CN108617039A - 一种电子烟加热元件及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种电子烟加热元件及其制备方法，该加热元件包括底座，设置在底座上的至少一片发热体；所述的发热体包括金属片基体、包裹在所述的金属片基体上的绝缘介质层，印刷在所述的绝缘介质上的具有设定电阻的厚膜电阻，所述的厚膜电阻的两端与设置在底座内的电极电连接。该方法提供这种元件的加工方法。本发明提供了一种金属基体的电子烟加热元件，采用双片及多片结构，减少烟支外层烟草到发热片的距离，从而减小温度差。厚膜电阻式发热片以金属为基体在保证了强度及韧性的情况下，厚膜电阻能做到陶瓷片状发热体厚度的1/2甚至更薄，因此，结构做成了双片及多片依然可以保证顺畅地***到烟支的内部。
Description
技术领域
本发明涉及电子烟领域，特别涉及一种用于加热香烟的电子烟加热元件及其制备方法。
背景技术
市场上电子烟使用的片状发热体主要是以陶瓷为基体印刷电阻浆料，目前使用最多的陶瓷基片是ZrO2，此外还有BeO、AlN、Al2O3和SiC等陶瓷基片。陶瓷基片有许多优点，如高的绝缘电阻、耐热性好、高的机械强度等优点。但是，几乎所有的陶瓷基片都存在无法克服的缺点：①脆性大，抗力学和热冲击能力差；②基片尺寸受限，很难做到很薄的片；③陶瓷基片的导热能力不足难以满足大功率密度电路的散热需要。
发明内容
本发明针对目前电子烟中，陶瓷体片状发热体的上述不足，提供一种采用金属片做基体的电子烟加热元件及其制备方法。
本发明的技术方案是：一种电子烟加热元件，包括底座，设置在底座上的至少一片发热体；所述的发热体包括金属片基体、覆盖在所述的金属片基体上的绝缘介质层，印刷在所述的绝缘介质上的具有设定电阻的厚膜电阻，所述的厚膜电阻的两端与设置在底座内的电极电连接。
本发明提供了一种金属基体的电子烟加热元件，采用双片及多片结构，减少烟支外层烟草到发热片的距离，从而减小温度差。厚膜电阻式发热片以金属为基体在保证了强度及韧性的情况下，金属基体能做到陶瓷片状发热体厚度的1/2甚至更薄，因此，结构做成了双片及多片依然可以保证顺畅地***到烟支的内部。
进一步的，上述的电子烟加热元件中：所述的厚膜电阻印刷在所述的绝缘介质层的外侧。
进一步的，上述的电子烟加热元件中：印刷所述的厚膜电阻的电阻浆料包括Ag-Pd、Ag、Au、SnO、RuO2、MoO3、W、Mo-Mn和Cu等粉体的至少一种或者数种混合。
进一步的，上述的电子烟加热元件中：所述的厚膜电阻厚度为1μm-400μm，阻值在0.1Ω-10Ω之间。
进一步的，上述的电子烟加热元件中：所述的基体为不锈钢、铁合金、铝合金、钛合金以及镍合金的至少一种，所述的基体为宽度0.1mm-6mm，厚度0.1mm-2.0mm，高度1mm-50mm的平面片体、曲面片体、变截面片体或等截面片体。
进一步的，上述的电子烟加热元件中：所述的绝缘介质层为微晶玻璃、非晶玻璃、晶态玻璃或者陶瓷玻璃复合介质；所述的绝缘介质层的厚度为1μm-500μm。
本发明还提供一种电子烟加热元件的制备方法包括以下步骤：
步骤1、在金属基体表面印刷绝缘介质材料；
步骤2、绝缘介质材料干燥；
步骤3、绝缘介质层烧成；
步骤4、在绝缘介质上按照设定的图案印刷电阻浆料；
步骤5、电阻浆料干燥；
步骤6、厚膜电阻烧成。
进一步的，上述的制备方法中：所述的金属基体为不锈钢、铁合金、铝合金、钛合金以及镍合金的至少一种，是一种宽度0.1mm-6mm，厚度0.1mm-2.0mm，高度1mm-50mm的平面片体、曲面片体、变截面片体或等截面片体。
进一步的，上述的制备方法中：所述的绝缘介质材料为微晶玻璃、非晶玻璃、晶态玻璃或者陶瓷玻璃复合介质。
进一步的，上述的制备方法中：所述的电阻浆料包括Ag-Pd、Ag、Au、SnO、RuO2、MoO3、W、Mo-Mn和Cu等粉体的至少一种或者数种混合。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明实施例1电子烟加热元件结构图。
