陶瓷發(fā)熱片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷發(fā)熱片，特別是涉及升溫速度快的發(fā)熱線路清晰可見的陶瓷發(fā)熱片。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷發(fā)熱片是通過陶瓷與金屬高溫共燒技術(shù)得到的一種耐腐蝕、絕緣和導(dǎo)熱性能良好的發(fā)熱元件，不含鉛、鎘、汞、六價鉻、多溴聯(lián)苯(PBBs)和多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)等有害物質(zhì)，符合歐盟RoHS環(huán)保指令等環(huán)保要求，在各類加熱設(shè)備中廣泛使用?，F(xiàn)有技術(shù)的陶瓷發(fā)熱片常見的氧化鋁陶瓷發(fā)熱片采用_級別的兩層氧化鋁陶瓷夾中間的含金屬鎢漿料印刷的發(fā)熱線路，兩者經(jīng)過至少1500°C以上的高溫共燒得到，隨著時代要求變迀，對陶瓷發(fā)熱片的升溫速率和外觀要求越來越嚴(yán)，尤其是在食品快速檢測和醫(yī)療中要求300°C左右的使用環(huán)境要求能快速達到要求且壽命也有要求，同時，對加熱設(shè)備中發(fā)熱線路故障可視化要求也越來越明確，原有的氧化鋁陶瓷發(fā)熱片越來越不符合要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有更快升溫速率及發(fā)熱線路清晰可見的陶瓷發(fā)熱片。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種陶瓷發(fā)熱片，包括高溫共燒的陶瓷基板、印刷線路，所述陶瓷作為支撐結(jié)構(gòu)并具有優(yōu)良的絕緣導(dǎo)熱性能，所述發(fā)熱線路作為發(fā)熱功能元件并置于至少兩層陶瓷基板之間，所述陶瓷基板包括一厚度0.4?1.2mm的氧化鋁陶瓷基板和覆蓋在所述印刷線路上面的一厚度為3?10Mm的透明保護膜。
[0005]在其中一個實施例中，所述透明保護膜為透明玻璃或陶瓷或玻璃-陶瓷，其中Al、Mg總含量(以氧化物計)高于60%。
[0006]在其中一個實施例中，所述印刷線路至少包括發(fā)熱線路、電極焊盤。
[0007]在其中一個實施例中，所述印刷線路還包括傳感線路。
[0008]在其中一個實施例中，所述電極焊盤焊盤處沒有覆蓋所述透明保護膜。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供上述陶瓷發(fā)熱片的一種制備工藝。
[0010]一種陶瓷發(fā)熱片制備工藝，包括如下步驟:
a)根據(jù)最終產(chǎn)品尺寸及燒成收縮率，切割或沖切好需要尺寸氧化鋁流延生坯備用；
b)取用根據(jù)電路需要設(shè)計好的絲網(wǎng)進行印刷線路的印刷，干燥待用；
c)配備好Al、Mg總含量高于60%的保護膜印刷漿料，根據(jù)保護膜厚度需要進行至少一次保護膜漿料印刷；
d)電極焊盤焊盤位置使用電極焊盤漿料進行印刷；
e)在工藝要求的1500°C?1580°C的氣氛燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，然后根據(jù)平整度需要進行1350°C?1480°C的整形復(fù)平； f)電極焊盤焊盤渡鎳處理，焊接電極焊盤引線；
g)通電發(fā)熱及壽命測試，外觀檢測，成品待用。
[0011]在其中一個實施例中，a)可以使用符合最終產(chǎn)品尺寸規(guī)格要求的已燒結(jié)氧化鋁陶
bL.0
[0012]相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為，通過厚度為3?10Mm的透明保護膜使得發(fā)熱線路清晰可見，由于降低了上層陶瓷厚度，使升溫速率得到了明顯提升，能符合食品快速檢測和醫(yī)療中300°C左右的快速升溫要求。同時，由于改觀現(xiàn)有技術(shù)的上層_級的氧化鋁陶瓷，材料成本更低。
