红外面板辐射器制造技术

红外面板辐射器包括具有加热表面和导体轨道的载体，该导体轨道施加成覆盖该载体的表面并且由导电电阻材料制成，该导电电阻材料在电流流过时产生热量，该导体轨道包括用于产生第一表面输出的第一导体轨道区段和用于产生与第一表面输出不同的第二表面输出的第二导体轨道区段。本发明专利技术的目的是提供一种具有高照射水平的红外面板辐射器，它设计成以最高可能的均匀照射强度发射辐射。为此，所述载体包含复合材料，该复合材料包括非晶基质组分和半导体材料形式的附加组分，第一导体轨道区段和第二导体轨道区段串联连接，并且它们的覆盖密度和/或它们的导体横截面积彼此不同。

Infrared panel radiator

The infrared panel radiator includes a carrier having a heating surface and a conductor track, which is applied to cover the surface of the carrier and is made of a conductive resistor material, which generates heat when the current flows through. The conductor track includes a first conductor track section for generating the output of the first surface and a second surface transport for generating a different output from that of the first surface. Out of the second conductor track section. The object of the present invention is to provide an infrared panel radiator with high exposure level, which is designed to emit radiation at the highest possible uniform exposure intensity. To this end, the carrier comprises a composite material comprising an amorphous matrix component and an additional component in the form of a semiconductor material, a first conductor track segment and a second conductor track segment connected in series, and their coverage density and/or their conductor cross-sectional area are different from each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外面板辐射器
本专利技术涉及一种红外面板辐射器，它包括具有加热表面和导体线路(印刷导体，导体电路)的载体，该导体线路由导电的电阻材料制成，该电阻材料在电流流过时产生热量并被施加到载体的导体线路布设(占有，占用)表面，其中导体线路包括用于产生第一单位面积功率的第一导体线路区段和用于产生与第一单位面积功率不同的第二单位面积功率的第二导体线路区段。本专利技术范围内的红外面板辐射器显示出具有面板状二维或三维发射特性的加热表面。它们的面板状发射特性使它们易于适应待加热的加热物品表面的几何形状，使得三维加热物品的两个或表面的均匀照射变得可行。根据本专利技术的红外面板辐射器尤其用于加热工艺，例如印刷行业或塑料加工、半导体或光伏行业中的半导体晶片的热处理。根据本专利技术的红外面板辐射器例如用于塑料材料的聚合、漆的固化或涂料的干燥。此外，它们可以用于多种干燥工艺，例如用于薄膜或纱线的生产，用于模型、样品、原型、工具或成品的制作(增材制造)。另一个重要的应用领域是柔性印刷电子器件的生产，特别是在卷到卷程序(R2R程序)中，其中干燥和烧结过程直接先后进行。
技术介绍
通常使用红外面板辐射器来对加热物品进行热处理。已知的红外面板辐射器可以在设计上不同。例如，已知这样的红外面板辐射器，其中具有柱形发射器管的多个红外发射器适当地布置在发射器模块中，使得发射器管的纵向轴线在平面中彼此平行地延伸。此外，已知上述类型的红外面板辐射器，其中电阻加热元件直接施加至面板状载体的表面。上述两种设计的不同之处在于它们的传热模式。然而，在前一种情况下，从布置在发射管中的加热元件到发射管的热传递主要通过热辐射进行，后一种情况下的加热元件与面板状载体直接接触，使得从加热元件到载体的热传递主要通过热传导和对流进行。具有应用于载体的加热元件的红外面板辐射器显示出良好的功效。如果将电压施加到这些红外面板辐射器的电阻器加热元件，则红外面板辐射器在其全部长度上通过基本上恒定的电功率操作。然而，显而易见的是，具有恒定电功率的加热元件的操作可能与温差相关联，特别是与载体的加热表面上的不均匀温度分布相关联。特别是在载体的周边，通常测得比例如载体的中间区域中低的温度。一个潜在的原因是，与中间区域相比，由于对流引起的较高能量损失可能发生在载体的周边。这与特别是在载体的周边的较低温度相关联，并且相对于整个载体而言与不均匀的温度分布相关联。因此，已知载体的周边和中间区域需要被以两种不同程度加热，以便取得尽可能均匀的载体温度，并且与其一起取得尽可能均匀的实际加热表面的辐射发射。具有面板状载体的红外面板散热器是已知的，其中导体线路包括多个并联连接的导体线路区段。使它们并联连接有助于导体线路包括尽可能低的总电阻，使得它可以在高工作电流下并且与其一起在高功率下工作。为了补偿周边效应，导体线路区段以不同的单位面积功率工作，由此导体线路区段通常通过使用印刷技术产生，例如通过丝网印刷或喷墨印刷产生。通常，这些辐射器具有导体线路区段，该导体线路区段可以以与载体周边相关联的更高的单位面积功率工作。这是有利的，因为周边区域中的对流相关温度损失可以通过分配给该区域的导体线路区段的较高单位面积功率来补偿。