红外面板辐射器及制造红外面板辐射器的方法技术

技术编号:20597382 阅读:5 留言:0更新日期:2019-03-16 12:56
已知有制造包括基板的红外面板辐射器的方法,该基板由电绝缘的材料制成,在基板的表面上施加由电阻材料制成的导体线路,该电阻材料能导电并且在电流流过时发热,该方法包括以下方法步骤:(a)提供基板,(b)将导体线路施加到基板的表面上。为了由此出发提供一种制造红外面板辐射器的简单且廉价的方法,该红外面板辐射器在单位面积辐射功率高的同时均匀地辐射,本发明专利技术提出:按照方法步骤(a),提供由包括无定形的基质组分及形式为半导体材料的附加组分的复合材料制成的基板,且导体线路提供为具有固定几何形状的成型件,按照方法步骤(b),导体线路被适当地施加至基板的表面,使得导体线路与基板彼此持久地连接。

Infrared Panel Radiator and the Method of Manufacturing Infrared Panel Radiator

A method for manufacturing an infrared panel radiator including a substrate is known. The substrate is made of an electrically insulated material, and a conductor circuit made of a resistive material is applied on the surface of the substrate. The resistive material can conduct electricity and heat when the current flows past. The method comprises the following steps: (a) providing a substrate; (b) applying a conductor circuit to the surface of the substrate. In order to provide a simple and inexpensive method for manufacturing an infrared panel radiator, which radiates uniformly at the same time with high radiation power per unit area, the invention provides a substrate made of a composite material comprising an amorphous matrix component and an additional component in the form of a semiconductor material in accordance with step (a) of the method, and a conductor circuit is provided as follows: In accordance with step (b) of the method, the conductor circuit is properly applied to the surface of the base plate to make the conductor circuit and the base plate connect to each other permanently.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外面板辐射器及制造红外面板辐射器的方法
本专利技术涉及一种用于制造红外面板辐射器的方法,该红外面板辐射器具有由电绝缘材料制成的基板,由电阻材料制成的导体线路被施加到基板的表面上,电阻材料是导电的且在电流流过时发热,该方法包含以下方法步骤:(a)提供基板,(b)将导体线路施加到基板的表面上。此外,本专利技术还涉及一种红外面板辐射器,其具有由电绝缘材料制成的基板,在基板的表面上施加有由电阻材料制成的导体线路,该电阻材料能导电且在电流流过时发热。
技术介绍
在本专利技术范畴中的红外面板辐射器呈现出平面延展的二维或三维辐射特性;其例如用于聚合塑料材料或硬化漆或干燥加热物品上的颜料,也可以在半导体工业或光电工业中对半导体晶片进行热处理。由于其特殊的,特别是平面的辐射特性,根据本专利技术的红外辐射器可以简单地与待加热的加热物品的表面的几何形状相适应,使得二维或三维构造的加热物品表面能被均匀地照射到。与其中通过由电阻材料制成的电阻元件形成红外面板辐射器原本的加热元件的红外面板辐射器不同,在根据本专利技术的红外面板辐射器中,电阻元件用于加热另一组件,该另一组件在此被称为“基板”。从该电阻元件至基板的热传输可基于热传递、对流和/或热辐射实现。
技术介绍
已知的红外面板辐射器常包括多个红外辐射器,这些红外辐射器具有由石英玻璃制成的柱形辐射管。在这种面板辐射器中,辐射管被布置为,使得其纵轴线在同一个平面中彼此平行地延伸,由此获得了平面的照射装置/照明装置/灯具装置,该照射装置的几何形状能与待被辐射的加热物品的几何形状相适应。通常,螺旋状的电阻丝位在辐射管的内部,该电阻丝不接触辐射管或基本上不接触该辐射管。从电阻丝至辐射管的热传输基本上通过热辐射进行。此外已知有红外面板辐射器,其中加热元件被直接施加到载体(基板)上。基板可具有各种各样的空间形状;基板例如可以设计为板状、瓷砖状、平坦的、管状或多面体状。这种辐射器的加热元件与载体直接接触,使得从导体线路至该载体的热传输主要通过热传递实现。由WO1999/025154A1已知这种类型的红外面板辐射器,其中电阻元件与由石英玻璃制成的基板直接接触。该电阻元件具有例如弯折形状,且通过箔印技术、丝网印刷技术或薄层印刷技术被施加到基板表面上,以及接着将该电阻元件烧入到基板表面中。在此,导体线路与石英玻璃基板直接平面地接触,使得从电阻元件至石英玻璃基板的热传输主要通过热传递及对流进行,这会对功率效率有正面影响。由石英玻璃制成的基板拥有良好的抗腐蚀性、耐高温性及耐温度变化性,且可获得高纯度的基板。因此,即便在对纯度及惰性有高要求的高温加热过程中,由石英玻璃制成的基板也适合作为红外辐射器的基板材料。然而,石英玻璃基本上呈现出相对较低的导热能力,且其甚至被用作隔热体。因此,若基板壁较薄,则存在热分布不均匀的风险,在极端情况下,作为电阻元件形状的反映在基板的对置侧上出现不均匀的热分布。