片式发热器的制作方法

本实用新型涉及发热器技术领域，具体提供一种片式发热器。

背景技术：

目前，市面上常见的发热器为桥丝发热器，其工作原理为：外接电源输出的电流通过金属脚线施加到发热器的电阻桥丝上，电流将桥丝加热，加热了的桥丝便能够向外界供热。

然而，上述桥丝发热器具有功耗高、精度低、热效率低、触发不灵敏、易受外力影响而损坏，等弊端。有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种片式发热器，具有结构新颖、合理，制作简便且成本低，功耗小、阻值精度高，热传媒接触面大、热效率高、触发灵敏，不易受外力影响而损坏等特点。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种片式发热器，包括载体层、发热层和铜箔焊接层，所述载体层具有多个依次叠加布置的载体基体，每一所述载体基体各由耐高温玻璃纤维布和定位设置于所述耐高温玻璃纤维布正面上的胶体层构成；所述发热层定位设置于所述载体层的正面上，所述铜箔焊接层定位设置于所述载体层的背面上，且所述发热层、所述载体层和所述铜箔焊接层还一起构成一贴箔基板；其特征在于：在所述贴箔基板上开设有多个分别贯穿其正背两面的通孔，并在每一所述通孔中各镀上第一金属导通层，还在所述贴箔基板的相对两侧立壁上分别镀上第二金属导通层，且所述发热层能够通过所述第一金属导通层及所述第二金属导通层来与所述铜箔焊接层相导通；

还在所述铜箔焊接层的背面上蚀刻出焊接层图形，以及在所述发热层的正面上蚀刻出发热层图形，且所述发热层图形的形状采用i形、s形、m形和ω形中的一种；

另外，在所述发热层图形的表面上还形成氧化保护层，以及在所述第一金属导通层及所述第二金属导通层的表面上还分别电镀上镀锡层。

作为本实用新型的进一步改进，定义多个所述载体基体呈上下叠加布置，位于上方的一所述载体基体中的耐高温玻璃纤维布布置在位于下方的另一所述载体基体中的胶体层上。

作为本实用新型的进一步改进，所述耐高温玻璃纤维布的厚度为80～130μm，所述胶体层的厚度为20～160μm，且所述载体层的整体厚度为250～500μm。

作为本实用新型的进一步改进，所述发热层的厚度为3～6μm；所述铜箔焊接层的厚度为20～50μm。

作为本实用新型的进一步改进，在所述贴箔基板上并分别靠近其相对两侧立壁的位置处对称开设有多个所述通孔；

多个所述第一金属导通层均为铜层，且多个所述第一金属导通层的正侧均分别延伸至所述发热层正面上，多个所述第一金属导通层的背侧均分别延伸至所述铜箔焊接层背面上；

两个所述第二金属导通层亦均为铜层，且每一所述第二金属导通层的正背两侧分别对应与位于同侧的多个所述第一金属导通层的正背两侧相衔接。

作为本实用新型的进一步改进，多个所述第一金属导通层的截面均为工字形。

作为本实用新型的进一步改进，所述氧化保护层的厚度为1～500nm；所述镀锡层的厚度为1～10μm。

作为本实用新型的进一步改进，在所述载体层中还设置有一由铜材质制成的储热层。

本实用新型的有益效果是：该片式发热器具有以下特点：①产品结构新颖、合理，制作简便且成本低，焊接性能好，不易受外力影响而损坏，使用寿命长；②产品功耗小(所配套的外接电源功率也小)，阻值精度高；③籍由所述发热层、第一金属导通层、第二金属导通层和铜箔焊接层组合，特别是通过对所述发热层图形的形状进行优化设计，使得发热器产品的热传媒接触面更大、热效率更高、触发更加灵敏。④产品的耐高温性能好，能够满足360℃耐温需求，可适用于航空航天等高精端领域。

