專利名稱：電阻膜加熱裝置的制造方法及所形成的電阻膜加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加熱裝置的制造方法及所形成的加熱裝置，特別是高密度電阻膜加熱裝置的制造方法及所形成的電阻膜加熱裝置。
背景技術(shù)：
電阻膜發(fā)熱技術(shù)是一種新型的面發(fā)熱技術(shù)，近年來被廣泛地應(yīng)用于與玻璃、陶瓷或搪瓷等基材結(jié)合形成加熱裝置。但是目前現(xiàn)有技術(shù)中的電阻膜加熱裝置由于成分和制造過程的原因，普遍存在以下缺點加熱溫度上限受到限制，無法上升超過400℃；熱點的情況嚴(yán)重，容易燒毀基材；功率退化嚴(yán)重，通常在一個月內(nèi)的發(fā)熱功率會退化將近一半；功率控制困難，無法調(diào)節(jié)加熱溫度；電極容易燒毀；難以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供加熱效果好、耐用、且可以大批量生產(chǎn)的的電阻膜加熱裝置及其制造方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種電阻膜加熱裝置的制造方法，包括以下步驟(1)根據(jù)所制造電阻膜加熱裝置的設(shè)計發(fā)熱功率調(diào)配液態(tài)電阻材料；(2)對基材表面進行酸洗；(3)清潔經(jīng)酸洗后的基材表面；(4)將基材放入高溫窯爐中加溫至500℃-800℃處理，使基材表面活化；(5)在基材的表面噴涂液態(tài)電阻材料，形成預(yù)定形狀的面狀高密度電阻膜；(6)待基材自然冷卻后，用四點測試法測試基材上的面狀高密度電阻膜實際發(fā)熱功率是否符合設(shè)計發(fā)熱功率，根據(jù)實際測量值修正設(shè)計導(dǎo)電極的電極間距離、大小、形狀及電極烘烤溫度，以確保發(fā)熱功率符合設(shè)計發(fā)熱功率；(7)根據(jù)計算出的修正值，將導(dǎo)電銀漿以預(yù)定的方式印刷在基材上；(8)在350℃-650℃對導(dǎo)電銀漿進行烘烤處理，使之燒結(jié)固化，形成電極；(9)待電極自然冷卻后，再次測試附加電極后的實際發(fā)熱功率，若仍與設(shè)計發(fā)熱功率不符，再次用導(dǎo)電銀漿修補電極及修正電極烘烤溫度，然后返回步驟(8)，若與設(shè)計發(fā)熱功率相符，則形成合格的電阻膜加熱裝置成品。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方案中，清潔經(jīng)酸洗后的基材表面的步驟包括用超聲波、無水酒精或異丙醇清洗。
當(dāng)所選用的基材為導(dǎo)電材料時，在進行表面活化前在所述基材表面施加一層絕緣介質(zhì)。
本發(fā)明還提供了用上述制造方法制成的電阻膜加熱裝置。
本發(fā)明方法制成的加熱裝置性能穩(wěn)定、耐用，加熱溫度可以達到600℃，功率密度可以達到20W/cm2。


參照以下附圖詳細地描述本發(fā)明，其中圖1-2為本發(fā)明電阻膜加熱裝置的不同實施例的示意圖；圖3-10為本發(fā)明電阻膜加熱裝置的電阻膜與電極排列的不同方式的示意圖，其中圖5A為圖5的側(cè)視圖，圖6A為圖6的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1-2示出了本發(fā)明電阻膜加熱裝置的不同實施例的示意圖。在這些實施例中選用的基材1為玻璃瓶。當(dāng)然也可以采用搪瓷、陶瓷或金屬器皿作為基材。
首先，根據(jù)所要制造的發(fā)明電阻膜加熱裝置的設(shè)計發(fā)熱功率來調(diào)配液態(tài)電阻材料。電阻材料主要包括占重量比約49.5％的錫、銦或鈦的化合物，占重量比約49.5％的水與酒精，占重量比約1％的錋、銻或鈣的化合物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)所需發(fā)熱功率的大小，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)主要成分的含量，以達到設(shè)計要求。
