一种陶瓷电热组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发热器件领域，特别涉及陶瓷电热组件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]MCH(Metal Ceramics Heater)金属化陶瓷电热元件是一类热效率高、性能稳定、寿命长、安全环保的新型电热器件，自MCH金属化陶瓷电热元件面世以来，产品广受市场青睐。其结构包括:陶瓷基体、设置于陶瓷基体上的两个电极和印刷于陶瓷基体上的发热电阻体。其制备方法为:将金属钨或者是钼锰浆料印刷在陶瓷流延坯体上，经过热压叠层，然后在1600°C氢气氛保护下，陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体。
[0003]申请号为200910038679.2的中国实用新型专利申请公开了一种陶瓷发热元件、陶瓷发热组件及其制备方法。该方法通过了采用HTCC高温共烧陶瓷工艺，在氧化铝陶瓷部件上通过丝印沉积导电层、利用高温共烧生瓷、电镀及气氛钎焊的方式形成一种陶瓷发热组件。
[0004]但是利用该HTCC高温共烧陶瓷工艺制备的电热组件，在技术上存在明显的缺陷:首先，需要利用钎焊将引线固定于陶瓷部件上，而且采用了 2组以上生瓷片层压工艺，需要经过多次1600°C以上的特殊气氛条件高温烧结，工艺复杂，制造成本高昂；其次，散热性能差；第三该实用新型制备的电热组件，导电发热层使用高温钨钼锰铜等金属材料，该等材料一般电阻温度系数(T.C.R)高，达到1000?2500ppm/°C，发热电阻的离散性高，电阻温漂不一致，导致发热元件工作时耗散明显，加大了电路设计难度。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型解决的技术问题在于提供一种陶瓷电热组件及其制备方法，所述陶瓷电热组件无需钎焊，工艺简单，成本低廉。
[0006]本实用新型公开了一种陶瓷电热组件，包括:
[0007]陶瓷基体；
[0008]设置于所述陶瓷基体上的发热膜电阻；
[0009]设置于所述陶瓷基体上的电极，所述电极至少有两组，与所述发热膜电阻形成电气连接；
[0010]设置于所述陶瓷基体上的螺孔，所述螺孔与所述电极形成电气连接；
[0011]包覆于所述发热膜电阻外表面的保护层。
[0012]优选的，还包括石墨烯涂层，所述石墨烯涂层涂覆于所述陶瓷基体上远离发热膜电阻的一面。
[0013]优选的，所述螺孔与所述电极通过侧导电极连接或者所述电极设置于螺孔内。
[0014]优选的，所述发热膜电阻为镍-铬合金膜、氧化钌膜、碳膜或热敏薄膜。
[0015]优选的，所述陶瓷基体为圆柱体；
[0016]所述电极为两组，设置于所述陶瓷基体的侧壁上；
[0017]所述螺孔与所述电极通过侧导电极连接；
[0018]所述发热膜电阻设置于所述陶瓷基体外表面的侧壁上；
[0019]所述电极与所述发热膜电阻搭接；
[0020]所述石墨烯涂层涂覆于所述保护层或所述陶瓷基体的上表面。
[0021]优选的，所述陶瓷基体为平板结构，
[0022]所述发热膜电阻设置于所述陶瓷基体一侧的表面；
[0023]所述电极设置于螺孔内；
[0024]所述电极为两组或以上；
[0025]所述发热膜电阻与所述电极搭接，形成电气连接；
[0026]所述石墨烯涂层涂覆于所述陶瓷基体另一侧的表面。
[0027]优选的，还包括:设置于所述电极上的引线和套设在所述引线上的绝缘套管。
[0028]与现有技术相比，本实用新型的陶瓷电热组件，包括:陶瓷基体；
