专利名称：陶瓷电热单元之电极构造及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷电热单元之电极构造及其构成方法，尤指应用于正温度系数陶瓷发热电阻片构成电性连结之电极构造及其形成方法。
背景技术：
有关以正温度系数陶瓷电阻片作为发热源之热作单体，由于该陶磁片具有恒温效应，及热作时为无明火工作状态，贴切安全诉求而大量广泛被应用为发热之热作单元。
有关一般之设计，请参阅图1所示，昔用之电热单元10主要是由正温度系数陶瓷电阻片1，其外表形成有电性导通面100，导通面100以涂布方式互对面各别形成有导电涂层11、12，相对两导电涂层11、12而由导电金属片2贴着触通，导电金属片2由导电端子21、22获得电力，外围由导热匣体3所固定，导电金属片2与导热匣体3的内表则由绝缘薄膜4间隔绝缘(请配合图2所示)，绝缘薄膜4是包合导电金属片2的外表，并间隔匣体3的内表面以避免漏电，匣体3是由侧面之变形侧33、34由外力产生变形，使上下压合平板31、32形成机械压着力量以压合导电金属片2，保持与陶磁电阻片1相对导通面100形成电性触通状态。
昔用设计在稳定的电流工作下，则电力通过导电金属片2供给陶瓷电阻片1工作需求，若电流不稳定的情况之下，则导电金属片2所产生的电流会对抗过绝缘薄膜4的能障点而将之击穿，使薄膜4破损而失去绝缘作用，且在击穿的过程由于产生跳电高热而熔解金属组织，以造成导电金属片2和导热匣体3之间产生短路接着。
再者，由于陶瓷电阻片1与导电金属片2和导热匣体3之间，各别因材质的热变形量(系数)为不等，于是因热效应产生不同的膨涨位移量，则在组合机械力之间会形成互对差动的拉扯动作，尤其导电金属片2与导热匣体3之间若两者之热变形量为明显不等，得是互对位移量相对不等而产生位移落差，该落差值则形成对开现象，而扯裂被夹接之绝缘薄膜4，绝缘薄膜4受到扯裂之后，相对会失去绝缘作用。
发明内容本发明之主要目的在于提供一种陶瓷电热单元之电极构造及其构成方法，尤为用于以正温度系数陶瓷电阻片为发热源，其电极连结之构造，它包含有一正温度系数陶瓷电阻片，互对两面涂布有导电涂层；两片具有绝缘导热性能之间接板，面对结合在前述各别之导电涂层，其中间接板结合面设有介电层触通前述导电涂层，介电层一端连接导电端子。
一种陶瓷电热单元之电极构造，尤指应用于以正温度系数陶瓷电阻片为发热源，其电极连结之构造，它包含有至少一裸状电阻片，相对电性导通二面，各别结合有绝缘导热，且热变形量与前述电阻片热作时之热变形量略等的间接板，结合间隙介入有导电层，导电层由间接板一端延伸结合端子。
一种陶瓷电热单元之电极构造形成方法，尤指应用于正温度系数陶瓷电阻片连结电极之构成方法，主要由一绝缘导热间接板，将结合面实施有介电层，介电层一端结合导电端子，间接板以面对方式夹接一互对二面施布有导电涂图之电阻片，并使间接板之介电层与电阻片之导电涂层为导电关系。
本发明第二目的为介电层是事先完备在间接板，导电涂层是事先完备在电阻片互对表面，且介电层与导电涂层二者为可自体结合，经结合后使间接板与电阻片连接为一单体性电热单元。
本发明第三目的为在裸状的电阻片与裸状夹接板二者互对表面，介入有导电夹层，并连接二者结合为一单体性电热单元。
本发明第四目的为在电热单元的外围可设有导热包封体间接往外形成指向性散热路径。
本发明提供了一种安全的电极形式，其在陶磁片的导通面结合具导热绝缘之间接板形成一电热单元，其中间接板结合面实施介电层，利用间接板之确实绝缘性能，及热变形量与陶磁片之热变形量略等，而提供在热作过程当中与电阻片同步变形，使电性接触面保持良好的电性触通以及有效对外绝缘。
图1为昔用电热单元构成立体图。
图2为图1之剖视图。
图3为本发明基础组件组合立体示意图。
图4为图3组合中介入介电薄片关系图。
图5为以矿质材料形成间接板之操作流程示意图。
图6为图5进一步混合导热元素之操作流程图。
图7为矿质板体结合介电层之作业流程图。
图8为图3之结合外观图。
图9为本发明电热单元外围设有包封体之立体示意图。
图10为本发明电热单元前后封端示意图。