[0013]進一步地，由于沒有上層的相對較厚的氧化鋁陶瓷，降低了由于現(xiàn)有技術(shù)的上層氧化鋁陶瓷帶來的熱損失破裂導(dǎo)致發(fā)熱線路斷開的風(fēng)險，提高了陶瓷發(fā)熱片的使用壽命。
[0014]
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的陶瓷發(fā)熱片的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明實施例一的食品檢測用陶瓷發(fā)熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例二的醫(yī)用帶傳感線路的陶瓷發(fā)熱片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]以上各圖，10, 110, 210—陶瓷基板；20，120, 220—印刷線路；121，221—發(fā)熱線路；122，222—電極焊盤焊盤；223—傳感線路；30，130，230—透明玻璃-陶瓷保護膜。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的描述。
[0018]圖1給出了本發(fā)明的陶瓷發(fā)熱片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明的食品快速檢測用陶瓷發(fā)熱片結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明的醫(yī)用陶瓷發(fā)熱片結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1?3可知，本發(fā)明的陶瓷發(fā)熱片包括下層的陶瓷基板(10，110，210)，為氧化鋁陶瓷材料，優(yōu)選地，為A1203含量為92以上的氧化鋁陶瓷，采用流延法制備；中間層的印刷線路(20，120, 220)，印刷線路采用含金屬鎢的漿料，根據(jù)電阻需要，摻入A1203，通常地，印刷線路(20，120, 220)包括發(fā)熱線路(121,221)和對外電連接的電極焊盤焊盤(122，222)及引線(圖中未示出)。為了更好配合設(shè)備溫度傳感需要，印刷線路(20，120，220)還可以包括傳感線路(223)。
[0019]制備上述的陶瓷發(fā)熱片，我們的優(yōu)選制備工藝如下:
a)根據(jù)最終產(chǎn)品尺寸及燒成收縮率，切割或沖切好需要尺寸氧化鋁流延生坯備用；
b)取用根據(jù)電路需要設(shè)計好的絲網(wǎng)進行印刷線路的印刷，干燥待用；
c)配備好Al、Mg總含量高于60%的保護膜印刷漿料，根據(jù)保護膜厚度需要進行至少一次保護膜漿料印刷；
d)電極焊盤焊盤位置使用電極焊盤漿料進行印刷；
e)在工藝要求的1500°C?1580°C的氣氛燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，然后根據(jù)平整度需要進行1350°C?1480°C的整形復(fù)平；
f)電極焊盤焊盤渡鎳處理，焊接電極焊盤引線；
g)通電發(fā)熱及壽命測試，外觀檢測，成品待用。
[0020]作為技術(shù)替換，我們當(dāng)然可以選用氧化鋁陶瓷燒結(jié)片作為基板，只需要將步驟a)中的生坯直接替換為符合產(chǎn)品最終尺寸規(guī)格要求的氧化鋁陶瓷熟瓷片即可。
[0021]優(yōu)選地，本發(fā)明的保護膜漿料印刷漿料采用基板材料的A1203通過添加高嶺土、滑石粉得到骨料，然后通過加入松油醇、蓖麻油等溶劑和/或PVB樹脂等增塑劑配成的懸浮液，通過攪拌均勻后得到。
[0022]由上面可知，本發(fā)明通過厚度為3?10Mffl的透明保護膜使得發(fā)熱線路清晰可見，由于降低了上層陶瓷厚度，使升溫速率得到了明顯提升，能符合食品快速檢測和醫(yī)療中300°C左右的快速升溫要求。同時，由于改觀現(xiàn)有技術(shù)的上層_級的氧化鋁陶瓷，材料成本更低。進一步地，由于沒有上層的相對較厚的氧化鋁陶瓷，降低了由于現(xiàn)有技術(shù)的上層氧化鋁陶瓷帶來的熱損失破裂導(dǎo)致發(fā)熱線路斷開的風(fēng)險，提高了陶瓷發(fā)熱片的使用壽命。
