一种定向传热的半导体发热薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种定向传热的半导体发热薄膜及其制备方法，属于发热薄膜技术领域。其中发热薄膜包括基底、发热层和红外反射层；发热层设置于基底的第一表面，用于产生热量；发热层的发热材质为金属氧化物半导体制热材料；红外反射层设置于基底的第二表面，用于将传输至基底的热量定向反射至发热层。上述定向传热的半导体发热薄膜的制备方法包括：将金属氧化物半导体制热材料镀设在基底的第一表面，形成发热层；在基底的第二表面镀设红外反射层，红外反射层用于将传输至基底的热量反射至发热层。本发明专利技术提供的定向传热的半导体发热薄膜，发热均匀、电热转换性能高、热量利用率高。本发明专利技术的制备方法，制程无污染。制程无污染。制程无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种定向传热的半导体发热薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种定向传热的半导体发热薄膜及其制备方法，属于电热薄膜


技术介绍

[0002]现有技术中的电热元件主要有合金电热丝和碳基电热膜。合金电热丝是较为传统的电热元件，其属于线状热源，具有散热面积小、电热丝易断裂和抗震性能差等缺点。同时由于其有部分电能会被转化为光能，因而电能转换效率也较低，仅为60%左右。
[0003]碳基电热膜是有机不透明电热膜，是将导电涂料经喷涂或丝网印刷等方式涂覆于绝缘材料表面制得的，其是面状热源、散热均匀且电能转换效率较高，因此逐渐取代了合金电热丝。但是碳基电热膜在制备过程中需要使用大量的有机物，有机物会导致碳基电热膜的功率衰减严重，同时制备及使用过程中，也会污染环境及影响人体健康。另外，由于碳基电热膜的是双面散热的，而远离受热面一侧的热量利用率较低，造成了资源的浪费。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于，提供一种定向传热的半导体发热薄膜及其制备方法，以解决现有技术中碳基电热膜存在的功率衰减严重及资源浪费的技术问题。
[0005]本专利技术的第一方面公开了一种定向传热的半导体发热薄膜，包括：基底、发热层和红外反射层；所述发热层设置于所述基底的第一表面，用于产生热量；所述发热层的发热材质为金属氧化物半导体制热材料；所述红外反射层设置于所述基底的第二表面，用于将传输至所述基底的所述热量定向反射至所述发热层。
[0006]优选地，所述红外反射层包括第一薄膜和第二薄膜；所述第一薄膜设置在所述基底的第二表面；所述第二薄膜设置在所述第一薄膜的另一表面上；所述第一薄膜的折射率大于所述第二薄膜的折射率。
[0007]优选地，所述第一薄膜的材质为硅或者硅铝；所述第二薄膜的材质为氟化镁。
[0008]优选地，所述金属氧化物半导体制热材料为氧化锡锑、氧化铟锡、氧化锌铝、氧化锌镓和氧化锌铟中的一种或多种。
[0009]优选地，还包括阻挡层；所述阻挡层设置于所述发热层与所述基底之间，用于阻挡所述基底产生的杂质及水汽进入所述发热层，阻挡层中包括IVA族元素的氧化物，具体可为二氧化硅或者二氧化锡等。
[0010]优选地，还包括平滑层；
所述平滑层设置于所述基底与所述阻挡层之间，用于降低所述基底的粗糙度，平滑层的材质为聚氨酯。
[0011]优选地，还包括耐温层；所述耐温层设置于所述平滑层与所述阻挡层之间，用于减小所述基底的热膨胀系数，耐温层的材质为丙烯酸酯。
[0012]本专利技术的第二方面公开了一种定向传热的半导体发热薄膜的制备方法，包括：将金属氧化物半导体制热材料镀设在基底的第一表面，形成发热层；其中金属氧化物半导体制热材料，具体为：氧化锡锑、氧化铟锡、氧化锌铝、氧化锌镓和氧化锌铟中的一种或多种；在所述基底的第二表面镀设红外反射层，所述红外反射层用于将传输至所述基底的热量反射至所述发热层。
[0013]优选地，在所述基底的第二表面镀设红外反射层，具体为：在所述基底的第二表面镀设第一薄膜；在所述第一薄膜的另一表面镀设第二薄膜；所述第一薄膜的折射率大于所述第二薄膜的折射率。
[0014]优选地，在所述基底的第二表面镀设第一薄膜，具体为：利用磁控溅射方法在所述基底的第二表面镀设第一薄膜；在所述第一薄膜的另一表面镀设第二薄膜，具体为：利用电子束蒸镀方法在所述第一薄膜的另一表面镀设第二薄膜。
[0015]具体地，镀设第一薄膜使用的靶材为硅或硅铝；镀设第二薄膜使用的膜料为氟化镁。
[0016]优选地，在将金属氧化物半导体制热材料镀设在基底的第一表面，形成发热层之前，还包括：将IVA族元素的氧化物镀设在所述基底的第一表面，形成阻挡层；其中那个IVA族元素的氧化物可为二氧化锡或者二氧化硅等。
[0017]相应的，将金属氧化物半导体制热材料镀设在基底的第一表面，形成发热层，具体为：将金属氧化物半导体制热材料镀设在阻挡层上，形成发热层。