图11为本发明电热单元进一步实施侧向绝缘示意图。
图12为本发明间接板形成”ㄇ”状之剖视图。
图13为本发明包封体设有延伸部之示意图。
图14为本发明间接板直接加设散热鳍板侧视图。
图15为本发明发热单体外围组合散热鳍板之示意图。
图16为本发明间接板与包封体之间降低摩擦之实施示意图。
图17为图16之剖视图。
图18为本发明在包封体实施凸起减少摩擦之剖视图。
主要元件符号说明陶瓷电阻片...1电热单元...10 导通面...100导电涂层...11、12 导电金属片...2导电端子...21、22
导热匣体....3 压合平板...31、32、61、62变形侧...33、34、63、64 绝缘薄膜...4间接板...5 绝缘片体...50 矿质板体...500矿质材料…501 混合导热元素...502定型操作...503烧结作业...504 布设操作...505介电层...51结合面...510 矿质结合基材...511导电材料...512介电材料...513 凸起...52、68 包封体....6导热筒体...60 延伸部...631、641 封端件...65、66端子让孔...651、652 密封胶体...67散热鳍板...7 介电薄片...8具体实施方式有关本发明之详细说明，首先请参阅图3所示，图3为本发明第一实施基础元件组合立体示意图，其主要是在正温度系数陶瓷电阻片1的导通面100，各别设有导电涂层11、12，相对导电涂层11、12的面对方向互对贴合有两间接板5，该间接板5是以绝缘导热材质为之，在间接板5相对结合面510设有介电层51，介电层51往间接板5一端延伸连结导电端子21、22，经对面压接组合后，使前述介电层51与导电涂层11、12面对接触，且界定前述组合体为一电热单元10，导电端子21、22导通电力流过电阻片1，使之发生电热转换产生热能，热能基本由电阻片1发生往周围放射，相关间接板5的朝向，则经由间接板5本体间接传递，再从间接板5的朝外表面发射热辐射波，相同方式，在间接板5的朝外表面，可组合散热鳍板形成放热路径之指向，前述组合可藉由任何外力组立。
其中介电层51系在间接板5的结合面510实施，介电层51实施方式可采以涂布烧结定型，或涂抹等方式为之，其中若以金属粉体实施为介电层，则利用金属粉体掺合支持材料附着于结合面510，经烧结方式定型成介电层51，其中若以金属粉体结合胶剂如同导电胶的方式，则涂抹在结合面510，固化后形成导电介电层51，介电层51一端延伸连结导电端子21、22。
介电层51基础要求为具有导电性能，以及间接板5若为矿质材料为之，则必须经过烧结成型，在烧结事先则在其结合面510事先分布有介电层51，该介电层51可采与陶瓷矿质相同材料，或易于结合之玻璃体或对等材料，在前述材料的内容混合有导电元素，烧结后该导电材料会依据该材料而形成介电层，并且由于该玻璃体与矿质材料具良好结合力，因此使介电层不易脱离。
上述之间接板及混合导电金属粉体之介电材料，为依据结合、热熔混合及强度考量，而可采用氧化镁，或玻璃体等矿质材料。
再该间接板5之板体500若以矿质陶瓷材料烧结所形成，为了增加其导热的能力，则可在形成之矿质材料里部参合有导热金属粉粒，使之产生良好导热效率，该金属粒为具有导电性能者，则前述所参入之金属粉粒为以低密度有效错开绝缘的方式为之。
上述导热元素可采不具导电性之导热粒状化合导热元素，参合在间接板5矿质材料里部。
该间接板5以矿质材料形成，另可采薄化板体500的厚度方式，而提供热辐射波可得较近间接距离往外带换，进一步可在材料里部参合具弹性延展之剂料作为弹性加强。
前述间接板5之板体基材为绝缘导热之基本条件，基材可采用任何热热变形量与所对应之电阻片热变形量略等的材料为之，在与陶瓷电阻片热变形量略等的基材有矿质之陶瓷材料或玻璃硅质材料所制成的片状间接板5等。
前述之矿质材料可在内容参合导热元素增加导热能力。
前述间接板5的结合面510实施有介电层51，该介电层51的材料同可采矿质材料，参合能满足导电的材料为之，较佳效率为金属粉体之锡、银，经烧结而熔合在间接板5的电性结合面510。
