442 9 8 5 A7 B7 五、發明說明（丨） 本發明係關於一種半導體複合電熱膜之製法，尤指— 種可確保電熱膜通電後不虞在表面或透過基材產生漏電現 象之絕緣防護措施。 此處所指的電熱膜，係泛指各種電熱式容器底部設置 的薄膜式電熱裝置，如電熱水瓶、電熱炊具'咖啡壺及其 他加熱式器具，該電熱膜係由半導體構成，而以蒸鍍方式 設置於經絕緣處理之金屬或非金屬基材的底面，經設以電 極並予通電，即於基材底面形成高溫，以達加熱之目的。 如第五圖所示，係一種既有電熱膜（80)之構造示 意圊，如前揭所述，係以蒸鍍方式附設於基材（8 i)表 (底）面’隨後於電熱膜（8 〇)的相對兩端分設以一電 極（8 2)，經於兩電極（82)上通電，可使電熱膜（ 8 0 )因熱阻抗形成高溫而對基材（8丄）進行加熱。 惟刖述將電熱膜（80)直接施加於基材（8 1 )上 的作法顯有仍待商榷之處。 如前揭所述，該電熱膜（8 〇 )係以蒸鍍方式直接施 加於基材（8 1 )表面’其與基材（8 i )間及施加後的 電熱膜（8 0 )表面均無任何防護措施，由於電熱膜（8 0)上有電源直接施加，當其運用之基材（8丄）係由導 電之金屬材料（如不鐘鋼、鋁材、銅材及缺鄉等）構成時 ，不僅在電熱膜（80)表面可能產生漏電現象，亦可能 透過基材（8 0 )發生漏電情事，又電熱膜（8 〇 )所附 著之基材（8 1 )為非金屬（如石英 '陶究、花岡岩、雲 母、耐熱玻璃、塑高溫塑料）構成時，雖不致透過基材（ 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） f請先閱讀背面之江意事項再填寫本頁) γ^--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 > 8 5 A7 ____B7_ 五、發明說明（）） 8 1 )發生漏電情事，但電熱膜（80)表面仍存在漏電 的高危險性。 由上述可知，，既有電熱膜施加於基材時未有任何防護 措施’致有漏電而影響使用安全之情事發生，故有進一步 檢討並謀求解決措施之必要。 因此’本發明主要目的在提供一種可確保電熱膜通電 後不虞在表面或透過基材產生漏電現象之複合式電熱膜製 造方法。 為達成前述主要目的採取的主要技術手段係令前述方 法至少包括有： 一清洗基材步驟； 一於前述基材上鍍設電熱膜之步驟； 一於前述電熱膜上塗伟電極之步驟；及 一絕緣層之塗佈步驟； 利用前述絕緣層之形成以隔離電熱膜，避免漏電情事 發生。 前述的絕緣層塗佈步驟係單獨於塗佈電極後實施以形 成外絕緣層’以針對電熱膜表面及其上電極進行隔離β 前述的絕緣層塗佈步驟分別於錄膜前及塗佈電極步驟 後實施而分別形成内、外絕緣層；藉此可防止電熱膜表面 或透過基材產生漏電情事。 前述的基材厚度係大於0.5 mm，其上之電熱膜厚度小 於2 μ®，又電熱膜上的電極厚度為〇.2〜0.5刪，該外絕緣 層之厚度亦為0.5〜2 nun。 4 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公ίΓ) "" -----------'^裝--------訂--------，線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442985 A7 ' -----^_____ 五、發明說明（$ ) 前述的基材厚度係大於〇_5咖，其上之内絕緣層厚产 為〇, 5〜2刪電熱膜厚度小於2μω，又電熱膜上的電極厚度 為〇·2〜0.5_，該外絕緣層之厚度亦為〇.5〜2mi^ 又 則述的基材係由石英 '陶瓷、花岡岩、雲母、耐熱玻 璃、耐高溫塑料及經絕緣處理之金屬、綠瑯等低膨服係數 之材料構成，其形狀可為管狀、圓板狀、方板形杯形、 壺形及其他不特定形狀者。 則述的電極，其原料係由銀、鈀或銀鈀合金構成，其 係利用前述原料之粉末加氧化鉍（5%)、硼酸鉛（3%)、松香 (10%)、松節油（10%)等混合後研成膏狀，以塗佈或網印方 式設於電熱膜上的預定位置，經烘乾^別它，3分鐘）、滲 銀（500〜80(TC，10〜15分鐘）而成，而反應化學式為：
