CN117729955A - 一种雾化器芯及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
标题:一种雾化器芯及其制造方法摘要:提供了一种雾化器芯、雾化器芯基板和雾化器芯底板的制造方法,以及采用该方法的气溶胶生成装置。在一个实施例中,雾化器芯包括有第一表面和第二表面的芯体。所述芯体体包括基板和加热器,并有多条通道在所述第一表面和所述第二表面之间延伸,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面通过所述基板和所述加热器转移到所述第二表面,所述加热器适用于对所述气溶胶前驱体进行加热从而在所述第二表面形成气溶胶。在其他实施例中,在基所述板和所述加热器之间设置有隔热器,该隔热器适用于将部分所述基板至少与所述加热器产生的热隔绝开来。
Description
技术领域
本发明一般涉及到雾化应用。更具体地说,本发明涉及气溶胶生成装置的雾化器芯和雾化器芯的制造方法。
发明背景
气溶胶生成装置,也称为气溶胶吸入器或汽化器,包括气溶胶前驱体材料加热组件,以产生供用户吸入的气溶胶。这些组件会存在一个问题,就是它们可能产生一些有害和潜在有害的成分(HPHC)。此外,先前已知的装置不能将气溶胶剂量控制在期望控制的水平。
需要对气溶胶生成装置的组件进行改进,以解决先前已知装置上存在的一个或多个问题(如上概述)。
发明内容
一方面,本发明提供了雾化器芯,包括:具有第一表面和第二表面的芯体,所述芯体包括基板、加热器和设置在所述第一表面和所述第二表面之间的隔热器,所述隔热器设置在所述基板和所述加热器之间;以及有多条通道在所述第一表面和所述第二表面之间延伸,用于将气溶胶前驱体材料从所述第一表面通过所述基板,所述隔热器和所述加热器转移到所述第二表面,所述加热器适用于对所述气溶胶前驱体进行加热以在所述第二表面形成气溶胶,并且所述隔热器适用于将部分所述基板至少与所述加热器产生的热隔绝开来。
另一方面,发明提供了雾化器芯,其包括:具有第一表面和第二表面的芯体,所述芯体包括由导电材料制成的基板;以及有多条通道在所述第一表面和所述第二表面之间延伸,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面通过所述基板转移到所述第二表面,所述基板的所述导电材料适用于对所述气溶胶前驱体进行加热以在所述第二表面形成气溶胶。
另一方面,发明提供了雾化器芯,其包括:具有第一表面和第二表面的芯体,所述芯体包括由硅材料制成的基板;以及有多条通道在所述第一表面和所述第二表面之间延伸,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面通过所述基板转移到所述第二表面,所述基板的所述导电材料适用于对所述气溶胶前驱体进行加热以在所述第二表面形成气溶胶;其中,所述基板用扩散作用或离子植入进行处理以实现导电,和产生热量对气溶胶源进行加热。
另一方面,本发明提供了一种雾化器芯基板的制造方法,其包括:提供了玻璃基板;用激光在选定位置处理所述玻璃基板以对所述选定位置处的玻璃基板特性进行修改;以及对所述玻璃基板进行蚀刻以在所述选定位置形成多个穿孔。
另一方面,本发明提供了一种制造雾化器芯基板的方法,其包括:提供硅质基板;在所述硅质基板表面的选定位置对所述硅基板用光刻胶制作图案;在所述硅质基板上进行蚀刻以在所述选定位置形成多个穿孔。
另一方面,本发明提供了一种雾化器芯基板的制造方法,其包括:提供了化学溶液中的电解槽负极上的基板;提供了作为所述电解槽阳极的电极引脚阵列;在所述穿孔探针阵列和所述负极之间施加电压以腐蚀所述化学溶液中的所述基板;并在所述基板的选定点上形成穿孔。