附图说明

图1为本实用新型所述片式发热器第一实施例的剖面结构示意图；

图2为本实用新型所述片式发热器第二实施例的剖面结构示意图；

图3为本实用新型所述发热层经化学蚀刻处理后、且蚀刻出的发热层图形形状为m形时的剖面结构示意图；

图4为本实用新型所述发热层经化学蚀刻处理后、且蚀刻出的发热层图形形状为ω形时的剖面结构示意图；

图5为本实用新型所述发热层经化学蚀刻处理后、且蚀刻出的发热层图形形状为i形时的剖面结构示意图；

图6为本实用新型所述发热层经化学蚀刻处理后、且蚀刻出的发热层图形形状为s形时的剖面结构示意图；

图7为本实用新型所述铜箔焊接层经化学蚀刻处理后的剖面结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——载体层10——耐高温玻璃纤维布

11——胶体层2——发热层

3——铜箔焊接层41——第一金属导通层

42——第二金属导通层5——氧化保护层

6——镀锡层7——储热层

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。于本说明书中所述的“第一”、“第二”等仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1：

请参阅附图1所示，其为本实用新型所述片式发热器第一实施例的剖面结构示意图。

所述片式发热器包括载体层1、发热层2和铜箔焊接层3，所述载体层1具有多个依次叠加布置的载体基体，每一所述载体基体各由耐高温玻璃纤维布10和定位设置于所述耐高温玻璃纤维布10正面上的胶体层11构成；所述发热层2定位设置于所述载体层1的正面上，所述铜箔焊接层3定位设置于所述载体层1的背面上，且所述发热层2、所述载体层1和所述铜箔焊接层3还一起构成一贴箔基板；特别的，在所述贴箔基板上开设有多个分别贯穿其正背两面的通孔，并在每一所述通孔中各镀上第一金属导通层41，还在所述贴箔基板的相对两侧立壁上分别镀上第二金属导通层42，且所述发热层2能够通过所述第一金属导通层41及所述第二金属导通层42来与所述铜箔焊接层3相导通；

还在所述铜箔焊接层3的背面上蚀刻出焊接层图形(具体可参阅附图7所示)，以及在所述发热层2的正面上蚀刻出发热层图形，且所述发热层图形的形状采用i形、s形、m形和ω形中的一种(具体可参阅附图3至附图6所示)；

另外，在所述发热层图形的表面上还形成氧化保护层5，以及在所述第一金属导通层41及所述第二金属导通层42的表面上还分别电镀上镀锡层6。

在本实施例中，优选的，定义多个所述载体基体呈上下叠加布置，位于上方的一所述载体基体中的耐高温玻璃纤维布10布置在位于下方的另一所述载体基体中的胶体层11上。

在本实施例中，优选的，所述耐高温玻璃纤维布10的厚度为80～130μm，所述胶体层11的厚度为20～160μm，且所述载体层1的整体厚度为250～500μm；

所述发热层2的厚度为3～6μm；所述铜箔焊接层3的厚度为20～50μm；所述氧化保护层5的厚度为1～500nm；所述镀锡层6的厚度为1～10μm。

在本实施例中，优选的，在所述贴箔基板上并分别靠近其相对两侧立壁的位置处对称开设有多个所述通孔，所述通孔的数量根据产品功率大小来进行调整，附图3至附图7中示出了四个通孔作为说明；

多个所述第一金属导通层41均为铜层，且多个所述第一金属导通层41的正侧均分别延伸至所述发热层2正面上，多个所述第一金属导通层41的背侧均分别延伸至所述铜箔焊接层3背面上；

两个所述第二金属导通层42亦均为铜层，且每一所述第二金属导通层42的正背两侧分别对应与位于同侧的多个所述第一金属导通层41的正背两侧相衔接。

进一步优选的，多个所述第一金属导通层41的截面均为工字形。

实施例2：

请参阅附图2所示，其为本实用新型所述片式发热器第二实施例的剖面结构示意图。

第二实施例所示的片式发热器结构与第一实施例所示的片式发热器结构是基本相同的，唯一差异处在于：在第二实施例所示的片式发热器结构中，为了满足片式发热器的功率大小需求，还在所述载体层1中设置有一由铜材质制成的储热层7。

