一种曲面印刷稀土厚膜电路智能电热元件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种曲面印刷稀土厚膜电路智能电热元件，其特征在于，它包括曲面基板及其上设置的稀土厚膜介质层和弯曲盘绕的稀土厚膜电阻电路、PTC厚膜电路热敏电阻，PTC厚膜电路热敏电阻连接有稀土厚膜电极。本实用新型专利技术目前高低压、交直流均能启动、体积小，表面热负荷大，热效率高，热启动快，温度场均匀可分级自控，导热性能优良、抗热冲击能力强，具有远红外功能，易于加工，绿色、低碳环保、安全可靠，广泛适应太阳能、风能、锂离子电池等新能源要求的新型智能电加热元件系列产品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及厚膜电路电热元件
，更具体的是涉及ー种印刷在曲面基板上的PTC稀土厚膜电路电热元件。
技术介绍
随着电热产品在家电、エ业电器、电子设备、汽车行业等诸多领域的日益普及，电热元件的应用变得越来越广泛，所以人们对电热元件各方面的性能要求也越来越高。现有技术中的电热元件(以镍铬丝为主)存在以下缺点功率密度较小，一般为15瓦/厘米2左右，不能很好的满足人们对大功率低电压的要求；启动速度也较慢，并且多具有热惰性；机械强度较低，抗振动、抗热冲击能力弱；元件体积较大，占用较大空间，并且安装也不方便；不易实现控温材料与电热材料共平面、共曲面化设计；温控效果不显著、节能效果不理想；它们的寿命一般较短，而且具有副作用，不利于身体健康；耐腐蚀方面也不理想；エ艺性较差。传统的PTC (即Postitive Temperatare Coefficient的简称)加热器存在着如下问题统的PTC加热器是把若干个圆盘式、蜂窝式PTC元件用粘接或夹持的方法和散热器一起连接起来，弓I出电极，形成发热器组件。粘接式PTC发热器组件是由波纹式散热条利用硅胶粘接而成。这种结构致使功率不稳和元件容易老化，功率衰竭严重，且本体带电，还可能引起电器短路，甚至会导致火灾。用机械夹持方式代替粘接，选用整体翅片式散热，提高了散热效果，解决了粘接式PTC存在的开胶、老化、本体带电等安全问题。但PTC电热元件的表面温度多在250°C左右，装夹和电极的引出却显得十分重要。除防止接触不良、短路、电场分布不均避免电击穿外，还必须防止机械接触不良而引起的局部过热而击穿。多个元件串联使用吋，由于元件特性难以一致，元件升温不同，电压降分布迅速变化，并产生恶性循环，压降越大，温度升高的元件有可能发生击穿，且会连锁发生。因此，串联时元件严格挑选很重要。多个元件并联使用时，在一定限度内能够增大系统功率，但系统确定后，多个元件的发热功率，并非单个元件发热的总和，而实际上要小的多。并联时，通电后几秒内将出现较大的冲击电流，由于元件的离散性，各元件的升温的速度不同，因此，冲击电流并不是单个元件冲击电流的叠加，一般要比叠加之和小些。尽管如此，并联时应选用冲击电流较小的元件。按国际要求，PTC发热器信赖性实验是在无风状态下，施加额定电压运行1000小时功率衰减小于8% ;实际测试目前多数厂家产品功率衰减都大于15%。由于以上问题的存在，串联或并联式PTC加热器的应用受到很大限制。另外，现有的厚膜电路的发热元件是电阻元件，本身不具有温度的可控性，所用基片为两类，ー类为高温共烧陶瓷电热元件是直接在氧化铝陶瓷生坯上印刷电阻浆料，经叠片、排胶后，在1600°C左右的高温下共烧成为一体的新一代中低温发热元件，是继合金电热丝、电热管、PTC加热元件之后的又ー个换代产品。这类以96AI203陶瓷为基片的发热元件是粤科清华的最新成果，但陶瓷基片的公有缺点是脆性大，抗机械与热冲击能力差，外型尺寸只能作到长彡120mm宽彡IOOmm厚O. 5 — I. 5，受エ艺限制目前产品规格只有70X20、70X15、70X10三种。实测热平面功率都彡25w/cm2。陶瓷基片尺寸有限，且机械加工性能差，不利于大面积印刷、切割与安装；陶瓷基片作用単一，不能解决诸如抗电磁干扰等功能多元化问题。应用范围受到很大限制。至今不能引导潮流，推广使用。另ー类是430不锈钢(国标号为lCrl7)基片，目前,美国的Dupont、Est以及德国的Heraeus等极少数公司已经掌握了以美国牌号430 (既不锈钢lCrl7)作厚膜电路基板的系列浆料制备技木。