另一方面,所述方法是多孔阳极氧化(PAO)法,所述基板由铝制成。
在另一个方面,提供了一个雾化器芯的基板,其包括:第一个区域,包括由通过所述基板底面和顶面的多个穿孔,其中,当雾化器芯在用时气溶胶通过所述穿孔从所述底面流向所述顶面;和一个或多个与所述第一区域相邻的第二区域,所述一个或多个第二区域包括多个隐蔽穿孔,其中每个所述隐蔽穿孔穿过所述基板的所述底面,并向所述顶面延伸一定深度,并在所述顶面之前的一端截止。或者,隐蔽穿孔开口朝向顶面,但在所述底面之前的一端截止。
在另一个方面,提供了一个雾化器芯的基板,其包括:第一个区域,包括由通过所述基板底面和顶面的多个穿孔,其中,当雾化器芯在用时气溶胶通过所述穿孔从所述底面流向所述顶面;和一个或多个与所述第一区域相邻的第二区域,所述一个或多个第二区域包括一根或多跟隐蔽管线,其中每根所述隐蔽线槽穿过所述基板的所述底面,并向所述顶面延伸一定深度,并在所述顶面之前的一端截止。或者,隐蔽管线开口朝向顶面,但在所述底面之前的一端截止。
另一方面,提供了雾化器芯的基板,其包括:第一基板部分和第二基板部分,所述第一和第二基板部分各具有多个通孔;并且在所述第一基板部分和所述第二基板部分之间可有间隙,也可没有间隙。
附图说明
通过实例参考附图,附图显示了本申请的实施例,其中:
图1是根据本发明实施例的配有雾化器芯的气溶胶生成装置示意图视图。
图2为图1中雾化器芯的部件分解图;
图3是根据本申请另一实施例的雾化器芯部件分解图;
图4是根据本申请另一实施例的雾化器芯截面图;
图5是根据本申请另一实施例的雾化器芯部件分解图;
图6A是根据本申请另一实施例的雾化器芯基板俯视图;
图6B为图6A所示基板沿A-A线的截面图;
图7A是根据本申请另一实施例的雾化器芯基板的俯视图;
图7B为图7A所示基板沿B-B线的横截面图;
图8A是根据本申请另一实施例的雾化器芯基板的透视图;
图8B为图8A所示基板沿A-A线的截面图;
图8C为与图8A所示基板一起使用的衬垫透视图。
图9是根据本申请另一实施例的雾化器芯部件示意图;
图10A-10B是根据本申请另一实施例的两个雾化器芯示意图;
图11A-11B是根据本申请另一实施例的两个雾化器芯示意图;
图12是根据本申请另一实施例的雾化器芯示意图;
图13是根据本申请另一实施例的雾化器芯示意图;
在不同图中用类似的参考数字来表示类似部件。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的气溶胶生成装置200的示意图。气溶胶生成装置200包括外壳202、衔口204、气溶胶前驱体材料208(本文也称为气溶胶前驱体或气溶胶源)的存储器206、电源210和雾化器芯10。雾化器芯10包括具有第一表面214和第二表面216的芯体212。第一表面214和第二表面216彼此相对平行布置。第一表面214位于储存器206附近用于接收气溶胶前驱体208。第二表面216为从气溶胶前驱体208产生气溶胶的地方。参见雾化器芯10或其组件(例如基板)和替代实施例,第一表面214在此还被称为底面。同样,参见雾化器芯10或其组件(例如基板)和替代实施例,第二表面216在此也被称为顶面。
