一种平板厚膜发热器及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种平板厚膜发热器及其制备工艺，所述加热器包括圆形基盘、设置圆形基盘下表面的作为发热元件的厚膜发热层、设置在圆形基盘中心的通孔以及设置在圆形基板上表面的支撑帽，在靠近在圆形基板的外围边缘与靠近通孔之间设置有发热区，在厚膜发热层的表面印制有绝缘保护膜层，支撑帽从通孔的边缘向上凸出，支撑帽的开口端与所述通孔通过焊接固定，其工艺为对圆形基盘定模成圆形盘面结构，在圆形基盘的边缘预留印制区域并印制功能层，在绝缘厚膜导热层上的印制区域内进行搭接NTC热敏电阻。本发明专利技术的发热器结构简单，生产工艺简单，升温时间快，可保证电阻层结构的稳定性和可靠性，大大节省了发热时间，还解决了搅拌刀难以拆卸和清洗的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种平板厚膜发热器及其制备工艺
本专利技术属于厚膜发热器
，尤其涉及一种平板厚膜发热器及其制备工艺。
技术介绍
厚膜发热器(加热器)是采用厚膜丝网印刷工艺，在基板上印刷绝缘介质、加热电阻和导热体等材料，通过高温烧结而成的新型加热器件，广泛应用于电水壶、电咖啡壶、电动搅奶器、电热水器、电发板、电熨斗等。厚膜发热器与传统的电热丝式加热器比较，厚膜发热器具有功率密度高、导热性能佳、散热面积大和安全性能高的特点。传统的搅奶器中使用的厚膜发热器没有设计有专门配备搅拌工具，从而使得搅奶器只能单独搅拌，没能很好的进行搅拌与加热同时进行，因此使用效果不好，不能满足人们的需求；由于厚膜发热器使用的空间较小，使得厚膜发热器的热交换局限在加热板的一个面上，时常出现中心加热的温度与边缘的加热温度不一致，导致整个发热器的加热不均匀，因此，需要设计出一种安全性更高的搅奶器的厚膜发热器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种平板厚膜发热器及其制备工艺，本专利技术的发热器结构简单，耐压、耐热冲击较强，生产工艺简单，可保证电阻层结构的稳定性和可靠性，电阻层发热时产生的热量在绝缘厚膜导热层上能快速传导，升温时间快，大大节省了发热时间，发热功率稳定；功能膜层的表面设有绝缘保护膜层，有利于清洁、保护整个厚膜加热器，可快速实现批量化生产，精度和稳定性可以较好地控制。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术效果：根据本发专利技术的一个方面，提供了一种平板厚膜发热器，所述加热器包括圆形基盘、设置圆形基盘下表面的作为发热元件的厚膜发热层、设置在圆形基盘中心的通孔以及设置在圆形基板上表面的支撑帽，在靠近在圆形基板的外围边缘与靠近通孔之间设置有发热区，在厚膜发热层的表面印制有绝缘保护膜层，所述支撑帽从通孔的边缘向上凸出，所述支撑帽的开口端与所述通孔通过焊接固定。优选的，所述厚膜发热层包括绝缘厚膜导热层以及在绝缘厚膜导热层的表面依次分别印制有电阻层、导电层、第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述绝缘厚膜导热层印制在靠近所述通孔的边缘与靠近所述圆形基盘的边缘之间的发热区域内，所述电阻层的两个自由端部分别与第一电极层和第二电极层连接，在所述第一电极层和第二电极层之间设置所述第三电极层，在第一电极层与第三电极层之间或第二电极层与第三电极层之间设置有与第三电极层之间连接有NTC热敏电阻。上述方案进一步优选的，所述第一电极层、第二电极层和第三电极层呈弧形状排列设置在所述绝缘厚膜导热层的同一侧弧形边缘，所述第三电极层的边缘与第一电极层的边缘之间的间隔距离以及所述第三电极层的边缘与第二电极层之间的间隔距离为5mm～10mm。上述方案进一步优选的，在第一电极层、第三电极层与向通孔方向的电阻层之间的区域印制有设置有功率标识区。上述方案进一步优选的，所述电阻层呈由印制在发热区域内的多条呈同心弧形电阻层组成，相邻每条同心弧形电阻层的端部通过导电层串联连接，相邻每条呈同心弧形电阻层之间形成等距离的同心弧形间隙，同心弧形间隙的宽度为0.3mm～0.6mm。