若实施在裸状的电阻片1，则先完备对应之裸状间接板5，在结合前际分布上可成为导电涂层11及介电层12使之成为导电层之金属粉体基材，并使之合理分布在电阻片1与间接板5的结合间隙，之后以任何热作方式，如热熔或烧结操作，使金属粉体同体熔接电阻片1，与间接板5的相对面，金属粉体熔合后，在间接板5的一端延伸连结导电端子21、22，整体形成单体状电热单元。
上述裸状结合方式，除了以金属粉体经热作达成外，依条件需求，更可利用耐热导电胶介入间隙方式经固化形成导电层，且相同结合电阻片1与间接板5形成一单体电热单元。
请再参阅图4所示，在电阻片1所设导电涂层11、12，相关间接板5的结合面510所设介电层51的结合接口，进一步可介入有较高伸展率，且具导电性能之介电薄片8，使薄片8阴阳二面各别导接间接板5所设介电层51及电阻片1之导电涂层11、12，及薄片8一端连结端子21、22，利用介电薄片8具有较高延展率或抗拉强度，可应对间接板5若腰身断开，且断开线系在二电阻片1相对间隙G时，利用介电薄片8的桥接，相同可保持电流导通。
上述为使用在二个以上电阻片1，排列互对有间隙G者，若仅使用单一电阻片1，则因电阻片本体表面形成有导电的涂层11、12可达成介电，于是无需该薄片8的使用。
又间接板5为矿质形成，且其身部如断裂后，仅形成细小裂缝，加上其厚度的存在，相同可对外有效绝缘及传递温度。
请再参阅图5所示，图5为以矿质材料形成间接板之操作流程示意图，若本发明之间接板以矿质为基本材料，则首先取材矿质材料501经定型操作503之后，进入烧结作业504，即完成矿质之间接板板体500素材。
请参阅图6所示，图6为图5进一步混合导热元素之操作流程图，在矿质材料501混合于定型操作503之前，以任何方式混合有导热元素502，经定型操作503事后进入烧结作业504而完成祈许导热率之素材板体500。
上述之导热元素502若以导电性质，则以低密度的方式交开分布，使之无法过电。
请参阅图7所示，图7为矿质板体结合矿质介电层之作业流程图，主要是由矿质介电材料513提供布设在板体之操作，基本上事先准备介电材料513，介电材料513系由矿质基材511混合导电材料512之后形成作为备料，将间接板基础矿质材料501经定型操作503之后，形成矿质板体500，或在定型之前混合导热元素502之后，经定型操作503完成定样，在其一面经由布设操作505，涂布或分布或涂抹前述整备之介电材料513，事后同步进入烧结作业504而得到单侧导电间接板5。
上述之工序依物理条件需求而可合理调变，其中介电材料513之布设操作505，可安排在图5后置所完成的矿质板体500表面，如取已完成之板体500，在其表面分布介电材料513，经约150℃温度烧化，则可将所分布的介电材料513烧结定义为介电层51，或再加以烧结使与板体500产生热熔交结。
素材板体500(请参阅图3所示)经完成介电层51，而成为一实体之间接板5，其中介电层51与电阻片1之结合关系可如图9所述由外力压持接触，或由前述以胶剂胶合时产生黏合力，本发明更可利用热熔操作，使之烧结为同体如下所述本发明另一实施介电接触方式为将前述完成有介电层51之二间接板5，以互对方式对合在具有导电涂层11、12之电阻片1并将之以任何暂定方式组合之后，整体进入约600～800℃的高温热作烧结，使存在的介电层51本质料心而与导电涂层11、12的本质料心熔合，温降后即固化定型，以熔合方式，使介电层51与导电涂层11、12形成同体之单体性电热单元10，经热熔之熔体则各别结合电阻片1及间接板5的相对表面。
以及进一步可单次完成介电方式，将未定型之介电材料，以事先涂布在素材之板体500以及未形成导电涂层之裸状电阻片相对接触表面后，同以任何瞬时定状方式，使整体进入高温同步烧结，让涂布之介电材料形成热熔，而同步熔接在电阻片1以及间接素材板体的相对表面，形成介入间隙的间入方式完备介电层51，使之达成快速及有效触通电性。
前述实施为该介电材料是接受高温热熔之材料，若该介电材料为化合之胶体，是同样可采取前述方式，唯其结合热熔需要温度为较低。