参见图2,芯体212包括基板12、隔热体14和加热器16。在芯体212中第一表面214到第二表面216之间布置了多个穿孔18(再次也称为通道或微通道),用于将气溶胶前驱体208从第一表面214通过基板12、隔热体14和加热器16转移到第二表面216。如图2和其他图所示,多个穿孔18最好保持直径一直,且相邻穿孔之间分布均匀或保持均匀间距。每个穿孔18包括在第一表面214处的第一开口18a和第二表面216处的第二开口18b。穿孔18与气溶胶前驱体208保持流体连通,其中气溶胶前驱体208从第一开口18a进入每个孔眼,并从第二开口18b离开每个孔眼18,其在此变成气溶胶。在该实施例中,第一表面214和第二表面216为平面。第一表面214有第一区域A1,第二表面216有第二区域A2。在该实施例中,芯体212为具有长度L、宽度W和均匀厚度T的盒形芯体。芯体212也可以为其他实施例所示的其他形状。
穿孔18可用激光在选定位置通过芯体212一次成形。
或者,穿孔18可先在所述基板12中形成。随后在所述基板12上形成所述隔热体14,然后在所述隔热体14上形成所述加热器16,并且随后可通过薄膜沉淀工艺在所述加热器16上形成所述钝化层19或其他层。由于所述薄膜沉积工艺形成原子级薄膜,例如在10-10米级,并且所述基板12上所述穿孔18的尺寸更大,例如10-7米级或以上,因此隔热体14、加热器16和由各自薄膜形成的钝化层19上的穿孔尺寸18基本上与基板12相同。通过在基板12上进行丝网印刷,可在隔热体14、加热器16和钝化层19上形成穿孔18,其与通过所有层形成的穿孔尺寸18大致相同。穿孔18也可以通过其他适用技术形成。在基板12、隔热体14、加热器16和钝化层19中各形成的所述穿孔18共同在芯体212第一表面214和第二表面216之间形成穿孔18。
穿孔18的直径可从15纳米至250微米,推荐采用100纳米至50微米。在一些实例中,基板12、隔热体14、加热器16、钝化层19的所述穿孔直径可能也不同。例如,所述第一表面214处的所述穿孔18的直径可能大于所述第二表面216上的所述穿孔18的直径,例如打动500微米(um)或以上(换句话说,穿孔可以在第一表面214和第二表面216之间从较大直径逐渐减小到较小直径)。
所述穿孔18的横截面可为圆形、椭圆形、正方形、三角形、矩形或任何其他所需形状。为更好地控制剂量,建议所有所述穿孔18都在所述芯体212中保持一致的横截面形状。
隔热体14设置在基板12和加热器16之间。隔热体14可包括沉积在基板12上的层或膜。隔热体14的长L和宽W最好与芯体212相同,且最好厚度保持均匀,该厚度因绝缘材料和汽化要求不同可能会有所变化。在某些情况下,绝缘子14可以由低导热材料制成,如Al2O3、SiO2、ZrO2、HfO2、ZnO和TiO2。
加热器16可包括沉积在隔热体14上的层或膜。加热器12的长L和宽W最好与芯体212相同,并且最好保持均匀厚度,例如小于20微米。配备加热器16以生成所需热量,对所述气溶胶前驱体208进行加热气化以产生气溶胶。
在一些实施例中,在有穿孔18的基板12形成之后,可以用金属或合金薄膜、导电低氧薄膜或涂层或金属箔直接粘合形成所述隔热体14和所述加热器16。由于所述加热器16使用具有不同电阻率特性的材料,因此其加热特性而有所不同。在一些实施例中,所述加热器16由生物相容金属或生物相容金属合金或Ni-Cr合金制成。生物相容性金属包括Al、Ti、Ta、Zr、Pt、Au、Ag、Pd、Re、Yb、Y、Ce、La、Hf、Si及其合金,以及医用不锈钢。
因此,隔热体14可使加热器16到所述基板12之间进行热传递而产生的热损失有所减少或消除。相应地,隔热体14可使所述雾化器芯10在通过所述雾化器芯10的加热器16将所述气溶胶加热到所需温度时更有效且速度更快。这有助于提高第一次喷出的气溶胶体积,提高用户体验。因此,通过所述隔热体14,所述雾化器芯10的雾化性能,如安全性、味道、体积、蒸汽产生速度等得到改善。通过减少热损失,所述隔热体14还使所述加热器16加热气溶胶源所需的功率有所节省,特别是当所述基板12的导热性很高时。