上述方案进一步优选的，在厚膜发热层的内边缘与所述通孔边缘之间设置有环形凹陷区，该环形凹陷区从圆形基盘的下表面凹陷，并从圆形基盘的上表面凸出，所述发热区位于环形凹陷区的外围边缘与靠近在圆形基板的外围边缘之间。上述方案进一步优选的，所述支撑帽的开口直径大于所述通孔的直径，所述支撑帽的高度为8mm～20mm。上述方案进一步优选的，在所述圆形基盘边缘设置有两个相互对称的第一限位缺口和第二限位缺口，该第一限位缺口和第二限位缺口的尺寸大小相同或不相同。上述方案进一步优选的，所述圆形基盘的四周向上翘起，中心向下凹陷。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种平板厚膜发热器的制备工艺，包括以下步骤：步骤1：根据相应产品的尺寸要求对圆形基盘定模成圆形盘面结构，然后在圆形基盘中心开设通孔，在圆形基盘的上表面采用激光焊接技术将支撑帽焊接在通孔的边缘，并使通孔和支撑帽在同一轴线上；步骤2：在圆形基盘的下表面加工成具有多段印制电阻层的凹陷轨迹，并在圆形基盘的边缘预留用于放置NTC热敏电阻的印制区域，再使用激光印刷机并通过丝网印刷技术在圆形基盘边缘与通孔边缘之间的发热区域上印制绝缘厚膜导热层、第一电极层、第二电极层和第三电极层，且充满凹陷轨迹和印制区域，使电阻层的两个自由端部分别与第一电极层和第二电极层连接，然后置于830℃～860℃的高温烧结炉内进行烧结，烧结时间不低于90min，以形成稳定的绝缘厚膜导热层，烧结完毕后，退出烧结并冷却至常温；形成稳定的电阻层，其中，绝缘厚膜导热层和电阻层的总厚度不小于120μm；步骤3：在常温条件下，在绝缘厚膜导热层上印制电阻层，使每条电阻层通过导电层相互串联，然后置于830℃～860℃的高温烧结炉内进行烧结，烧结时间不低于90min，烧结完毕后，退出烧结并冷却至常温；步骤4：在常温条件下，在绝缘厚膜导热层上的印制区域内进行搭接NTC热敏电阻，使NTC热敏电阻的两端分别搭接在第三电极层之间设置有与第三电极层上，然后置于380℃～420℃的高温烧结炉内进行烧结，烧结时间不超过20min，烧结完毕后，退出烧结并冷却至常温；步骤5：在绝缘厚膜导热层上印制保护膜层，使保护膜层填充布满电阻层之间的缝隙以及绝缘厚膜导热层、电阻层、导电层和NTC热敏电阻的表面，然后置于180℃～220℃的高温烧结炉内进行烧结，烧结时间不超过20min，烧结完毕后，退出烧结并冷却至常温，以形成性能稳定的保护膜层，得到平板厚膜发热器成品；步骤6：对平板厚膜发热器成品进行性能测试、分选、外观检查、包装和入库工序；上述方案进一步优选的，在所述步骤3中，在常温条件下，在绝缘厚膜导热层上的印制电阻层的具体过程为：步骤31：对凹陷轨迹进行除尘和去污处理，使用丝网印刷技术将电阻层印制在绝缘厚膜导热层上，并使电阻层的宽度从绝缘厚膜导热层的外围边缘径向中心逐渐变大，中心最宽，最外侧最窄；然后置于高温烧结炉内进行烧结成型；对烧结成型的电阻层的阻值R1进行测量，将当前测量的阻值R1与所需的电阻阻值R2进行比较和修正；步骤32：当R1小于R2时，对烧结成型的电阻层采用激光雕刻技术进行激光高温雕刻挥发修正；步骤33：当R1大于R2时，对烧结成型的电阻层重新置于高温烧结炉内进行反复烧结和测量，烧结时间不超过20min，直到烧结成型的电阻层的阻值R1与所需的电阻阻值R2相同时，完成行比较和修正；若反复烧结和测量过程中，R1小于R2时，重复步骤32。综上所述，由于本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：(1)、本专利技术的圆形基盘采用不锈钢基板并在一面制备各功能膜层，导热系数高，体积小，结构紧凑，耐压、耐热冲击较强，可承受4000V的绝缘高压测试，在基板层上依次印制绝缘厚膜导热和电阻层，正面发热的电阻层使用串联电阻结构，电阻体分布合理，发热均匀，热效应高，安全可靠，使用寿命长，功能膜层的表面设有绝缘保护膜层，有利于清洁、保护整个厚膜加热器，生产工艺简单，成本低，可快速实现批量化生产，精度和稳定性可以较好地控制；(2)、本专利技术的电阻层的厚度小于绝缘厚膜导热层，绝缘厚膜导热层导