Ag2〇 — Ag + 〇2 个 前述内絕緣層所使用原料係由三氧化鈦與黏土（配比 為100:7)加水調成膏狀’以塗佈或網印方式附著於基材 上，經供乾（200C，30分鐘）後，放入爐内燒結（82〇〜 ，1分鐘）後構成。 前述外絕緣層所使用材料係由：矽溶膠或有機矽樹脂 添加矽酸鹽粉（配比為100:30)調成膏狀，塗佈於電熱膜及 電極的外層，經烘乾（120°C，10分鐘）後即構成。 為使貴審查委員進一步瞭解前述目的及本發明之技 術特徵，茲附以圖式詳細說明如后： (一）圈乂部i : 第一圖：係本發明一較佳實施例之流程圖。 5 本紙張尺度適用中囵國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I.^裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 442985 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 A7 五、發明說明（< ) 第一圖-係本發明一較佳實施例所構成電熱膜元件之結構 示意圖。 第三圖：係本發明又—較佳實施例之流程圊。 苐四圊：係本發明又—較佳實施例所構成電熱膜元件之結 構示意圖。 第五圖：係習用電熱膜元件或器皿之結構示意囷。 (二）圖號部分： (1 0 ) ( 2 0 )基材 （1 1 ) ( 2 1 )電熱膜 (12)(22)電極 （13) (23)外絕緣層 (24)内絕緣層 （80)電熱膜 (81)基材 有關本發明-較佳實施例之製作流程係如第一圖所示 ，其主要包括有： 一「基材清洗」步驟； —「鍵膜」㈣，係於前述基材上鍵上電熱膜； 塗佈電極」步驟，係於前述基材之電熱膜上設以 電極； 彳絕緣層塗佈」步驟’係於前述電熱膜及電極外 塗佈絕緣層；其中： 該「基材清洗」步驟係令由石英、陶究、花岡岩、雲 母、耐熱玻璃及耐高溫塑料等低膨脹係數材料構成之基材 以純水配合超音波清洗其表面，或以無水乙醇擦拭表二， 經以60~120°C予以「烘乾」後備用； 又基材之形狀可為管狀、圓板狀' 方板形、杯形、壺 "— .y 裝--------訂---------線' y· (琦先閱請背面之注意事項再填寫本頁)
4 4 9 3 S A7 --— _B7__ 五、發明說明（r) 形及其他不特定形狀者，主要係因應用途之差異而有所不 同。 該「鍍犋」步驟：係將經過清洗步驟之基材置入高溫 (600〜780t)的燒結爐中，將調製成液態的鍍膜原料以喷 塗、蒸塗、浸塗或網印方式均勻的披覆在基材表面； 該鍍膜原料之主原料為二氧化錫，搭配其他的摻雜配 料依重量比包括有：銻（0· 6〜8%)、鉍（〇· 3〜4%)、鎳 (0.3~49〇、鎘（〇.3〜4?〇、鐵（〇.1〜1%)、硼（〇.2〜2%)等加入 無水乙醇中攪拌而溶解構成液態之鍍膜複合劑。 又前述基材於燒結爐中披覆鍍膜原料後，經過15〜2〇 分鐘燒結並產生化學反應而形成晶格，使每一微小晶袼各 產生一個自由電子’而構成一半導體電熱獏，且其電阻值 係正溫度係數者。 前述形成晶格之化學犮應式為： · 〇22 + s;5 s^· · s;* · s;3 · ο；2 該「塗佈電極」步驟：係於完成鍍膜步驟的電熱膜半 成〇〇上以塗佈或網印方式塗印以經過調配的電極原料，再 以60〜120°c「供乾」30分鐘後置入滲銀爐内以550°c〜800 C燒渗數分鐘後形成電極。 前述的電極原料係由銀、鈀或銀鈀合金構成之粉末加 氧化级（5%)、领酸鉛（3%)、松香（1〇%)、松節油（10幻等混 合後研成膏狀’經塗印於電熱膜上的預定位置，再烘乾、 滲銀後構成電極，其反應化學式為：