单纯以胶剂形成介电层51，其实有诸多以常温固化之胶体可采用，经常温固化，同可得结合导电效果。
上述之结合方式相同可实施在图4之架构适用程序，且其薄片8的质地相同可接受热熔接效果。
若薄片8厚度微薄，且可接受完全热熔，则形成介电之辅助形成填充材，结合后其厚度明显大于导电涂层11、12或介电层51之加总厚度，更要求具延展率。
请再参阅图8所示，图8为图3之结合外观图，其中电阻片1所设导电涂层11、12，经由间接板5的相对组合，在间接板5的一端，所形成导电端子21、22，由外部获得电力导流过电阻片1，使之产生电热效应而发热，所发出之热能则往外辐射，其中大面积由间接板5往外交换，间接板5是有绝缘性能但具有导热能力，而将所发生之热会往外带开。
请再参阅图9所示，图9为本发明电热单元10外围设有包封体之立体示意图，电热单元10所发生之热波间隔包封体6之后往外释放，其中包封体6为具导热之材质，上下形成压合平板61、62，侧向形成变形侧63、64，藉由该变形侧63、64经外力变形后所产生机械应力，提供压合平板61、62形成机械压合力，而以干式方式压合间接板5与电阻片1，形成组合结合力，相对由包封体6对间接板5作外围之机械性保护，其中该间接板5之材质为由绝缘性能之材料为之，如氧化铝板或以矿质陶瓷材料经烧结所完成，质地较为易脆，因此由包封体6包覆，可得适当的保护性。
请再参阅图10所示，经由包封体6完成之电热单元10，在其端口位置可采由胶体67密封，形成防水作用，或进一步由封端件65、66作为包封体6的前后端密封，其中相关导电端子21、22一侧之封端件65，则设有端子让孔651、652提供导电端子穿通，经由封端件65、66结合后除了达成封端作用之外，更可形成对外组装之连结依据。
请再参阅图11所示，该电阻片经由间接板5所导通电性连结，在间接板外围经由包封件6所包封，在相对包封体6的变形侧63、64一侧所形成之空间则可藉由绝缘片体50的键入，于是可对间接板5与电阻片1的侧向形成堵封，避免额外因素所形成之漏电做成有效绝缘堵封。
请参阅图12所示，图12为本发明间接板形成”ㄇ”状之剖视图，其中该两间接板为各别形成ㄇ型状互对夹包陶瓷电阻片1，得是可达成侧向包封，避免间接板5与电阻片1电性接合面因额外因素所产生之跳电外放，作有效阻隔，该ㄇ型间接板5包封尺度为包封体6所设变形侧63、64内部高度距离所容许空间。
请再参阅图13所示，图13为本发明包封体设有延伸部之示意图，主要在电热单元10的外围设有包封体6，包封体6由变形侧63、64往外形成有延伸部631、641，藉由该延伸部631、641可形成散热辅助，或在其外围可套置有其它导热筒体60，利用该导热筒体60的内圆提供延伸部631、641所穿置，而可形成有效路径将电热单元10之热往导热筒体60传播。
请再参阅图14所示，依据本发明所利用之间接板5为内侧面导电，将电力以形成直向提供给内夹之电阻片1，外围形成不带电，得是在间接板5朝外表面可连结散热鳍板7，该散热鳍板同样不带电。
请再参阅图15所示，图15为本发明发热单体10外围组合散热鳍板7之示意图，其中发热单体10为由间接板5夹接电阻片1导通电力之后，使电阻片1产生热温，该热温反向经由间接板5而往外传热，间接板5往外传热可间接组合之散热鳍板7往外释放热源。
间接板5的外围首先经由包封体6的包封，其中该散热鳍板7与包封体6的结合方式为可采外接方式形成，或直接由包封体6相对侧延伸一体成形。
请再参阅图16所示，图16为本发明间接板与包封体之间降低摩擦之实施示意图，其中间接板5夹合电阻片1相对包封体6的表面则设有凸起52，该凸起52为可采肋条状之凸起或凸粒状之凸起，藉由该凸起的点或线降低与包封体6的内圆表面接触，前述条件为需求工作温度不计较电阻片1完全发挥的情况，或是可加大电阻片1的功率，使包封体6外围获得同等之热量。
请再参阅图17所示，图17为图16之剖视图，其中间接板5朝外表面结合在包封体6的上下压合平板61、62，形成凸起52的点接触，则会减少热传路径，但可加大电阻片1的功率之后，使产生之热辐射波完全充斥在包封体6的内部，藉由冷热交换效应而同样可将陶瓷电阻片1的热温往外全面带放，其条件为包封体6内部为密闭状态。