在一些实施例中,所述隔热体14还可为所述基板12和所述加热器16之间的缓冲层,以在雾化过程中提高所述雾化器芯10的机械和热性能。
在一些实施例中,所述雾化器芯10可进一步包括沉积在所述加热器16所述暴露表面上的钝化层19。所述钝化层19保护所述加热器16避免氧化。在一些实施例中,如所述加热器16由抗氧化材料制成,例如Pd-Ag合金或Pt、Au、Pd、Re、金属、或其合金、医用不锈钢或Ni-Cr合金等,则可无需钝化层19。在一些实施例中,由金属或合金薄膜制成的加热器16可包括额外钝化层19,用于在气溶胶生成时期保护加热器16免受氧化。
在一些实施例中,所述雾化器芯10可进一步包含一对电极17a和17b,用于从电池等电源210中向加热器16供电。所述电极17a和17b由导电性良好的生物相容性材料制成,如银。所述电极17a和17b最好与加热器16发生实质性接触。所述雾化器芯10利用加热器16对气溶胶源208进行加热,以在所述雾化器芯10的所述第二表面216处产生气溶胶。在一些实施例中,如加热器16由Ti或Ta等导电材料或Ti或Ta或其合金箔制成,并且导电材料厚度足够,例如达到20um以上,则所述雾化器芯10中无需所述电极对17a和17b。如果包含有钝化层19,则钝化层19由导电材料制成,例如金或Au-Ag合金。
图3示出了雾化器芯20的另一实施例。类似参考数字用于指代本文中所述实施例的类似元件。所述雾化器芯20包括具有第一(或底部)表面214和第二(或顶部)表面216的芯体212。芯体212包括由导电材料制成的基板22。所述基板22上有由多个穿孔22a形成的多条微通道。气溶胶可通过所述多个穿孔22a从所述基板22的所述第一表面214流动到所述第二表面216。配置所述基板22以产生热量,从而对所述气溶胶源进行加热或气化以产生气溶胶。所述基板22最好由SiC、金属或碳基陶瓷、导电硅单晶或多晶制成。通过所述导电材料,当从电源210(如电池)向基板22提供电源时,基板22可以产生热量。所述基板22照此也可作为基板和加热器使用。因此,所述雾化器芯20的结构比现有雾化器芯更简单。
在一些实施例中,所述基板22可通过金属箔粘合工艺制成,以形成所述基板和所述加热器。例如,Ti,Ta或其他生物金属或其合金可以直接粘合到玻璃,晶体或陶瓷基板上,形成可作为所述加热器使用的所述基板和导电层。在另一个实施例中,钛箔可直接粘合到蓝宝石表面或石英玻璃或其他基板上。如上所述,可按照与雾化器芯10的穿孔18的相似方式来形成穿孔22a。
在一些实施例中,所述雾化器芯20可进一步包括放置在所述基板22顶面的钝化层24。所述钝化层24保护所述基板22免受氧化。所述钝化层24可由抗氧化材料制成,如Al2O3、SiO2、ZrO2、HfO2、TiO2或ZnO。在一些实施例中,如果所述基板22也用抗氧化材料制成,则所述雾化器芯20中无需所述钝化层24。
在一些实施例中,所述雾化器芯20可进一步包括放置在所述基板22或钝化层24的顶面上的一对电极26a和26b,用于从电源向所述基板22供电以产生热量。在任何一种情况下,所述电极26a和26b可由具有良好导电性的材料制成,例如银等。所述电极26a和26b与所述基板22进行电气通信。如果所述钝化层24也导电,则可以无需所述电极对26a和26b。
