一种PI复材结构加热板的制作方法

本技术涉及电热元件的，特别是涉及一种pi复材结构加热板。

背景技术：

1、柔性电热板，也称为柔性加热片或薄膜加热器，是一种利用通电后能产生焦耳热的柔性材料作为发热体，并封装在柔性绝缘材料中制成的、可以弯曲、折叠甚至拉伸的薄片状电热元件。

2、基于此，公开号为cn107708234b的中国专利文件公开了一种柔性电热板，其包括柔性基材层，第一粘结层，线路层，第二粘结层和覆膜层，其中柔性基材层和覆膜层为绝缘材料，第一粘结层和第二粘结层为固化胶，线路层为高电阻率的纯金属或合金材料。线路层采用电学领域电路板制备工艺中的曝光、显影、蚀刻工艺方法制作出经纬双向线路，厚度为5-150μm。该专利文件所揭示的柔性电热板耐折叠性能优越，安全性和使用寿命大大提高。

3、然而，现有技术的柔性加热板多采用硅胶、聚酯薄膜或纯聚酰亚胺薄膜作为绝缘层，存在以下结构性问题：

4、1.机械强度不足：硅胶和纯pi薄膜抗撕裂、抗穿刺能力较弱，在复杂安装或使用中易损伤。

5、2.结构可靠性差：简单的“三明治”夹层结构在冷热循环下，层与层之间容易因热膨胀系数不匹配而产生分层、鼓泡。

6、3.热管理效率低：传统结构缺乏对热量流向的管理，导致热量向非加热面散失，能效低。

7、4.功能单一：结构上未预留或集成传感元件的空间，难以实现精确的温度控制。

8、因此，当前需要一种从结构上改进的加热板，使其兼具高机械强度、高可靠性和高热管理效率。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述现有技术中的结构缺陷，而提供一种pi复材结构加热板，通过改进的多层复合结构，解决机械防护、热管理及可靠性问题。

2、一种pi复材结构加热板，其核心在于多层复合的层状结构；所述的多层复合的层状结构至少包括上绝缘保护层、加热功能层和下绝缘保护层。进一步的，上、下绝缘保护层中至少一层采用聚酰亚胺复合材料结构层，而该种聚酰亚胺复合材料结构层可以为pi与纤维布的复合层，由此，可以提升加热板整体结构的抗拉强度和抗撕裂性。

3、进一步地，所述加热功能层优选为覆铜聚酰亚胺柔性板经过蚀刻后的结构，即金属线路与pi薄膜基材的复合结构。这种结构本身稳定，再通过热压与上下pi复合材料层牢固结合，形成一个致密的一体化三明治结构，从根本上避免了加热板容易出现分层的缺陷。

4、更进一步地，可以在所述下绝缘保护层的下方依次增设反射隔热层和底部防护层。所述反射隔热层可以为铝箔，或其它类似的金属箔材类结构；由所述的反射隔热层构成一个热反射结构，将向下的辐射热反射回去；而底部防护层则构成了一个物理防护结构。

5、此外，本实用新型所揭示的pi复材结构加热板结构的内部还可集成温度传感元件，形成“加热-传感”一体化的复合功能结构。

6、具体的，前述的一种pi复材结构加热板包括自上而下依次层叠并固结为一体的上绝缘保护层、加热功能层以及下绝缘保护层；所述上绝缘保护层和/或所述下绝缘保护层为聚酰亚胺复合材料结构层。

7、进一步的，所述加热功能层为附着于一聚酰亚胺薄膜基材上的金属导电线路层，所述金属导电线路层通过蚀刻形成蛇形、回形或网格状的预定图案。

8、进一步的，在所述下绝缘保护层的下方还依次层叠有反射隔热层和底部防护层；所述反射隔热层为金属箔层，所述底部防护层为柔性聚合物层。

9、进一步的，所述反射隔热层和底部防护层与所述下绝缘保护层通过胶粘或热压的方式复合。

10、进一步的，所述pi复材结构加热板还集成有温度传感元件，所述温度传感元件设置于所述加热功能层的线路间，其引线与所述加热功能层设有的电极引线共同从层叠结构的边缘引出。