接著對基材表面進行酸洗?？梢圆捎酶鞣N常見的酸洗液，如稀硫酸。經(jīng)過酸洗后，基材表面鈍化，這樣有利于在其后的工序中電阻材料牢固地附著在基材表面。
經(jīng)過酸洗后的基材1需要進行清潔的工序，以便去除基材表面殘留的酸洗液。清潔的方法包括用超聲波、無水酒精或異丙醇清洗。
若基材1為導(dǎo)體材料制成時，需要在清潔步驟之后增加一個施加絕緣介質(zhì)的步驟。絕緣介質(zhì)可以為一層陶瓷或搪瓷材料。
隨后，基材1被放入高溫窯爐中加熱，使基材表面活化。加熱溫度為500℃-800℃，根據(jù)基材1所選用的材料不同而采用不同的活化溫度。通常，對于搪瓷材料的活化溫度為580℃-650℃，玻璃材料為530℃-620℃，單晶玻璃為650℃-700℃，搪瓷材料為500℃-550℃。當(dāng)基材為金屬材料時，則活化溫度根據(jù)根據(jù)絕緣介質(zhì)的材料來確定。
將調(diào)配好的液態(tài)電阻材料高壓噴涂在經(jīng)過表面活化處理的基材1的目標(biāo)表面上，形成一層預(yù)定形狀的面狀高密度電阻膜2。
待涂覆了電阻膜的基材自然冷卻后，用四點測試法測試基材上的面狀高密度電阻膜實際發(fā)熱功率是否符合設(shè)計發(fā)熱功率，根據(jù)實際測量值和設(shè)計的導(dǎo)電極圖案計算實際導(dǎo)電極的電極間距離、大小、形狀及電極烘烤溫度，以確保發(fā)熱功率符合設(shè)計發(fā)熱功率。
根據(jù)計算確定的大小、形狀、距離等參數(shù)將導(dǎo)電銀漿印刷在基材1上。將上述半成品送入電極加工爐經(jīng)350℃-650℃烘烤后，使導(dǎo)電銀漿燒結(jié)固化形成電極3和3’。待電極自然冷卻后，再次測試附加電極后的實際發(fā)熱功率，若仍與設(shè)計發(fā)熱功率不符，再次用導(dǎo)電銀漿按修正方式修補電極及修正電極烘烤溫度，并再次回爐以修正的烘烤溫度烘烤電極，使修補導(dǎo)電銀漿燒結(jié)固化，重復(fù)測試步驟，直至實際發(fā)熱功率與設(shè)計功率相符為止。
這樣一個高密度電阻膜加熱裝置就制成了。
圖3-10示出本發(fā)明電阻膜加熱裝置的電阻膜與電極排列的不同方式的示意圖，其中圖5和5A及圖6和6A所示的電阻膜加熱裝置的基材為管狀物。電阻膜加熱裝置的電極可以多于兩個。選擇其中兩個電極作為工作電極，則可以借助于電阻的不同串聯(lián)實現(xiàn)可調(diào)節(jié)的發(fā)熱功率。
采用本發(fā)明的方法形成的電阻膜加熱裝置，電阻膜覆層的性能穩(wěn)定，使用壽命超過4000小時，加熱溫度可以超過400℃，完全克服了現(xiàn)有技術(shù)中功率衰退的問題。
盡管參照優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明進行各種改進和變形。
權(quán)利要求
1.一種電阻膜加熱裝置的制造方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)所制造電阻膜加熱裝置的設(shè)計發(fā)熱功率調(diào)配液態(tài)電阻材料；(2)對基材表面進行酸洗；(3)清潔經(jīng)酸洗后的基材表面；(4)將基材放入高溫窯爐中加溫至500℃-800℃處理，使基材表面活化；(5)在基材的表面噴涂液態(tài)電阻材料，形成預(yù)定形狀的面狀高密度電阻膜；(6)待基材自然冷卻后，用四點測試法測試基材上的面狀高密度電阻膜實際發(fā)熱功率是否符合設(shè)計發(fā)熱功率，根據(jù)實際測量值修正設(shè)計導(dǎo)電極的電極間距離、大小、形狀及電極烘烤溫度，以確保發(fā)熱功率符合設(shè)計發(fā)熱功率；(7)根據(jù)計算出的修正值，將導(dǎo)電銀漿以預(yù)定的方式印刷在基材上；(8)在350℃-650℃對導(dǎo)電銀漿進行烘烤處理，使之燒結(jié)固化，形成電極；(9)待電極自然冷卻后，再次測試附加電極后的實際發(fā)熱功率，若仍與設(shè)計發(fā)熱功率不符，再次用導(dǎo)電銀漿修補電極及修正電極烘烤溫度，然后返回步驟(8)，若與設(shè)計發(fā)熱功率相符，則形成合格的電阻膜加熱裝置成品。