图2为图1A-A截面图。
图3为本发明实施例2电子烟加热元件结构图。
图4为本发明实施例3电子烟加热元件结构图。
图5为本发明实施例电子烟加热元件制备流程图。
具体实施方式
本实施例是一种利用厚膜电阻加电发热的电子烟加热元件，如图1和图2所示由发热体6安装在底座1上形成，使用时，发热体6是要***到香烟中的，在香烟中间对烟丝加热，发热体6是本实施例的关键，如图1所示发热体6包括金属片基体5、包裹在金属片基体5上的绝缘介质层2，印刷在绝缘介质2上的具有设定电阻的厚膜电阻3，厚膜电阻3的两端直接采用导线与电池相连，或者与设置在底座1内的电极4电连接，电极与电池相连。本实施例中，厚膜电阻3可以设置在绝缘介质层2单面的表面或者双面的表面，根据需要设置。金属片基体5在具有较高的机械强度下仍然保持着一定的韧性，良好的导热性和易加工性，特定牌号的金属片在特定的工艺下表面能烧制绝缘介质层2，如玻璃釉料。
绝缘介质层2烧制在金属片基体5的表层，绝缘介质层2有较高的绝缘性，同时绝缘介质层2材料的膨胀系数接近金属片基体5的膨胀系数且两者的膨胀系数相匹配，保证在热胀冷缩过程不发生开裂；厚膜电阻3印刷在绝缘介质层2上，形成电阻电路，通电后由厚膜电阻3把电能转换成热能；电极4作用是与电池连接、导电，把电流能传递到厚膜电阻3。
实施例2和实施例3如图3和图4所示，实施例2中具有两块发热体如图3所示的标号7和标号8所示，它就是一种发热片，与实施例1中的发热体6是一致的，只是根据需要形状有所变化。如图4所示是实施例3的结构图，该实施例采用了三片发热体9、10、11，在实际过程中根据需要可以有多个发热体，这样***香烟内，分散加热，可以使加热更加均匀。与现有的技术方案相比，本实施例涉及的结构和工艺可使电子烟的使用性能得到良好改善，发热片属于整个烟具的核心部分，一旦损坏整个烟具就报废了，本实施例可以很大程度的杜绝这个断裂的风险，极大的延长这个烟具的使用寿命大大降低了使用过程的脆断风险，提高了使用寿命，同时单片体积做得更小，实现了双片及多片加热片***烟支加热，烟支烟叶烘烤更均匀，口感得到提升，增加用户体验感。实施例3中，对于三个发热体9、10、11，实施例2中的两个发热体7、8，接电文方式上可以是串连或者并联，如实施例2中两个发热体7、8串连连接后，再接入电池，当然，也可以根据需要并联以后接入电池，这样，可以分别设置电源开关，实践上，两个发热体可以采用不同的功率，一个大功率的，一个较小功率的，当将发热体***到纸烟里时开始抽烟时，可以两个发热体都加电，这样将会很快达到预定的温度，抽烟了，当达到温度以后可以关闭一个发热体，只留下大功率的发热体工作，再过一会可以变换为只有小功率的发热体工作，总之，可以根据需要设定开关。对于实施例3，三个发热体的连接方式可以很灵活，可以三个串连或者三个并联，也可以两个串连以后再并联另外一个，同样也可以两个并联以后再串连另一个发热体，总之连接方式是非常灵活的，消费者可以根据自己的想法灵活选择，在实践中用多个开关由消费者自己来选择，增强用鼻音讲用户体验。
实施例2和实施例3针对烟支热量分布不均的问题，采用的技术方案是，采用双片及多片结构，减少烟支外层烟草到发热片的距离，从而减小温度差。厚膜电路式发热片以金属为基体在保证了强度及韧性的情况下，厚度能做到陶瓷片状发热体厚度的1/2甚至更薄，因此，结构做成了双片及多片依然可以保证顺畅地***到烟支的内部。
本实施例中，金属基片5的形状包括平面片体，曲面片体，变截面片体、等截面片体的至少一种；金属片基体5单片的宽度在0.1mm-6mm，厚度在0.1mm-2.0mm，的高度在1mm-50mm之间即可；金属片基体5材料包括不锈钢、铁合金、铝合金、钛合金以及镍合金的至少一种；绝缘介质层2的材料主成分包括微晶玻璃、非晶玻璃、晶态玻璃及陶瓷玻璃复合介质的至少一种。厚膜电阻3中电阻浆料主成分包括Ag-Pd、Ag、Au、SnO、RuO2、MoO3、W、Mo-Mn和Cu等粉体的至少一种，电阻浆料中还可以含碳，但只能与其它粉体一起使用，不能单独用；电极4材料包括Ag、Au、Cu、Ag-Pd和Ni的至少一种；厚膜电阻3阻值在0.1Ω-10Ω；电阻浆料的印刷方式包括单段印刷、两段印刷、以及多段印刷至少一种，同时包括在片体的单面印刷和双面印刷的至少一种；绝缘介质2层厚度在1μm-500μm，电阻层厚度1μm-400μm。
