RU5311U1 - Нагреватель - Google Patents

Abstract

1. Нагреватель, содержащий подложку с расположенными на ее поверхности резистором и контактными площадками, отличающийся тем, что подложка выполнена из диэлектрика толщиной 0,2-2,0 мм, а резистор выполнен из легированной алмазоподобной пленки толщиной 0,2-2,5 мкм.2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрика использована теплопроводная керамика.3. Нагреватель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве диэлектрика использовано термостойкое стекло.

Description

НАГРЕВАТЕЛЬ.

Полезная модель относится к области резистивного нагрева и может быть использована в промышленных и бытовых нагревательных устройствах.

Известен плоский электронагреватель,содержащий резистор в виде двух одинаковых полос и электрические контакты к ним,расположенные на металлической подложке со стеклоэмалевым покрытием. Аналогичным покрытием осуществлена электроизоляция и герметизация нагревателя IJ .

Известный нагреватель не обладает высокой равномерностью нагрева ине обеспечивает качественной передачи тепла.

Известен плоский электронагреватель«содержащий пленочный резистор с контактными площадками расположенный на теплопроводной подложке с соединительным покрытием.В качестве материала резистора используются вакуумноосажденные резистивные сплавы 2.

Известный нагреватель обладает однородным и равномерным нагревом покрытия прф фиксированной мощности.Однако он не обеспечивает надежную работу при высоких плотностях рассеиваемой мощности, не стоек к термоударам и недостаточно надежен.

В основу предлагаемой полезной модели положена задача создания нагревателя«который обеспечил бы надежную работу при высоких плотностях рассеиваемой мощности, обладал бы высоким коэффициентом полезного действия (КЦД) и долговечностью.

Поставленная задача решается тем,что в нагревателе,содержащем подложку с расположенными на её поверхности резисторам и

контактными площадками,подложка выполнена из диэлектрика а реТэистор из легированной адмаэоподобной пленки толщиной 0,2+2,5мкм. В зависимости от назначения нагревателя,в качестве диэлектрика

МПК6 : H 05 В 3/08.

ил ч ио u , 2.-2.|О«чи

может быть использована теплопроводная керамика или термостойкое стекло.

На Фиг.1 представлена конструкция предлагаемой полезной модели. На диэлектрической подложке I сформирован резистивннй слой 2 из легированной алмазоподобной пленки и контактные площадки 3 к резистору.

Для нагрева устройства ток пропускают через резистор 2,необходимое сопротивление которого задают в процессе формирования его на подложке. Для этого на обработанную не хуже 8 класса чистоты керамическую теплопроводную подложку с теплопроводностью 60«120 Вт/м °С или подложку из термостойкого стекла методом вакуумного плазменного осаждения из кремнеорганической фазы со скоростью-1,2 мкм/час осаждалась алмазоподобная планка толщиной 0,2-2,5 мкм с легирующими добавками Cr , U/ ,Ti. в количестве более 0,2$вес.Методом лазерной литографии создавался требуемый рисунок резистивного нагревательного элемента и вакуумным напылением формировались металлические (О ,Са,.// ) контакты к ним.

В качестве подложек могут быть использованы теплопроводные керамики из нитрида алюминия«нитрида кремния,карбида кремния, оксида алюминия,алмаза,композиционные материалы на их основе,а также термостойкое стекло на основе кварца,пирекса,

Толщина осаждаемой алмазоподобной пленки определяется механизмом процесса роста.При толщинах менее 0,2 мкм не наблюдается сплошной пленки,что приводит к перегоранию резисторов,резко увеличивает температурный коэффициент сопротивления (ТКС),а толщина более 2,5 мкм ограничивается насыщением алмазоподобной пленки. В зависимости от уровня легирования и легирующего материала задается необходимое слоевое сопротивление,определяемое величиной заданной потребляемой мощности и питающего напряжения.

- 2 ПРИМЕР.

На подложку из нитрида кремния с теплопроводностью 100 Вт/м °С, обработанную до 9 класса чистоты,осаждалась алмазоподобная пленка толщиной 1 мкм,легированная хромом 0,8/&вес.При помощи лазерного луча формировался рисунок резистивного нагревательного элемента и металлических контактов.

В процессе работы изготовленный таким образом нагреватель обладал следующими техническими характеристиками: максимальная рабочая температура450°С

Термоудар800°

максимальная плотность мощности70-80 Вт/см

диапазон слоевых сопротивлений0,5-10 Ом/а

допустимая плотность токов4 10 А./&Г

ТКС(2-8)

сопротивление изоляции подложек 10

пробивное напряжение 4 кВ/мм

($

Толщина диэлектрика0,2, - 2,0 мм

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет в случае

с керамической теплопроводнвй подложкой, повысить плотность рассеиваемой мощности,повысить допустимые токовые нагрузки,повысить стойкость к термоударам.расширить рабочий диапазон слоевых сопротивлений под необходимое питающее напряжение,уменьшить ТКС,уве личить КОД.В случае с подложкой из темостойкого стекла позволяет понизить стоимость нагревателей,создать неплосвие нагреватели, контактные трущиеся нагреватели,например в множительной технике, где важным является высокая износостойкость алмазоподобных пленок.

Источники информации, принятые во внимание:

%J «w

Claims (3)

1. Нагреватель, содержащий подложку с расположенными на ее поверхности резистором и контактными площадками, отличающийся тем, что подложка выполнена из диэлектрика толщиной 0,2-2,0 мм, а резистор выполнен из легированной алмазоподобной пленки толщиной 0,2-2,5 мкм.

2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрика использована теплопроводная керамика.

3. Нагреватель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве диэлектрика использовано термостойкое стекло.