[0023]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種陶瓷發(fā)熱片，包括高溫共燒的陶瓷基板、印刷線路，所述陶瓷作為支撐結(jié)構(gòu)并具有優(yōu)良的絕緣導(dǎo)熱性能，所述發(fā)熱線路作為發(fā)熱功能元件并置于至少兩層陶瓷基板之間，其特征在于，所述陶瓷基板包括一厚度0.4?1.2mm的氧化鋁陶瓷基板和覆蓋在所述印刷線路上面的一厚度為3?10Mffl的透明保護膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷發(fā)熱片，其特征在于，所述透明保護膜為透明玻璃或陶瓷或玻璃-陶瓷，其中Al、Mg總含量高于60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷發(fā)熱片，其特征在于，所述印刷線路至少包括發(fā)熱線路、電極焊盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷發(fā)熱片，其特征在于，所述印刷線路還包括傳感線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷發(fā)熱片，其特征在于，所述電極焊盤處沒有覆蓋所述透明保護膜。
6.如權(quán)利要求1?5任一項所述的陶瓷發(fā)熱片的發(fā)熱片制備工藝，其特征在于，包括如下步驟: a)根據(jù)最終產(chǎn)品尺寸及燒成收縮率，切割或沖切好需要尺寸氧化鋁流延生坯備用； b)取用根據(jù)電路需要設(shè)計好的絲網(wǎng)進行印刷線路的印刷，干燥待用； c)配備好Al、Mg總含量高于60%的保護膜印刷漿料，根據(jù)保護膜厚度需要進行至少一次保護膜漿料印刷； d)電極焊盤位置使用電極焊盤漿料進行印刷； e)在工藝要求的1500°C?1580°C的氣氛燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，然后根據(jù)平整度需要進行1350°C?1480°C的整形復(fù)平； f)電極焊盤渡鎳處理，焊接電極焊盤引線； g)通電發(fā)熱及壽命測試，外觀檢測，成品待用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)熱片制備工藝，其特征在于，所述步驟a)可以使用符合最終產(chǎn)品尺寸規(guī)格要求的已燒結(jié)氧化鋁陶瓷。
8.根據(jù)權(quán)要求6或7所述的發(fā)熱片制備工藝，其特征在于，所述步驟c)中的保護膜漿料印刷漿料采用基板材料的A1203通過添加高嶺土、滑石粉得到骨料，然后通過加入松油醇、蓖麻油等溶劑和/或PVB樹脂等增塑劑配成的懸浮液，通過攪拌均勻后得到。
【專利摘要】本發(fā)明涉及陶瓷發(fā)熱片，包括高溫共燒的陶瓷基板、印刷線路，所述陶瓷作為支撐結(jié)構(gòu)并具有優(yōu)良的絕緣導(dǎo)熱性能，所述發(fā)熱線路作為發(fā)熱功能元件并置于至少兩層陶瓷基板之間，所述陶瓷基板包括一厚度0.4～1.2mm的氧化鋁陶瓷基板和覆蓋在所述印刷線路上面的一厚度為3～100μm的透明保護膜。本發(fā)明還提供了對應(yīng)的制備工藝。本發(fā)明通過厚度為3～100μm的透明保護膜使得發(fā)熱線路清晰可見，由于降低了上層陶瓷厚度，使升溫速率得到了明顯提升，能符合食品快速檢測和醫(yī)療中300℃左右的快速升溫要求。同時，由于改觀現(xiàn)有技術(shù)的上層mm級的氧化鋁陶瓷，材料成本更低。進一步地，由于沒有上層的相對較厚的氧化鋁陶瓷，降低了由于現(xiàn)有技術(shù)的上層氧化鋁陶瓷帶來的熱損失破裂導(dǎo)致發(fā)熱線路斷開的風(fēng)險，提高了陶瓷發(fā)熱片的使用壽命。
【IPC分類】H05B3-10, H05B3-28
【公開號】CN104703307
【申請?zhí)枴緾N201510068433
【發(fā)明人】孫莊, 黃澤光, 蘇方寧
【申請人】孫莊, 黃澤光, 蘇方寧
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月10日