请再参阅图18所示，图18为本发明在包封体实施凸起减少摩擦之剖视图，其主要是在包封体6上下压合平板61、62，相对间接板5的表面设有凸起68，藉由该凸起68形成点状接触，压接间接板以减少间接板与上下压合平板61、62的摩擦，其条件相同该包封体6为密闭包合的状态之下较易于实施。
本发明主要是在具有导电涂层的电阻片，相对结合有具导热及热变形量与陶瓷电阻片同位工作时之热变形量略等之间接板，于间接板的结合面设有介电层，并与前述导电涂层贴触维持电性导通，利用间接板物理应变特性及质地绝缘导热，形成一有效热传及真实绝缘的革新电热单元应用，以及该介电层形成方式有在间接板表面形成经定型为同一单体，藉由干式压接组合使之贴触电组片导通电力，或以介入方式间入于间接板素材板体与裸状电阻片的相对面间隙而结合等诸多方式，凡为等效的元件应用或类等精神之设计，皆为本发明所及之权利范围。
权利要求
1.一种陶瓷电热单元之电极构造，其特征在于它包含有一正温度系数陶瓷电阻片，互对两面涂布有导电涂层；两片具有绝缘导热性能之间接板，面对结合在前述各别之导电涂层，其中间接板结合面设有介电层触通前述导电涂层，介电层一端连接导电端子。
2.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板为任何可定型，且热变形量与电阻片热变形量略等的矿质材料形成。
3.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板为氧化铝材质。
4.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板进一步为玻璃材料。
5.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为介电层与导电涂层为经热熔或烧结后结合为一体。
6.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板结合电阻片后，外表由一包封体套封。
7.根据权利要求第1或2或3或4项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板里部分散有间隔之导热粒状元素。
8.根据权利要求第7项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该导热粒状元素以金属粉粒采低密度绝缘条件分布。
9.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板为平状者，在组合电阻片的侧边相对包封体变形侧空间间隔有绝缘片。
10.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该间接板为ㄇ型互对。
11.根据权利要求第1项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该介电层边缘与间接板边缘形成有一留白宽度。
12.一种陶瓷电热单元之电极构造形成方法，尤指应用于正温度系数陶瓷电阻片连结电极之构成方法，其特征在于它主要由一绝缘导热间接板，将结合面实施有介电层，介电层一端结合导电端子，间接板以面对方式夹接一互对二面施布有导电涂层之电阻片，并使间接板之介电层与电阻片之导电涂层为导电关系。
13.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该间接板与电阻片为采任何组合外力施压夹接。
14.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为间接板之介电层与电阻片导电涂层之接触关系为采任何胶合方式辅助达成。
15.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为二间接板夹接电阻片后，介电层与导电涂层为面对贴合，整体经由高温热熔，使介电层与导电涂层二者结合为一体。