11、进一步的，所述加热功能层包括两个或若干个彼此电气隔离的独立加热回路，每个独立加热回路分别连接有独立的电极引线。

12、进一步的，所述上绝缘保护层和/或所述下绝缘保护层中设有内嵌的导热通道，所述导热通道内填充有高导热绝缘部。

13、进一步的，所述pi复材结构加热板的一端或两侧设有与所述下绝缘保护层和所述反射隔热层一体成型的散热翅片。

14、进一步的，所述聚酰亚胺复合材料结构层的增强体为网状结构的纤维布。

15、进一步的，所述pi复材结构加热板的整体厚度为0.1mm至2mm。

16、与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在结构创新带来的性能提升：

17、1.结构强度高：采用pi复合材料作为主要结构层，犹如为加热板提供了“骨架”，使其耐弯折、耐拉伸、不易破损。

18、2.结构一体化程度高：通过热压固化，各层，特别是同为pi体系的层间融合为一个致密的整体，界面结合力强，长期使用无分层风险，结构可靠性极大提升。

19、3.热管理结构优化：增加的反射隔热层构成了一个内置的热反射屏障，优化了热量分布，提高了正面加热效率，这是纯粹的结构改进带来的功能益处。

20、4.结构紧凑与功能集成：将传感器内嵌于层间，实现了多功能一体化，结构更加紧凑，避免了外置传感器的安装麻烦和可靠性问题。

21、5.整体结构轻薄柔韧：在提升性能的同时，整体厚度可控制在很薄的范围内，保持了优异的柔韧性，便于贴合各种曲面安装。

1.一种pi复材结构加热板，其特征在于，包括自上而下依次层叠并固结为一体的上绝缘保护层（1）、加热功能层（2）以及下绝缘保护层（3）；所述上绝缘保护层（1）和所述下绝缘保护层（3）为聚酰亚胺复合材料结构层；所述加热功能层（2）为附着于一聚酰亚胺薄膜基材上的金属导电线路层，所述金属导电线路层通过蚀刻形成蛇形、回形或网格状的预定图案；在所述下绝缘保护层（3）的下方还依次层叠有反射隔热层（4）和底部防护层（5）；所述反射隔热层（4）为金属箔层，所述底部防护层（5）为柔性聚合物层；所述反射隔热层（4）和底部防护层（5）与所述下绝缘保护层（3）通过胶粘或热压的方式复合。

2.根据权利要求1所述的一种pi复材结构加热板，其特征在于：所述pi复材结构加热板还集成有温度传感元件（6），所述温度传感元件（6）设置于所述加热功能层（2）的线路间，其引线与所述加热功能层（2）设有的电极引线（7）共同从层叠结构的边缘引出。

3.根据权利要求1所述的一种pi复材结构加热板，其特征在于：所述加热功能层（2）包括两个或若干个彼此电气隔离的独立加热回路，每个独立加热回路分别连接有独立的电极引线。

4.根据权利要求1所述的一种pi复材结构加热板，其特征在于：所述上绝缘保护层（1）和/或所述下绝缘保护层（3）中设有内嵌的导热通道，所述导热通道内填充有高导热绝缘部。

5.根据权利要求1所述的一种pi复材结构加热板，其特征在于：所述pi复材结构加热板的一端或两侧设有与所述下绝缘保护层（3）和所述反射隔热层（4）一体成型的散热翅片（8）。

6.根据权利要求1所述的一种pi复材结构加热板，其特征在于：所述聚酰亚胺复合材料结构层的增强体为网状结构的纤维布。

7.根据权利要求1所述的一种pi复材结构加热板，其特征在于：所述pi复材结构加热板的整体厚度为0.1mm至2mm。