热系数高，可保证电阻层结构的稳定性和可靠性，电阻层发热时产生的热量在绝缘厚膜导热层上能快速传导，只需要十本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平板厚膜发热器，其特征在于：所述加热器包括圆形基盘(1)、设置圆形基盘(1)下表面的作为发热元件的厚膜发热层(2)、设置在圆形基盘(1)中心的通孔(3)以及设置在圆形基板(1)上表面的支撑帽(4)，在靠近在圆形基板(1)的外围边缘与靠近通孔(3)之间设置有发热区(10)，在厚膜发热层(2)的表面印制有绝缘保护膜层(5)，所述支撑帽(4)从通孔(3)的边缘向上凸出，所述支撑帽(4)的开口端与所述通孔(3)通过焊接固定。

【技术特征摘要】
1.一种平板厚膜发热器，其特征在于：所述加热器包括圆形基盘(1)、设置圆形基盘(1)下表面的作为发热元件的厚膜发热层(2)、设置在圆形基盘(1)中心的通孔(3)以及设置在圆形基板(1)上表面的支撑帽(4)，在靠近在圆形基板(1)的外围边缘与靠近通孔(3)之间设置有发热区(10)，在厚膜发热层(2)的表面印制有绝缘保护膜层(5)，所述支撑帽(4)从通孔(3)的边缘向上凸出，所述支撑帽(4)的开口端与所述通孔(3)通过焊接固定。2.根据权利要求1所述的一种平板厚膜发热器，其特征在于：所述厚膜发热层(2)包括绝缘厚膜导热层(20)以及在绝缘厚膜导热层(20)的表面依次分别印制有电阻层(21)、导电层(22)、第一电极层(23)、第二电极层(24)和第三电极层(25)，所述绝缘厚膜导热层(20)印制在靠近所述通孔(3)的边缘与靠近所述圆形基盘1的边缘之间的发热区域(10)内，所述电阻层(21)的两个自由端部分别与第一电极层(23)和第二电极层(24)连接，在所述第一电极层(23)和第二电极层24之间设置所述第三电极层(25)，在第一电极层(23)与第三电极层(25)之间或第二电极层(24)与第三电极层(25)之间设置有与第三电极层(25)之间连接有NTC热敏电阻(26)。3.根据权利要求2所述的一种平板厚膜发热器，其特征在于：所述第一电极层(23)、第二电极层(24)和第三电极层(25)呈弧形状排列设置在所述绝缘厚膜导热层(20)的同一侧弧形边缘，所述第三电极层(25)的边缘与第一电极层(23)的边缘之间的间隔距离以及所述第三电极层的边缘25的边缘与第二电极层(24)之间的间隔距离为5mm～10mm。4.根据权利要求3所述的一种平板厚膜发热器，其特征在于：在第一电极层(23)、第三电极层(25)与向通孔(3)方向的电阻层(21)之间的区域印制有设置有功率标识区(28)，该功率标识区(28)呈扇环形，该扇环形的宽带为电阻层(21)宽度的两倍。5.根据权利要求2所述的一种平板厚膜发热器，其特征在于：所述电阻层(21)呈由印制在发热区域(10)内的多条呈同心弧形电阻层组成，相邻每条同心弧形电阻层的端部通过导电层(22)串联连接，相邻每条呈同心弧形电阻层之间形成等距离的同心弧形间隙(200)，其中，同心弧形间隙(210)的宽度为0.3mm～0.6mm。6.根据权利要求1所述的一种平板厚膜发热器，其特征在于：在厚膜发热层(2)的内边缘与所述通孔(3)边缘之间设置有环形凹陷区(30)，该环形凹陷区(30)从圆形基盘(1)的下表面凹陷，并从圆形基盘(1)的上表面凸出，所述发热区(10)位于环形凹陷区(30)的外围边缘与靠近在圆形基板(1)的外围边缘之间。7.根据权利要求1所述的一种平板厚膜发热器，其特征在于：所述圆形基盘(1)的四周向上翘起，中心向下凹陷。8.一种平板厚膜发热器的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据相应产品的尺寸要求对圆形基盘(1)定模成圆形盘面结构，然后在圆形基盘(1)中心开设通孔(3)，在圆形基盘(1)的上表面采...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耀，
申请(专利权)人：广西桂仪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45