제1 표면으로부터 제2 표면으로 유동하는 것을 허용하도록 구성되는, 제1 영역; 및
    제1 영역에 인접한 하나 이상의 제2 영역으로서, 하나 이상의 제2 영역은 하나 이상의 블라인드 라인을 포함하고, 블라인드 라인 중 적어도 일부는 기판의 제1 표면을 통과하고, 소정 깊이로 제2 표면을 향해 연장되며, 제2 표면 앞의 단부에서 종료되는, 하나 이상의 제2 영역을 포함하는, 기판.
  62. 제61항에 있어서, 상기 제1 영역은 실질적으로 직사각형이고, 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 상부 측면에 인접한 첫번째 제2 영역, 및 제1 영역의 하부 측면에 인접한 두번째 제2 영역을 포함하는, 기판.
  63. 제61항에 있어서, 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 제3 측면에 인접한 세번째 제2 영역, 및 제1 영역의 제4 측면에 인접한 제4 영역을 포함하는, 기판.
  64. 제61항에 있어서, 제1 영역은 실질적으로 원형이고, 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 원주에 인접한 복수의 블라인드 라인에 의해 형성된 하나 이상의 원호, 또는 제1 영역을 둘러싸는 복수의 블라인드 라인에 의해 형성된 하나 이상의 완전한 링을 포함하는, 기판.
  65. 제61항에 있어서, 블라인드 라인에 의해 형성된 하나 이상의 제2 영역은 제1 영역의 길이와 동일한 길이, 또는 더 짧거나 더 긴 길이를 갖는, 기판.
  66. 에어로졸 발생 디바이스용 무화기 코어용 기판이며,
    복수의 채널을 각각 갖는 제1 기판 부분 및 제2 기판 부분; 및
    제1 기판 부분과 제2 기판 부분 사이에 형성된 층을 포함하고,
    복수의 채널은 에어로졸 공급원이 제1 기판 부분의 제1 표면으로부터, 층을 통해, 제2 기판 부분의 제2 표면으로 유동하는 것을 허용하는, 기판.
  67. 제66항에 있어서, 층은 에어로졸 공급원 흡수성 재료에 의해 형성되는, 기판.
  68. 제67항에 있어서, 에어로졸 공급원 흡수성 재료는 면 또는 대마인, 기판.
  69. 제66항에 있어서, 층은 자유 공기 공간에 의해 형성되는, 기판.
  70. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 무화기 코어 또는 제56항 내지 제69항 중 어느 한 항에 따른 무화기 코어용 기판을 포함하는, 에어로졸 발생 디바이스.
  71. 제38항 내지 제55항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 무화기 코어용 기판을 포함하는, 에어로졸 발생 디바이스.
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