[0018]优选地，在将IVA族元素的氧化物镀设在所述基底的第一表面，形成阻挡层之前，还包括：将丙烯酸酯涂覆于所述基底的第一表面，形成耐温层；相应的，将IVA族元素的氧化物镀设在所述基底的第一表面，形成阻挡层，具体为：将IVA族元素的氧化物镀设在所述耐温层上，形成阻挡层。
[0019]优选地，在将丙烯酸酯涂覆于所述基底的第一表面，形成耐温层之前，还包括：将聚氨酯涂覆于所述基底的第一表面，形成平滑层；相应的，将丙烯酸酯涂覆于所述基底的第一表面，形成耐温层，具体为：将丙烯酸酯涂覆于所述平滑层上，形成耐温层。
[0020]本专利技术的定向传热的半导体发热薄膜及其制备方法相较于现有技术，具有如下有益效果：
本专利技术提供的定向传热的半导体发热薄膜，其发热层的发热材质为金属氧化物半导体制热材料（Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor
‑
Heating，简称MOSH），该种制热材料化学性质稳定，长期受热结构不会改变，具有高均匀性，使得利用其制备的半导体发热薄膜发热均匀，低温辐射偏差为
±
1℃。另外，金属氧化物半导体制热材料（MOSH）还具有电阻低、透过率高的优点，因此利用其制备的发热薄膜具有高效的电热转换性能并且其透过率高达80%以上。本专利技术使用的半导体发热薄膜的材质为无机物，制备过程不会污染环境，使用过程也不会散发异味导致影响人体健康，同时也不存在碳基电热膜使用有机物导致功率衰减严重的问题。
[0021]进一步地，本专利技术的半导体发热薄膜中还设置了红外反射层，其可将发热层传输至基底侧的热量定向反射至发热层侧，使热量集中于发热层一侧而非两侧，从而使得热量流失率降低、利用率大幅提高，从而避免了资源的浪费。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的定向传热的半导体发热薄膜的一种结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的定向传热的半导体发热薄膜的另一种结构的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的定向传热的半导体发热薄膜的制备方法的流程图。
[0023]图中1为基底；2为发热层；3为第一薄膜；4为第二薄膜；5为阻挡层；6为平滑层；7为耐温层。
具体实施方式
[0024]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0025]图1为本专利技术实施例提供的定向传热的半导体发热薄膜的一种结构的结构示意图；如图1所示，本专利技术实施例的定向传热的半导体发热薄膜包括基底1、发热层2和红外反射层；其中发热层2设置于基底1的第一表面，用于产生热量。
[0026]发热层2的发热材质为MOSH材料，本专利技术实施例中金属氧化物半导体制热材料为氧化锡锑、氧化铟锡、氧化锌铝、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向传热的半导体发热薄膜，其特征在于，包括：基底、发热层和红外反射层；所述发热层设置于所述基底的第一表面，用于产生热量；所述发热层的发热材质为金属氧化物半导体制热材料；所述红外反射层设置于所述基底的第二表面，用于将传输至所述基底的所述热量定向反射至所述发热层。2.根据权利要求1所述的定向传热的半导体发热薄膜，其特征在于，所述红外反射层包括第一薄膜和第二薄膜；所述第一薄膜设置在所述基底的第二表面；所述第二薄膜设置在所述第一薄膜的另一表面上；所述第一薄膜的折射率大于所述第二薄膜的折射率。3.根据权利要求1所述的定向传热的半导体发热薄膜，其特征在于，还包括阻挡层；所述阻挡层设置于所述发热层与所述基底之间，用于阻挡所述基底产生的杂质及水汽进入所述发热层。4.根据权利要求3所述的定向传热的半导体发热薄膜，其特征在于，还包括平滑层；所述平滑层设置于所述基底与所述阻挡层之间，用于降低所述基底的粗糙度。5.根据权利要求4所述的定向传热的半导体发热薄膜，其特征在于，还包括耐温层；所述耐温层设置于所述平滑层与所述阻挡层之间，用于减小所述基底的热膨胀系数。6.一种定向传热的半导体发热薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将金属氧化物半导体制热材料镀设在基底的第一表面，形成发热层；在所述基底的第二表面镀设红外反射层，所述红...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，赵莉，
申请(专利权)人：中熵科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：