加热厚膜及加热装置的制作方法

1.本技术涉及厚膜加热领域，还涉及一种加热厚膜及加热装置。


背景技术：

2.加热厚膜是采用超导陶瓷材料微粉与有机粘合溶剂调和成糊状浆料，用特定技术将浆料以电路布线或图案形式印制在衬底基材上，经热处理程序进行烧结，制成厚膜。现有的加热厚膜主要倾向于快速加热，加热功率很大，但对均匀加热功能的研发较少，这导致容易出现加热不均匀的问题。


技术实现要素：

3.针对于上述技术问题，本技术的实施例提供一种加热厚膜及加热装置，用以改善加热厚膜的加热均匀性。
4.第一方面，本技术的实施例提供一种加热厚膜，包括：
5.衬底基材；
6.绝缘层；设置于衬底基材的一表面上；
7.发热线圈，环绕分布于绝缘层上，沿衬底基材的边缘朝向中心的方向，发热线圈的导线横截面积逐渐增大，且电阻率相同；
8.封装层，设置于衬底基材上且覆盖发热线圈。
9.可选地，发热线圈包括第一线圈和第二线圈，沿垂直于衬底基材的方向，第一线圈和第二线圈未重叠。
10.可选地，发热线圈的同一半径上设置有第一线圈和第二线圈。
11.可选地，在发热线圈的同一半径上，第一线圈和第二线圈的导线横截面积相等。
12.可选地，加热厚膜还包括若干第一导电焊盘和第二导电焊盘，第一线圈的两端连接有第一导电焊盘，第二线圈的两端连接有第二导电焊盘。
13.可选地，其中一第一导电焊盘和其中一第二导电焊盘电性导通。
14.可选地，加热厚膜还包括温度控制器，其中一第一导电焊盘和其中一第二导电焊盘分别连接温度控制器的两个引脚，并通过温度控制器可选择性电性导通。
15.可选地，连接于第一线圈两端的第一导电焊盘均为第一线圈的电源输入端，连接于第二线圈两端的第二导电焊盘均为第二线圈的电源输入端。
16.可选地，衬底基材包括金属基板。
17.第二方面，本技术的实施例提供一种加热装置，包括上述加热厚膜。
18.如上所述，在本技术实施例的加热厚膜及加热装置中，沿衬底基材的边缘朝向中心的方向，发热线圈的导线横截面积逐渐增大且电阻率相同，越靠近中心部分的发热线圈的发热量大，越靠近边缘部分的发热线圈的发热量小，边缘部分的发热线圈较为密集，分布面积较大，可以减少与中心部分的发热量之差，从而改善加热厚膜的加热均匀性，并且，中心部分的热量可以朝向边缘部分热传递，也可以改善加热厚膜的加热均匀性。
附图说明
19.图1是本技术一实施例的加热厚膜的结构示意图；
20.图2是图1所示的加热厚膜沿a-a’方向的局部截面示意图。
具体实施方式
21.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图，对本技术的技术方案进行清楚地描述。显然，下文所描述实施例仅是本技术的一部分实施例，而非全部。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合，且亦属于本技术的技术方案。
22.图1是本技术一实施例的加热厚膜的结构示意图。请参阅图1和图2所示，加热厚膜10包括衬底基材11、绝缘层12、发热线圈13及封装层14。
23.绝缘层12设置于衬底基材11的一表面上，例如，绝缘层12设置于衬底基材11的上表面，可以完全覆盖衬底基材11的上表面。绝缘层12用于避免第一线圈131和第二线圈132与导电材质的衬底基材11电连接。另外，绝缘层12可以通过绝缘材料采用例如溅射等成膜方式直接形成于衬底基材11上，或者绝缘层12也可以通过粘胶贴附于衬底基材11上。
24.发热线圈13环绕分布于绝缘层12上，沿衬底基材11的边缘朝向中心的方向，发热线圈113的导线横截面积逐渐增大，且电阻率相同。
25.封装层14设置于衬底基材11上且覆盖发热线圈13。
26.所谓导线横截面积可表示发热线圈13中导线的粗细，即沿衬底基材11的边缘朝向中心的方向，发热线圈113的单根导线逐渐变粗。
27.根据焦耳定律的关系式1-1、以及电阻与热量关系式1-2，可知，发热线圈13中导线的电阻与横截面积呈反比例关系，导线的电阻与热量呈反比关系，则可以计算得到热量与横截面积呈正比例关系。
28.q＝u2/r*t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
关系式1-1
29.r＝ρ*l/s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
关系式1-2
30.其中，q表示热量，单位是焦耳(j)；u表示电压，单位是伏特(v)；r表示电阻，单位是欧姆(ω)；t表示时间，单位是秒(s)。ρ表示发热线圈13中导线的电阻率，s表示导线的横截面积，l表示导线的长度。
31.对于电阻率不变的发热线圈13，在接受相同电压时，越靠近中心部分的发热线圈13的发热量大，越靠近边缘部分的发热线圈13的发热量小，边缘部分的发热线圈13较为密集，分布面积较大，可以减少与中心部分的发热量之差，从而改善加热厚膜10的加热均匀性，并且，中心部分的热量可以朝向边缘部分热传递，也可以改善加热厚膜10的加热均匀性。
32.请继续参阅图1所示，发热线圈13的中心部分可以设置有空白区，所谓空白区可以理解为未设置导线的区域。例如，衬底基材11的中心部分设置有避空区，该避空区可以放置刀具等其他附属设备，发热线圈13围绕该避空区设置，且环绕分布于衬底基材11的绝缘层12上。由于发热线圈13在中心部分不发热，因此也可以减少中心部分与边缘部分的发热量之差，从而进一步有利于改善加热厚膜10的加热均匀性。