这只能通过高布设密度的导体线路来克服,但这费用昂贵。若基板壁较厚,则功率效率及响应时间会受到损害(也就是说,由于快速的温度变化需要快速地加热和冷却基板,所以在这种情况下快速温度变化是不可能的)。施加到基板上的导体线路通常具有较小的横截面积,使得其制造昂贵且对机械应力的抵抗能力较低。因此可能会在制造期间将有故障的导体线路施加到基板。将包含故障的导体线路施加到基板上会导致大量的废品以及高的制造成本。对于通过印刷技术(例如通过丝网印刷或喷墨印刷)制造的导体线路尤其是这种情况,因为在印刷技术中,只有在完成印刷程序之后并因此在施加到基板之后,才能发现加热元件中可能的故障。此外,由于用于印刷之油墨通常含有高份额的贵金属(例如铂、金或银),导体线路的制造是成本昂贵的。通常将导体线路施加到塑料薄膜上。然而,被施加到塑料材料的导体线路对红外面板辐射器的制造是不利的,因为塑料薄膜通常仅具有有限的耐高温性,所以这种导体线路只能在较窄的温度范围内使用。特别是对于形成加热元件的电阻元件的导体线路,已证明使用导体线路薄膜是不利的。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是提供一种用于制造红外面板辐射器的简单且廉价的方法,该红外面板辐射器能在单位面积上实现高辐射功率的同时实现均匀的辐射发射。本专利技术的目的还在于提供一种红外面板辐射器,其具有单位面积的高辐射功率,且尤其是在薄基板壁的情况下能实现均匀的加热。就制造红外辐射器的方法而言,上述目的根据本专利技术通过前述类型的方法由此实现:按照方法步骤(a),提供由包括无定形的基质组分及形式为半导体材料的附加组分的复合材料制成的基板,作为具有固定几何形状的成型件提供导体线路,按照方法步骤(b),将导体线路施加到基板的表面上,使导体线路与基板持久地彼此连接。本专利技术的构思在于,如果一方面由可热激发的材料制造红外面板辐射器,另一方面将导体线路作为半成品提供,可特别简单且廉价地制造具有高辐射功率,例如大于150000W/m2的辐射功率,的红外面板辐射器。通过将导体线路提供为固定几何形状的预制成型件,使得能够较早地发现可能在制造导体线路期间出现的制造缺陷。与使用印刷技术制造的导体线路相比,特别是能够在将导体线路成型件与基板接合的方法步骤之前检查导体线路成型件的功能性(可靠性)。作为单独的组件,导体线路例如能轻易地被施加电压。由此可以剔除有缺陷的/有故障的导体线路,具体是在将有缺陷的导体线路连接到基板之前完成,使得废品的产生得以减少并由此可降低制造成本。与印刷的导体线路相比,作为半成品提供的预制导体线路的另一优点在于,能够放弃使用昂贵的材料,例如昂贵的印刷油墨,这些印刷油墨一方面包括高份额的贵金属,例如铂;另一方面在其作为油墨的适合性方面对印刷油墨也有高要求。可通过各种制造方法(例如冲裁、激光束切割或浇铸)来制造导体线路。优选在使用热分离方法的情况下或通过冲裁由片材制造成型件。热分离方法或冲裁过程的使用使得能大量制造导体线路,并因此有助于保持低的材料成本及制造成本。由于可使用各种制造方法,也可以将通过印刷技术几乎不能或很费力才能加工的材料加工成导体线路。由于导体线路由能导电的并且在电流流过时发热的电阻材料制成,导体线路可以充当加热元件。然而,仅在导体线路与基板连接之后才能获得高辐射功率的红外辐射器,该红外辐射器平面地均匀辐射。根据本专利技术,将导体线路作为成型件施加到基板的表面上并且将其持久地/稳固地连接至基板。在此,印制导线既可以机械地,也可以在热力学方面与基板接合,或者通过非导电层连接。在最简单的情况下,导体线路以不紧密连接的方式与基板接合。导体线路充当“局部的”加热元件,通过导体线路可局部加热基板的至少一个子区域。导体线路的尺寸确定为,使得其加热由复合材料制成的基板的一部分。在此,基板由导体线路加热的部分形成实际发出红外辐射的元件。由于与基板接触的导体线路与基板表面直接接触,因此获得了特别紧凑并因此能廉价制造的红外面板辐射器。从电阻元件至支架的热传输主要通过热传递实现;但也可以基于对流和/或热辐射进行。由于基板包括无定形的基质组分以及半导体材料形式的额外组分/添加组分,获得了一种能处于能量富集的激发状态的基板,在激发状态中特别是有利于发出高辐射功率的红外辐射。如此选择复合材料的组成,使得复合材料形成实际发出红外辐射的元件。在此,该复合材料包本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种用于制造红外面板辐射器的方法,该红外面板辐射器具有由电绝缘材料制成的基板,在基板的表面上施加有由电阻材料制成的导体线路,该电阻材料能导电并且在电流流过时发热,该方法包括以下方法步骤:(a)提供所述基板,(b)将导体线路施加到基板的表面上,其特征在于:按照方法步骤(a),提供由包括无定形的基质组分及形式为半导体材料的附加组分的复合材料制成的基板,作为成型件提供导体线路,按照方法步骤(b),将导体线路施加到基板的表面,使导体线路与基板彼此持久地连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.27 DE 102016113815.01.一种用于制造红外面板辐射器的方法,该红外面板辐射器具有由电绝缘材料制成的基板,在基板的表面上施加有由电阻材料制成的导体线路,该电阻材料能导电并且在电流流过时发热,该方法包括以下方法步骤:(a)提供所述基板,(b)将导体线路施加到基板的表面上,其特征在于:按照方法步骤(a),提供由包括无定形的基质组分及形式为半导体材料的附加组分的复合材料制成的基板,作为成型件提供导体线路,按照方法步骤(b),将导体线路施加到基板的表面,使导体线路与基板彼此持久地连接。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过接合方法,优选通过机械接合、粘结或焊接,来产生导体线路与基板的连接。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过一非导电层将导体线路与基板的表面连接。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其特征在于,在使用热分离方法的情况...

【专利技术属性】
技术研发人员:L·加布T·皮埃拉C·斯特恩基克尔J·韦伯
申请(专利权)人:贺利氏特种光源有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1