如图5所示是本实施例的电子烟加热元件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、在金属基体表面印刷绝缘介质材料；
步骤2、绝缘介质材料干燥；
步骤3、绝缘介质层烧成；根据需要， 印刷和烧成可以分几次完成。介质层烧结至少一层，在氧化气氛中烧结，每层烧结时间在20min-240min，烧结温度在700℃-1100℃。
步骤4、在绝缘介质上按照设定的图案印刷电阻浆料；
步骤5、电阻浆料干燥；
步骤6、厚膜电阻烧成。厚膜电阻浆料在氧化气氛中烧结，烧结温度在650℃到1000℃，烧结时间15min-180min。
另外，本实施例中，电极4也是通过印刷和烧成到厚膜电阻两端的，将Ag、Au、Cu、Ag-Pd和Ni浆料印刷到设定的区域，然后烧成，再印刷、再烧成，如此多次也就形成了电极4层。
Claims (10)
1.一种电子烟加热元件，包括底座(1)，设置在底座(1)上的至少一片发热体；其特征在于：所述的发热体包括金属片基体(5)、覆盖在所述的金属片基体(5)上的绝缘介质层(2)，印刷在所述的绝缘介质(2)上的具有设定电阻的厚膜电阻(3)，所述的厚膜电阻(3)的两端与电电池连接。
2.根据权利要求1所述的电子烟加热元件，其特征在于：所述的厚膜电阻(3)均布在所述的绝缘介质层(2)的外侧。
3.根据权利要求2所述的电子烟加热元件，其特征在于：印刷所述的厚膜电阻(3)的电阻浆料主要成分包括Ag-Pd、Ag、Au、SnO、RuO2、MoO3、W、Mo-Mn和Cu粉体中的至少一种或者数种混合。
4.根据权利要求3所述的电子烟加热元件，其特征在于：所述的厚膜电阻(3)厚度为1μm-400μm，阻值在0.1Ω-10Ω之间。
5.根据权利要求1所述的电子烟加热元件，其特征在于：所述的基体(5)为不锈钢、铁合金、铝合金、钛合金以及镍合金的至少一种，所述的基体(5)为宽度0.1mm-6mm，厚度0.1mm-2.0mm，高度1mm-50mm的平面片体、曲面片体、变截面片体或等截面片体。
6.根据权利要求1所述的电子烟加热元件，其特征在于：所述的绝缘介质层(2)为微晶玻璃、非晶玻璃、晶态玻璃或者陶瓷玻璃复合介质；所述的绝缘介质层(2)的厚度为1μm-500μm。
7.一种根据权利要求1所述的电子烟加热元件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、在金属基体表面印刷绝缘介质材料；
步骤2、绝缘介质材料干燥；
步骤3、绝缘介质层烧成；
步骤4、在绝缘介质上按照设定的图案印刷电阻浆料；
步骤5、电阻浆料干燥；
步骤6、厚膜电阻烧成。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的金属基体为不锈钢、铁合金、铝合金、钛合金以及镍合金的至少一种，是一种宽度0.1mm-6mm，厚度0.1mm-2.0mm，高度1mm-50mm的平面片体、曲面片体、变截面片体或等截面片体。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的绝缘介质材料为微晶玻璃、非晶玻璃、晶态玻璃或者陶瓷玻璃复合介质。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的电阻浆料包括Ag-Pd、Ag、Au、SnO、RuO2、MoO3、W、Mo-Mn和Cu粉体中的至少一种或者数种混合。
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