2.如權(quán)利要求1所述的電阻膜加熱裝置的制造方法，其特征在于，所述清潔經(jīng)酸洗后的基材表面的步驟包括用超聲波、無水酒精或異丙醇清洗。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電阻膜加熱裝置的制造方法，其特征在于，當(dāng)所選用的基材為導(dǎo)電材料時，在進行表面活化前在所述基材表面施加一層絕緣介質(zhì)。
4.一種電阻膜加熱裝置，其特征在于，經(jīng)如下的加工步驟制造而成(1)根據(jù)所制造電阻膜加熱裝置的設(shè)計發(fā)熱功率調(diào)配液態(tài)電阻材料；(2)對基材表面進行酸洗；(3)清潔經(jīng)酸洗后的基材表面；(4)將基材放入高溫窯爐中加溫至500℃-800℃處理，使基材表面活化；(5)在基材的表面噴涂液態(tài)電阻材料，形成預(yù)定形狀的面狀高密度電阻膜；(6)待基材自然冷卻后，用四點測試法測試基材上的面狀高密度電阻膜實際發(fā)熱功率是否符合設(shè)計發(fā)熱功率，根據(jù)實際測量值修正設(shè)計導(dǎo)電極的電極間距離、大小、形狀及電極烘烤溫度，以確保發(fā)熱功率符合設(shè)計發(fā)熱功率；(7)根據(jù)計算出的修正值，將導(dǎo)電銀漿以預(yù)定的方式印刷在基材上；(8)在350℃-650℃對導(dǎo)電銀漿進行烘烤處理，使之燒結(jié)固化，形成電極；(9)待電極自然冷卻后，再次測試附加電極后的實際發(fā)熱功率，若仍與設(shè)計發(fā)熱功率不符，再次用導(dǎo)電銀漿修補電極及修正電極烘烤溫度，然后返回步驟(8)，若與設(shè)計發(fā)熱功率相符，則形成合格的電阻膜加熱裝置成品。
5.如權(quán)利要求4所述的電阻膜加熱裝置，其特征在于，在制造過程中，所述清潔經(jīng)酸洗后的基材表面的步驟包括用超聲波、無水酒精或異丙醇清洗。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電阻膜加熱裝置的制造方法，其特征在于，當(dāng)所選用的基材為導(dǎo)電材料時，在進行表面活化前在所述基材表面施加一層絕緣介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了電阻膜加熱裝置制造方法及制成的電阻膜加熱裝置。該方法包括調(diào)配液態(tài)電阻材料；酸洗基材表面；清潔基材表面；對基材加熱活化；在基材表面噴涂液態(tài)電阻材料；待基材自然冷卻后，用四點測試法測試基材上面狀高密度電阻膜實際發(fā)熱功率是否符合設(shè)計發(fā)熱功率，根據(jù)實際測量值修正設(shè)計導(dǎo)電極的電極間距離、大小、形狀及電極烘烤溫度，以確保發(fā)熱功率符合設(shè)計發(fā)熱功率；根據(jù)計算出的修正值，將導(dǎo)電銀漿以預(yù)定的方式印刷在基材上；對導(dǎo)電銀漿進行烘烤處理，使之燒結(jié)固化，形成電極；自然冷卻后，再次測試，若仍與設(shè)計發(fā)熱功率不符，再次用導(dǎo)電銀漿修補電極及修正烘烤溫度，若與設(shè)計發(fā)熱功率相符，則形成合格成品。
文檔編號H05K3/10GK1993003SQ20051013752
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者林一峰 申請人:梁敏玲