[0029]设置于所述陶瓷基体上的发热膜电阻；设置于所述陶瓷基体上的电极，所述电极至少有两组，与所述发热膜电阻形成电气连接；设置于所述陶瓷基体表面的螺孔，所述螺孔与所述电极形成电气连接；覆盖于所述发热膜电阻外表面的保护层。本实用新型在电热组件上添加了螺孔的结构，避免了引线连接时的钎焊，制备简单、成本低廉。
[0030]进一步的，本实用新型所述电热组件上具有石墨烯涂层，散热效果好。而且采用的发热膜电阻由镍-铬合金膜、氧化钌膜、碳膜或热敏薄膜材料制成，这些材料的温度特性更稳定，电阻温度系数(T.C.R)可以控制在300ppm/°C以下，或者，这些材料被制备成具有温度受控特性的热敏电阻薄膜材料，热敏材料温度具有特定的线性特征，因此得到的陶瓷电热组件的温度一致性较好，易于控制。在制备陶瓷电热组件的过程中，由于使用了所述材料及所述工艺制备方法，制备的发热膜电阻温度可以控制在1000°C以下，大大简化了制备工艺，提高了制备效率，也降低了成本。
【附图说明】
[0031]图1为实施例1制备的陶瓷电热组件的侧面结构示意图；
[0032]图2为施例I制备的陶瓷电热组件除去保护层后的侧面结构示意图；
[0033]图3为实施例1制备的陶瓷电热组件的螺孔结构示意图；
[0034]图4为实施例1制备的陶瓷电热组件的引线结构示意图；
[0035]图5为实施例1制备的陶瓷电热组件发热膜电阻的截面切口示意图；
[0036]图6为实施例2制备的陶瓷电热组件的结构示意图；
[0037]图7为实施例3制备的陶瓷电热组件的结构示意图；
[0038]图8为实施例4制备的陶瓷电热组件的结构示意图；
[0039]图9为螺栓17的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
[0041]本实用新型实施例公开了一种陶瓷电热组件，包括:
[0042]陶瓷基体；
[0043]设置于所述陶瓷基体上的发热膜电阻；
[0044]设置于所述陶瓷基体上的电极，所述电极至少有两组，与所述发热膜电阻形成电气连接；
[0045]设置于所述陶瓷基体上的螺孔，所述螺孔与所述电极形成电气连接；
[0046]覆盖于所述发热膜电阻外表面的保护层。
[0047]本实用新型的陶瓷电热组件包括陶瓷基体、发热膜电阻、电极、螺孔和保护层。本实用新型所述陶瓷基体优选为纯度不低于95%的氧化铝或氮化铝陶瓷，优选热导率^ 10W/m.K的散热陶瓷构件。所述陶瓷基体优选通过留流延、压膜或激光冲蚀形成特定形状，优选为空心圆柱体、实心圆柱体、矩形平板、圆形平板、椭圆形平板等等结构。所述陶瓷基体在成型时，形成螺孔。本实用新型对于螺孔的形成方式和结构也不做特殊限制。
[0048]所述电极主要由贵金属金、银、铂、钯、镍、铜或其组合物构成，通常由厚膜丝印方式制备所得，通过高温烧结与所述陶瓷基体形成紧密结合，并提供可靠的电气导通功能。
[0049]所述发热膜电阻采用优选的由镍-铬合金膜、氧化钌膜、碳膜或热敏薄膜材料制成。镍-铬合金膜、氧化钌膜电阻温度系数(T.C.R)较低，材料制备工艺相对简便；碳膜或热敏薄膜材料温度特性均匀受控、且具有特定的温度线性特征，将其制备成陶瓷电热组件时，操作步骤简单，制备温度低，发热电阻稳定受控，电阻值热飘移小，电阻值集中一致，阻值受控，还可以进行阻值调整。因此制备得到的电热组件发热均匀一致、可靠性高。
[0050]所述发热膜电阻设置于所述陶瓷基体上，可以设置于所述陶瓷基体的一侧表面或者侧壁上，根据陶瓷基体的形状设置。所述发热膜电阻阻值一致性好，发热恒定、温度系数小。所述发热膜电阻的厚度优选为15?25微米，更优选为20?24微米。所述发热膜电阻的功率优选为0.5W以上，既可以起到发热的作用，又具有足够的功率密度和发热量，使用可靠、安全环保。当使用热敏薄膜材料时，通过控制或选择热敏薄膜材料的温度阻值线性特征，还可以实现具有自控温效果的加热功能。
[0051]所述发热膜电阻优选为条状膜