在图3的实施例中,所述钝化层24的穿孔图形与所述基板22相同,并且可通过薄膜沉积工艺或前面所述的其他工艺制成。所述钝化层24不会堵塞所述基板22的穿孔22a或微通道,从而所述气溶胶源可流向所述基板22的顶面。
图4示出根据另一实施例的雾化器芯30。所述雾化器芯30包括具有第一表面214和第二表面216的芯体212。芯体212包括用硅制基板32。所述芯体212包括由多个穿孔32a形成的多条微通道。气溶胶源可从所述多个穿孔32a从所述芯体212的所述第一表面214流动到所述第二表面216。如上所述,可用与雾化器芯10的穿孔18的类似方式形成穿孔32a。
在图4的实施例中,可对所述硅基板32进行处理以便进行导电。例如,可通过扩散或离子注入等方式对所述硅基板32进行处理以形成顶层34。例如,扩散或离子注入的深度可能小于10微米。离子注入是一种低温工艺,包括特定元素离子向所述硅基板32加速运动,改变了所述硅基板32的化学和物理性质。离子注入具有等向性和方向性。使用扩散技术是将杂质引入硅基板。
扩散具有等向性,包括横向扩散在内。通过扩散或离子注入对层34进行处理,所述层34电阻率低,例如电阻为10-1-10-5Ω/m。由于所述处理层34电阻率低,因此其可以进行导电。因此,所述处理层34可作为加热器使用。当向所述层34供电时,所述被处理层34可产生热量,用于将所述表面34上弥散的所述气溶胶源制成气溶胶。在一种替代实施例中,所述硅基板32可通过扩散或离子注入进行进一步处理,以在基板32和顶层34之间形成SiO2隔热层。
图5示出了根据本申请另一实施例的雾化器芯40。在图5的实施例中,所述雾化器芯40包括具有第一表面214和第二表面216的芯体212。芯体212包括管式基板44和管式加热器42,用于覆盖管式基板44的内表面。在所述基板44和所述加热器42之间添加隔热体。在所述加热器42上可以增加钝化层。
所述芯体212包括由多个穿孔44a形成的多条微通道。通过所述多个穿孔44a气溶胶源可从所述管式基板44的外表面流向位于所述管式基板44所述内表面的所述管式加热器42,以生成气溶胶。如上所述,可以与雾化器芯10的穿孔18相类似的方式形成穿孔44a。
在一些实施例中,如气溶胶源位于所述管式基板44的所述外表面处,则气溶胶源通过所述多个穿孔44a可从所述外表面流向所述管式基板44所述内表面的所述加热器42处,以生成气溶胶。在一些实施例中,如所述气溶胶源位于所述管式基板44的所述内表面处,则通过所述多个穿孔44a,所述气溶胶源可从所述内表面流向位于所述管式基板44的所述外表面上的所述加热器42处,以生成气溶胶。
所述管式加热器42可用由与图2和图3实施例中所述加热器16相同的材料制成。所述管状基板44可由图4实施例中所述基板22材料或图4实施例中经扩散或离子注入处理的硅基板层34材料制成。在这种情况下,无需管式加热器42。当向所述管式基板44供电时,可以选择所述管式基板44的所述内表面或外表面来产生热量,以便在所述管式基板44处用所述气溶胶源产生气溶胶。
在上述雾化器芯10、20、30和40的实施例中,由所述芯体212穿孔形成的所述微通道与所述芯体212的所述第一和第二表面214和216基本保持垂直,或者在所述微通道与所述芯体212的所述第一和第二表面之间形成任何夹角。
图6A和6B根据本申请的另一实施例示出了基板50。在图6A和6B实施例中,所述基板50可包括第一区域52和第二区域54和56。每个第二区域都可与所述第一区域52相邻。