国内德利公司依托国防大学力量开发的基于不锈钢lCrl7基片的厚膜电路系列浆料已申请了专利，其申请号分别为CN02139894、CN02139895、CN02139896，专利技术名称分别为基于不锈钢基板的大功率厚膜电路用电阻浆料及其制备エ艺、基于不锈钢基板的大功率厚膜电路用导电浆料及其制备エ艺、基于不锈钢基板的大功率厚膜电路用介质浆料及其制备エ艺的专利，采用的也是以不锈钢lCrl7作厚膜电路基板的系列浆料。并且上述系列浆料均未涉及PTC电子浆料，所制成的电热元件为电阻式电热元件，因此自身不具有温度可控制性。由于lCrl7只是普通纯度高烙铁素体(F)型不锈钢，其碳的质量分数为O. 1%左右 并含少量的氮，它与常用的奥氏体型不锈钢相比，缺点是材质较脆，机械加工エ艺及焊接エ艺性均较差，极大地限制了它的应用。而奥氏体型lCrl8Ni9系列不锈钢，具有非常好的塑性和韧性，从而具有良好的弯折、卷曲和冲压成形性，机械加工性能优良，便于制成各种形状的构件、容器或管道，因此以lCrl8M9系列不锈钢为基板的厚膜电路可控电热元件无疑已经是该技术发展的必然趋势。随着电子技术的迅猛发展，热敏电阻的应用领域日益增多。PTC厚膜电路热敏电阻即采用厚膜电路制作エ艺融合热敏电阻独特控制性质结合厚膜电阻电路而制作的厚膜电路智能电热元件。这一理论概念《PTC厚膜电路可控电热元件》国家专利(已获得PCT授权)，早在2004年以前已经提出，并且得以推广应用。PTC热敏电阻厚膜电路，不但具有热敏电阻一般特性，而且由于其材料的组成及エ艺的独特性，又使其具有一般热敏电阻所没有的独特优良性能。它可以厚膜电路的形式和厚膜电阻电路叠加或处于同一平面内，来控制厚月旲电路电热兀件的温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提闻。又可单独以厚I旲电路形式做成可控电热元件。因而在很多领域尤其在军エ领域有着重要的应用。迄今为止，国内外绝大部分具有(PTC)效应的热敏电阻仍是BaTi03陶瓷掺杂制备而成，由于其室温电阻率高，因而在大电流容量下的应用受到了限制，同时由于其材料本身和エ艺缺陷，导致功率衰竭等先天问题，目前应用范围受限。正温系数PTC热敏电阻元件因其制作エ艺性差，元件灵敏度低，大多在微电子领域使用，难以在电热领域大面积推广。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种加热温度场均匀可分级自控、热响应快、功率密度大、设计灵活、结构紧凑、节能环保、安全可靠外，还具有高温远红外功能的曲面印刷稀土厚膜电路智能电热元件。本技术是采用如下技术解决方案来实现上述目的ー种曲面印刷稀土厚膜电路智能电热元件，其特征在于，它包括基板形状是曲面，基板材质为金属(包括不锈钢基材及铝基材)材质、玻璃材质或陶瓷材质，基板上设置有稀土厚膜介质层和弯曲盘绕的稀土厚膜电阻电路、PTC厚膜电路热敏电阻，PTC厚膜电路热敏电阻连接有稀土厚膜电极。所述金属基板为铁素体lCrl5\lCrl7\00Crl8Mo2系列不锈钢圆柱状基板，所述玻璃基板为微晶玻璃管，陶瓷基板为氮化铝及功能陶瓷基板。所述PTC厚膜电路热敏电阻由PTC厚膜电路热敏电阻浆料制成，稀土厚膜电阻电路由稀土介质浆料和稀土电极浆料制成。所述PTC厚膜电路 热敏电阻由PTC厚膜电路热敏电阻浆料制成，稀土厚膜电阻电路由稀土介质浆料和稀土电极浆料制成。本技术采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是本技术采用在金属或非金属曲面基板上设置稀土厚膜介质层和弯曲盘绕的稀土厚膜电阻电路、PTC厚膜电路热敏电阻，是对现有技术的进一歩升级和提高，除加热温度场均匀可分级自控、热响应快、功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲面印刷稀土厚膜电路智能电热元件，其特征在于，它包括曲面基板及其上设置的稀土厚膜介质层和弯曲盘绕的稀土厚膜电阻电路、PTC厚膜电路热敏电阻，PTC厚膜电路热敏电阻连接有稀土厚膜电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，谢轩，
申请(专利权)人：佛山市海辰科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：