16.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该间接板为任何可定型且热变形量与电阻片热变形量略等的矿质材料形成。
17.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该间接板结合电阻片后，外表由一包封体套封。
18.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该间接板里部分散有间隔之导热粒状元素。
19.根据权利要求第18项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该导热粒状元素以金属粉粒采低密度绝缘条件分布。
20.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该间接板为平状者，在组合电阻片的侧边相对包封体变形侧空间间隔有绝缘片。
21.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该间隔板为ㄇ型互对。
22.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该介电层为任何涂布后可定型之导电材料。
23.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该介电层为金属粉体经结合剂混合涂布形成。
24.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该介电层为金属粉体布置于间接板一面经烧结定型。
25.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该介电层边缘与间接板边缘形成有一留白宽度。
26.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该介电层为玻璃体混合导电材料所形成。
27.根据权利要求第12项所述之陶瓷电热单元之电极构造形成方法，其特征为该介电层为烧结温度与间接板材料烧结温度略等的矿质材料混合导电材料所形成。
28.一种陶瓷电热单元之电极构造，其特征在于它包含有至少一裸状电阻片，相对电性导通二面，各别结合有绝缘导热，且热变形量与前述电阻片热变形量略等的间接板，结合间隙介入有导电层，导电层由间接板一端延伸结合端子。
29.根据权利要求第28项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该导电层为金属粉体为基材，经电阻片与间接板夹合后同体热熔或烧结，使之连结电阻片与间接板成为一单体状电热单元。
30.根据权利要求第29项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为该导电层为耐热导电胶，介入电阻片与间接板之结合间隙后固化定形为导电层。
31.根据权利要求第1或第28项所述之陶瓷电热单元之电极构造，其特征为在电阻片互对间接板之间，介入有介电薄片，该薄片一端连结导电端子。
全文摘要
本发明涉及一种陶瓷电热单元之电极构造及其形成方法，尤指应用于正温度系数陶瓷电阻片为发热源之电阻片连结电极结构及构成方法，主要是应对于陶瓷电阻片电性导通面，各别结合有一热变形量和陶瓷电阻片热变形量略等的绝缘导热间接板，该间接板设有介电层，介电层一端延伸连结导电端子导通电力，电力经介电层导流过电阻片使之发生电热工作，利用间接板本体为绝缘及热变形量与陶磁电阻片热变形量略等，得使介电层与导电涂层于热变过程中能同位接触，提供扎实电性导通及确实对外绝缘。
文档编号H05B3/06GK1946252SQ20061012285
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月19日 优先权日2006年10月19日
发明者巫嘉雄 申请人:巫嘉雄