如图6A的实施例所示,所述第一区域52包括多个穿孔52a。如图6B所示,每个穿孔52a都穿过所述基板50的所述底面214和所述顶面216,从而形成微通道。在基板50的实施例中,穿孔52a基本呈直线型,并且基本上与所述基板50的所述顶面和所述底面214,216相垂直。所述穿孔52a也可基本保持垂直,但与所述基板50的所述顶面216或底面214形成任何夹角。当所述基板50作为雾化器芯使用时,所述气溶胶源通过所述穿孔52a从所述底面214流向所顶表面216。
所述第二区域54和56各包括多个盲孔54a或56a。如图6B所示,每个盲孔54a和56a都穿过所述基板50的所述底面214。每个所述盲孔54a和56a都向所述顶面216延伸一定深度,终止于所述顶面216穿孔前的一端。延伸深度小于所述基板厚度50。因此,当所述基板50作为雾化器芯使用时,所述气溶胶源并不在区域54和56中从所述底面214流向所述顶面216,终止于所述穿孔54a或56a的末端,或终止于所述底面214与所述穿孔54a或56a末端之间的某一点。因此,当使用包含所述基板50的雾化器芯时,在雾化期间可将所述气溶胶源存储在所述盲孔54a和56a中。所述盲孔54a和56a也可储存膨化后的冷凝残余气溶胶。相反,所述第一区域52中的所述气溶胶源仅通过所述基体50的所述穿孔52a形成的所述微通道至所述雾化器芯的所述顶面216,从而产生气溶胶。
在另一实施例中,部分或全部所述盲孔54a和56a可穿过所述基板50的所述顶面216。所述盲孔54a和56a向所述底面214延伸一定深度,直至在盲孔延伸至所述底面214之前终止。所述深度小于所述基板的所述厚度50。
由所述盲孔54a和56a形成的所述第二区域54或56的长度可与所述第一区域相同,或比它长,亦或是比它短。
在一个实施例中,每个所述盲孔54a和56a可与所述底表面214保持700um的深度,并且其直径为30um。每个所述穿孔52a在从所述底面214到所述顶面216之间保持1mm的深度。所述盲孔54a和56a总计可能超过数百或数千个,如有396个盲孔。所述第二区域的总面积约为700um2左右。所述基板50的总面积可约为28,000um2,所述基板的总体积可超过1.95亿um3。
所述穿孔阵列根据功能不同形状也可不同。
在图6A的实施例中,所述第一区域52基本呈矩形,因此具有上边、下边、左边和右边。所述基板50包括与所述第一区域52所述上边相邻的第二区域54和与所述第一区域52下边相邻的第二区域56。所述基板50还包括位于所述第一区域52左边和/或右边的一个或多个附加第二区域。
所述第一区域52可为任何所需形状,例如圆形或其他多边形。所述基板50可包括与所述第一区域52一个或多个边相邻的一个或多个第二区域。例如,如所述第一区域52为圆形,则所述第二区域可包括多个盲孔54a和56a,从而形成一个或多个弧形,与所述第一区域52的圆周相邻,或形成一个或多个围绕所述第一区域52的完整圆环。
图7A和7B示出了基板60的另一个实施例。所述基板60可包括第一区域62和一个或多个第二区域64和66。每个第二区域可与所述第一区域62的一边相邻。
如图7A的实施例所示,所述第一区域52包括多个穿孔62a。所述穿孔62a与图6A和6B中所示所述穿孔52a相同。
所述第二区域64和66各包括一条或多条隐蔽线64a和66a。在FIG7A和7B的实施例中,每个所述第二区域64和66各包括两条隐蔽线。如图7B所示,每条所述隐蔽线64a和66a基本上都为直线,与所述第一区域62的一边相邻。每条隐蔽线64a或66a也可为其他所需形状,如波浪线。每条所述隐蔽线可在所述基板60的所述底面214处形成,并向所述基板60内延伸至所需深度。所述深度小于所述基板厚度60。每条所述隐蔽线64a和66a均在其到达所述基板60的所述顶面216之前在一端伸向所述基板。在图7B的实施例中,所述底面214处所述隐蔽线的所述孔径可能要宽于尾端。在一些实施例中,所述底面214处所述隐蔽线孔径可与所述末端相同,或比其要窄。