从DE102014108356A1已知一种红外面板辐射器，其中电阻器结构应用于载体。电阻器结构包括内部导体线路以及与其并联连接的外部导体线路，所述内部导体线路和所述外部导体线路的电阻不同。这种类型的电阻器结构利用了具有较低电阻的导体线路对加热功率的贡献较大的效果。这是一种抵消所谓“冷点”的形成和/或周边功率下降的手段。使加热电阻器并联连接的有利之处在于这些加热电阻器的总电阻特别低。在给定的恒定工作电压下，低的总电阻与高工作电流相关联，并且允许红外面板辐射器在高功率下工作。然而，设置并联连接的加热电阻器对导体线路设计、即导体线路区段的布置和几何形状有影响。特别地，期望的温度分布可以限定并联的部分电路的电阻和来自主电路的并联节点的位置。结果，由于并联电路的节点的给定位置，可能不再能自由选择导体线路设计。而且，在平行节点处可能产生较高的导体线路布设密度，这又对载体上的温度分布、特别是加热表面的温度分布有影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是设计一种具有高照射功率的红外面板辐射器，它被设计用于以尽可能均匀的照射功率发射辐射。根据本专利技术，基于上述类型的红外面板辐射器来解决上述目的，其中载体包含复合材料，该复合材料包括无定形(非晶)的基质组分和形式为半导体材料的附加组分，其中第一导体线路区段和第二导体线路区段串联连接(接通，形成线路)并且它们的布设密度和/或它们的导体横截面积彼此不同。本专利技术基于以下发现：如果红外面板辐射器由具有高发射率的复合材料制成，并且如果导体线路设计可以通过串联连接的多个导体线路区段适应该复合材料，则可以获得具有高辐射强度和特别均匀的辐射发射的红外面板辐射器，其中导体线路区段的布设密度和/或导体横截面积彼此不同。这种适应性实现的是加热表面以均匀的照射强度发射IR辐射，或者换句话说，在向导体线路施加电压时获得加热表面上的基本均匀的温度分布。因此，根据本专利技术的红外面板辐射器与传统红外面板辐射器的不同之处在于两个方面，即，一方面，载体的或至少该载体的由特定复合材料制成的部分的化学成分，另一方面，特别适合于复合材料的成分的导体线路设计。由于载体具有无定形的基质组分和半导体材料形式的附加组分，因此所得到的载体在热激发时能呈现能量丰富的激发状态。特别地，载体的物理特性受到附加组分的影响。显然，添加半导体材料使得所得到的载体适合于以高照射强度发射红外辐射。同时，复合材料显示出与温度相关的导热率，该导热率也基于半导体材料的添加。在这种情况下，复合材料包括以下组分：·无定形的基质组分在重量和体积方面占复合材料的最大份额。基质组分对复合材料的机械和化学特性起决定性作用，例如其耐温性、强度和腐蚀性能。由于基质组分是无定形的—它优选由玻璃组成，因此载体的几何形状可以比由结晶态的材料制成的载体更容易适应红外面板辐射器的特定应用的现有要求。基质组分可以由未掺杂或掺杂的石英玻璃组成，并且如果适用的话，除了SiO2之外可以含有最多10wt％的氧化物、氮化物或碳化物组分。为了防止由载体材料引起的任何污染风险，红外面板辐射器的一个实施例已被证明特别有利，在该实施例中无定形的基质组分是石英玻璃，并且优选具有至少99.99％的SiO2的化学纯度和不超过1％的方英石含量。·此外，根据本专利技术，形式为半导体材料的附加组分嵌入所述基质组分中。它形成分散在无定形的基质组分中的固有的非晶或结晶相。它有助于高发射率，从而获得用于在高辐射功率下发射红外辐射的适当载体。根据本专利技术的施加到红外面板辐射器中的导体线路布设表面上的导体线路直接用于加热另一部件，即载体。该导体线路充当“局部”加热元件，载体的至少部分区域可以借助于该加热元件被局部加热。该导体线路的尺寸确定为使得它加热载体的由复合材料制成的部分，该部分形成载体的实际的红外辐射发射元件。由于连接到载体的导体线路与载体的导体线路布设表面直接接触，因此获得了特别紧凑的红外面板辐射器。导体线路设计和导体线路区段的电路适应于可热激发的复合材料的物理特性。传统红外面板辐射器—其中导体线路是实际的加热元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外面板辐射器，它包括载体，该载体具有加热表面并具有由导电的电阻材料制成的导体线路，该电阻材料在电流流过其中时发热并且被施加到所述载体的导体线路布设表面，其中所述导体线路包括用于产生第一单位面积功率的第一导体线路区段和用于产生与所述第一单位面积功率不同的第二单位面积功率的第二导体线路区段，其特征在于，所述载体包含复合材料，所述复合材料包括无定形的基质组分和半导体材料形式的附加组分；以及，所述第一导体线路区段和所述第二导体线路区段串联连接并且在它们的布设密度和/或它们的导体横截面积方面彼此不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 DE 102016118137.41.一种红外面板辐射器，它包括载体，该载体具有加热表面并具有由导电的电阻材料制成的导体线路，该电阻材料在电流流过其中时发热并且被施加到所述载体的导体线路布设表面，其中所述导体线路包括用于产生第一单位面积功率的第一导体线路区段和用于产生与所述第一单位面积功率不同的第二单位面积功率的第二导体线路区段，其特征在于，所述载体包含复合材料，所述复合材料包括无定形的基质组分和半导体材料形式的附加组分；以及，所述第一导体线路区段和所述第二导体线路区段串联连接并且在它们的布设密度和/或它们的导体横截面积方面彼此不同。2.根据权利要求1所述的红外面板辐射器，其特征在于，所述载体完全由所述复合材料制成，其中该复合材料为电绝缘体。3.根据权利要求1所述的红外面板辐射器，其特征在于，所述复合材料至少在所述导体线路布设表面的区域中被涂覆有由电绝缘材料制成的层。4.根据前述权利要求中任一项所述的红外面板辐射器，其特征在于，所述附加组分的重量份额在1％至5％的范围内，优选在1.5％至3.5％的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的红外面板辐射器，其特征在于，所述导体线路以烧制的厚膜层的形式提供，或者作为成型部件施加到...

【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