33.衬底基材11可以为具有一定厚度的板体。衬底基材11的形状(例如俯视下的形状
或正投影形状)，本技术的实施例不予限制，例如可以为圆形、矩形或多边形，只需适应加热厚膜10的结构设计即可。另外，根据加热厚膜10的设计要求，衬底基材11的其他结构性能也可适应性设计，例如，对于加热厚膜10需要具有较高结构强度时，衬底基材11可以为金属板，例如不锈钢板等其他结构强度较好的材料板；又例如，衬底基材11可以为一体冲压成型结构件，为了适应s13步骤中烧结所需的温度，衬底基材11可以为耐高温基材，在烧结过程中，衬底基材11的结构及形状不会发生较大改变。
34.在一些实施例中，发热线圈13可以一整条导线绕圈而成。发热线圈13的环绕形状及方式，本技术的实施例不予以限制。以图1所示的圆形衬底基材11为例，在发热线圈13的同一半径(对于其他形状的衬底基材11，可以为发热线圈13的同一圈)上，发热线圈13的导线横截面积相等，于此，在同一半径上，发热线圈13中导线的发热量是相等的。
35.在另一些实施例中，发热线圈13可以由至少两条导线共同绕圈而成。仍以图1所示的圆形衬底基材11为例，发热线圈13包括第一线圈131和第二线圈132，沿垂直于衬底基材11的方向，第一线圈131和第二线圈132可分别沿衬底基材11的形状环绕设置，第一线圈131和第二线圈132未重叠。可选地，在发热线圈13的同一半径(对于其他形状的衬底基材11，可以为发热线圈13的同一圈)上，既设置有第一线圈131，也设置有第二线圈132，以提高发热线圈13在衬底基材11上的布局面积，有利于提高加热效率。
36.可选地，在发热线圈13的同一半径上，第一线圈131和第二线圈132的导线横截面积相等，于此，在发热线圈13的同一半径上，第一线圈131和第二线圈132中导线的发热量是相等的。
37.另外，第一线圈131和第二线圈132作为加热源，通过智能调节各自的发热，实现对加热功率的单独控制。例如，在初期水温较低时，接近加热源的水不容易被汽化，可让这两组线圈同时工作，而当水被加热到一定温度时，可以只让布局面积较大的第一线圈131工作，降低接近加热源的水被汽化的速率，当水再加热到较高的一定温度时，可以只让较细的第二线圈132工作，再次降低接近加热源的水被汽化的速率。于此，在整个加热过程中，接近加热源的水被汽化的速率较低，有利于降低烧水时产生的噪音。
38.在发热线圈13绕环排布时为了避免弯折处发生断裂而影响导电连接，发热线圈13(例如第一线圈131和第二线圈132中的至少一者)可以设置有加强件，每一加强件设置于相邻两圈导线的连接处，加强件的结构强度高于发热线圈13的任何一圈的结构强度，且其导电性能等于或者高于任何一圈的导电性能，以此用于确保发热线圈13中各圈之间的稳定电连接。
39.发热线圈13(包括第一线圈131和第二线圈132)作为电加热源需要连接电源，为实现于此，请继续参阅图1，所述加热厚膜10还可以设置有若干导电焊盘15，用于使得前述发热线圈13接电。
40.在一些实施例中，加热厚膜10包括若干第一导电焊盘和第二导电焊盘，例如图1所示的两个第一导电焊盘151a、151b和两个第二导电焊盘152a、152b，其中一个第一导电焊盘151a和其中一个第二导电焊盘152a相邻设置，另一个第一导电焊盘151b和另一个第二导电焊盘152b相邻设置，第一线圈131的两端分别连接第一导电焊盘151a和第一导电焊盘151b，第二线圈132的两端分别连接第二导电焊盘152a和第二导电焊盘152b。
41.可选地，连接于第一线圈131两端的第一导电焊盘151a、151b均为第一线圈131的
电源输入端，连接于第二线圈132两端的第二导电焊盘152a、152b均为第二线圈132的电源输入端。或者，加热厚膜10还包括温度控制器(未图示)，其中一第一导电焊盘151b和其中一第二导电焊盘152b分别连接温度控制器的两个引脚，并通过温度控制器可选择性电性导通。温度控制器可以检测当前加热温度，用于在当前加热温度未达到预设温度时保持第一导电焊盘151b和第二导电焊盘152b之间的电性导通，第一导电焊盘151a和第二导电焊盘152a作为发热线圈13的电源输入端，在当前加热温度达到或超过预设温度时，断开第一导电焊盘151b和第二导电焊盘152b之间的电性导通，发热线圈13断路，发热线圈13不再接电，加热厚膜10停止加热。
42.可选地，加热厚膜10也可以不设置温度控制器，于此，其中一第一导电焊盘151b和其中一第二导电焊盘152b也可以电性导通。
43.本技术的实施例还提供一种加热装置，包括上述任一实施例的加热厚膜10，因此具有该加热厚膜10对应的有益效果。
44.加热装置可以以各种具体形式来实施，包括但不限于：电热水壶、豆浆机、牛奶加热设备、保温箱等。
45.应理解，以上所述仅为本技术的部分实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
46.在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
47.另外，在本技术实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
48.尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。