在另一实施例中,一条或多条所述隐蔽线可在所述基板60的所述顶面216处形成,并向所述基板60的所述底面214延伸至所需深度。所述深度小于所述基板厚度60。
由所述隐蔽线64a和66a形成的所述第二区域64和66可与所述第一区域62的所述长度相等,或比其长,亦或是比其短。
与图6A和图6B中的所述盲孔54a和56a类似,当所述基板60作为雾化器芯使用时,所述隐蔽线64a和66a中的所述气溶胶源不从所述基板60的所述底面214流向所述顶面216。所述气溶胶源停在所述隐蔽线64a或66a的末端,或停在所述底面214与所述隐蔽线64a或66a末端之间的某个点。因此,当使用包含所述基板60的雾化器芯时,在雾化期间可将所述气溶胶源存储在所述隐蔽线64a和66a中。所述隐蔽线54a和56a也可储存雾化后凝聚的气溶胶源。
在图7的实施例中,所述第一区域62基本呈矩形,因此有上边、下边、左边和右边。所述基板60包括位于所述第一区域62所述上边和下边的两个第二区域64和66。所述基板60还包括位于所述第一区域62所述左边和/或右边的一个或多个附加第二区域。
所述第一区域62可为任何所需形状,例如圆形或其他多边形。所述基板60可包括与所述第一区域62一个或多个边相邻的一个或多个第二区域。例如,如所述第一区域62为圆形,则所述第二区域可包括一个或多个弧形,与所述第一区域52的圆周相邻,或形成一个或多个围绕所述第一区域62的完整圆环。
在一个实施例中,每条所述隐蔽线64a和66a中距所述底面214的深度为700um。所述通孔62a的深度约为1mm。每条所述隐蔽线64a和66b均为长度超过5000um2的直线;所述隐蔽线64a和66a总计可为2条,分别位于所述第一区域62的所述上边和下边。所述底面孔径的宽度约30um。所述隐蔽线的总面积可能在150,000um2以上。所述基板60的总面积约为630,000um2,所述基板的总体积在4亿um3以上。
如上所述,当所述雾化器芯通电时,所述加热器受热,使所述气溶胶源汽化。从所述受热区域到所述基板边缘的传热量有所减少。因此,可用更多能量来对所述气溶胶源进行汽化,以在所述相同功率下产生更多的气溶胶。
由于向所述第二区域54和56处所述基板50的所述边缘传递的热量较少,以及向所述第二区域64和66处所述基板60的所述边缘传递的热量较少,因此由所述雾化器芯的所述加热器产生的热量在所述第一区域52和62处集中。因此,每个所述第一个区域52和62处的能量更为集中。因此,所述气溶胶源通过所述基板50或60更容易以更快的速度进行汽化。同样,由于包含所述基板50或60的所述气溶胶生成装置能够以较小功率就可以在所述第一区域52或62达到所需温度,因此实现了节能。
由于所述第二区域54和56或64和66的所述顶面216处的温度较低,因此包括所述基板50或60的雾化器芯周围可以包括例如塑料,从而拥有更好的密封性能,所述雾化器芯密封性能更好。例如,周围材料的物理特性和机械强度不太可能因为所述基板50或60的所述第一区域高温而遭到破坏或出现变质。
所述基板50和60可为如上所述的雾化器芯10、20、30和40的所述基板。所述基板50和60也可为任何雾化器芯的所述基板,用于从气溶胶源产生气溶胶。
图8A-8C示出了根据另一实施例的基板70。所述基板70包括第一基板部分70a和第二基板部分70b,以及位于所述第一基板部分70a和所述第二基板部分70b之间的层70c。所述层70c在所述第一基板部分70a和所述第二基板部分70b之间形成气溶胶源膜。