进一步优选的，所述储热层7置于所述胶体层11与所述耐高温玻璃纤维布10之间。

另外，本实用新型还提供了所述片式发热器的制作工艺，按如下步骤进行：

a、按设计要求裁剪出一块长为650mm、宽为550mm、厚度为80～130μm的耐高温玻璃纤维布10，所述耐高温玻璃纤维布10具有正面和背面，在所述耐高温玻璃纤维布10的正面上刮涂一层由聚酰亚胺改性环氧树脂和陶瓷粉体混合制成的胶体复合材料(可大大提升产品的耐高温性能)，然后将所述耐高温玻璃纤维布10连同其上的胶体复合材料一起置于红外烘箱中，并在温度为120℃、且真空度＜-60kp的环境条件下干燥4h，随后再将干燥后的所述耐高温玻璃纤维布10及胶体复合材料一起置于恒温烘箱中，并在温度为40℃的恒温条件下老化处理96h，使得胶体复合材料形成为固含量大于99％、厚度为20～160μm的胶体层11；届时将连接在一起的所述耐高温玻璃纤维布10和所述胶体层11统称为载体基体；

b、将多个所述载体基体依次叠加放置，并压制处理后得到载体层1，经压制处理后，位于下方的所述载体基体的胶体层11会渗入到位于上方的所述载体基体的耐高温玻璃纤维布10缝隙中，使得多个所述载体基体融为一体；

在所述载体层1的正面上叠加放置一发热层2，以及在所述载体层1的背面上叠加放置一铜箔焊接层3，叠放好后再进行压制温度为300～350℃(优选320℃)、压制力为30～50kg/cm²(优选40kg/cm²)、且压制时间为5～10h的高温压制处理，得到贴箔基板；

c、先按设计要求对所述贴箔基板进行通孔处理(即钻孔处理)，以形成多个分别贯穿所述贴箔基板正背两面的通孔，再按设计要求对所述贴箔基板的相对两侧立壁进行切割处理，以形成两个待镀侧；当然，在实际生产过程中，上述通孔处理和切割处理的加工顺序可按照加工需求进行调换；

然后分别对多个所述通孔、以及两个所述待镀侧进行金属化处理，即在多个所述通孔中各分别镀上第一金属导通层41，在两个所述待镀侧上各分别镀上第二金属导通层42(第一金属导通层41和第二金属导通层42均为铜层)，以实现所述发热层2与所述铜箔焊接层3相导通；

d、通过化学蚀刻法在所述发热层2的正面上蚀刻出图形精度为±50μm的发热层图形，以及通过化学蚀刻法在所述铜箔焊接层3的背面上蚀刻出图形精度亦为±50μm的焊接层图形，得到发热器半成品；

e、按设计要求将所述发热器半成品切割成若干个片粒，片粒的尺寸要求为：长度1.8～2.4mm、宽度1～1.4mm(优选尺寸为：长2mm、宽1.2mm、厚0.3～0.6mm)；然后在每一所述片粒上的所述第一金属导通层41及所述第二金属导通层42上各分别电镀上镀锡层6；另外，伴随着上述切割、镀锡处理，所述发热层图形的表面上还经过自然氧化形成了一层氧化保护层5；至此得到该片式发热器成品。

综上所述，相较于现有技术，本实用新型所述的片式发热器具有以下特点：①产品结构新颖、合理，制作简便且成本低，焊接性能好，不易受外力影响而损坏，使用寿命长；②产品功耗小(所配套的外接电源功率也小)，阻值精度高；③籍由所述发热层、第一金属导通层、第二金属导通层和铜箔焊接层组合，特别是通过对所述发热层图形的形状进行优化设计，使得发热器产品的热传媒接触面更大、热效率更高、触发更加灵敏。④产品的耐高温性能好，能够满足360℃耐温需求，可适用于航空航天等高精端领域。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，但并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为在本实用新型的保护范围内。