Ag + 〇2 个 私紙張尺度適用中國國家標規^⑽χ 297公发〉 -----iiw-敦 〈請先閱讀背面之^音？事項再填寫本頁} 訂----------線y 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Ag2〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442985 A7 _B7 五、發明說明（名） 該「外絕緣層塗佈」步驟··係於完成塗佈電極步驟之 電熱膜及電極外塗覆以調配完成的絕緣材料，該絕緣材料 係由砍溶勝或有機石夕樹脂添加;5夕酸鹽粉以]n n ' ιυυ:30的配比 調成膏狀’經塗覆於電熱膜及電極的外層，再予洪乾（ 120C，10分鐘）後即完成該步驟。 以前述製程所構成的複合電熱膜構造係如第二圖所示 ，其於基材（1 0 )的表面覆設電熱膜（工i )，.電熱= (1 1 )上設有電極（1 2 ) ’而電熱膜（i i )及電極 (1 2 )並同時為一外絕緣層（丄3 )所覆蓋，藉此可在 電熱膜（1 1 )及電極（1 2 )外層構成一絕緣防護措施 ’以有效避免漏電情事發生。至於前述基材（丄〇 )的厚 度係大於0,5晒，該電熱膜（丄丄）厚度小於2㈣該電 熱膜（1 1 )上的電極（1 2 )厚度為〇.2~〇 5細’該外 絕緣層（1 3 )之厚度亦為〇. 5~2 mm。 又如第三圖所示，係本發明又一較佳實施例之製作流 程圏，其與前一實施例差異處在於應用至不同的基材上， 主要係運用在金屬或琺瑯材質的基材上，其包括有： 一「基材清洗」步驟： 一「内絕緣層塗佈」步驟，係於前述基材上塗佈内絕 緣層； 一「鍍膜」步驟，係於前述基材的内絕緣層上鍵上電 熱膜； 一「塗佈電極」步驟，係於前述基材之電熱膜上設以 電極； 本紙張尺度適用中國因家標準（CNS)A4規格X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 Γ n n ί ϋ J n =σ 線y 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442985 A/ _ B7 五、發明說明（7 ) 外絕緣層塗饰」步驟，係於前述電熱膜及電極夕卜 塗佈絕緣層。 前述步驟中除「内絕緣層塗佈」步驟外，其餘製程步 驟及相關條件均與前一實施例相同，容不再次贅述；有關 該「内絕緣層塗佈」步驟係在「基材清洗」步驟之後、「 鍍膜」步驟之前進行。主要在基材係由經過絕緣處理之金 屬或珠瑯構成時，其經過清洗步辣後，以三氧化鈦與黏土 (配比為100 __ 7 )加水調成膏狀的絕緣材料，利用塗佈或 網印方式附著於前述基材上，經以2〇(rc烘乾3〇分鐘後， 再放入爐内燒結（820〜86CTC，1分鐘）後即於基材表面構成 一内絕緣層，並準備進行下一「鍍膜」步驟。 而利用前述方法製成之複合電熱膜元件，其構造係如 第四圖所示，其除於電熱膜（2 1 )及電極（22)外層 設有外絕緣層（2 3 )之外，並進一步在基材（2 〇 )與 電熱膜（2 1 )間設有内絕緣層（2 4)。 而前述製法所構成之複合電熱膜，進一步於基材（2 0 )與電熱膜（2 1 )間設有内絕緣層（2 4 )，藉此除 由外絕緣層（2 3 )對電熱膜（2 1 )及電極（χ 2 )表 面構成防護以避免漏電外’亦透過内絕緣層（2 4 )之隔 絕’使電熱膜（2 1 )不致透過基材（2 0 )發生漏電情 事。 由上述說明可知’本發明主要在提供一種複合式半導 體電熱膜及其製造方法，其可於基材與電熱膜及電熱膜表 面形成絕緣防護’以有效防止漏電等影響使用安全之意外 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 « 297公釐） ^------·裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 442985 __B7 _ 五、發明說明（/ ) 發生，由此可見，本發明確已具備產業上利用性及進步性 ，並符合發明專利要件，爰依法提起申請。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公坌）