所述第一基板部分70a有多个通孔74。所述第二基板部分70b有多个通孔78。每个所述通孔74和78形成了微通道。所述气溶胶源可通过穿孔78形成的微通道从所述第二基板部分70b的所述底面214流向所述第二基板部分70b的所述顶面215。随后所述气溶胶源可到达所述70c层。所述气溶胶源可通过穿孔74形成的微通道从所述层70c流向所述第一基板部分70a的所述底面217,然后流向所述第一基板部分70a的所述顶面219,以便在用所述雾化器芯雾化时在所述雾化器芯的所述顶面产生气溶胶。
在图8A-8C实施例中,所述通孔78在一般情况下与所述通孔74对齐。在一些实施例中,所述通孔78可能并没有与所述通孔74对齐。在任何一种情况下,来自所述通孔78的气溶胶源首先流向所述层70c,并在所述第一基板部分70a和所述第二基板部分70b之间的所述层70c处形成气溶胶源膜。然后,所述气溶胶源可从所述层70c流向所述通孔74,以便在包括所述基板70的雾化器芯所述顶面产生气溶胶。
例如,所述雾化器芯可为上述雾化器芯10、20、30和40,或包括所述基板70的任何雾化器芯。
在一些实施例中,所述层70c可为吸收气溶胶源的材料,如棉花。在一些实施例中,所述层70c可我所述第一基板部分70a和所述第二基板部分70b之间形成的自由空气间层。例如,在所述第二基板部分70b的左端和右端各通过衬垫70d形成空气间层。所述衬垫70d可用氧化铝箔或任何其他合适材料制成。
通过所述层70c,所述基板70的所述顶面219(所述第一基板部分70a的所述顶面219)和所述基板70的所述底面214(所述第二基板部分70b的所述底面214)之间的温差大幅度增加。在实施例中,所述第一基板部分70a和所述第二基板部分70b各为0.5mm的蓝宝石,所述层70c为0.1mm的气溶胶源层。所述基板70的所述顶面219与所述底面214之间的温差约为72K。相比之下,采用1mm蓝宝石的所述基板70的所述顶面219与所述底面214之间的温差约为8K,采用0.5mm蓝宝石的所述基板70的所述顶面219与所述底面214之间的温差约为4K。
照此,所述层70会使所述所述基板70的所述顶面219与所述基板70的所述底面214之间的温差大幅增加,通过此所述层70,从所述基板70的顶面219传到所述基板70的所述底面214的热量显著减少。换句话说,所述基板的所述热损失大大减少。因此,由于热损失减少,包括所述基板70的雾化器芯可具有更好的汽化性能,并可利用所述雾化器芯节省气溶胶生成装置的电池用电量,降低所述微通道中气溶胶源泄漏和堵塞的风险。此外,温度降低还可改善蒸发的均匀性,即首先减少低沸点成分蒸发的可能性。因此,具有基板70的所述雾化器芯对雾化性能有所改善。
在雾化器芯10、20、30和40的实施例中,通过修改雾化器芯所述第二表面216的表面特征,可以进一步改善所述雾化器芯的雾化性能。例如,E-cig,WO3/ZrO2,WO3/TiO2,SiO2/Al2O3,TiO2表面可以作为催化剂使用,促进植物甘油(VG)反应生成丙烯酸醛或烯丙醇,两者在气溶胶中都为HPHC。可对所述第二表面216进行改进,以提高反应能垒,从而避免这种化学反应,并使蒸发只是一种物理现象,而不是化学现象。例如,可以将碳层作为蒸发界面以提高反应能垒。所述第二表面216的表面特性改进可以改善所述微通道内的液体流动性以及所述雾化器芯的所述第二表面216上流体的分布或扩散。如上所述,所述芯体212的所述第二表面216可为所述加热器的所述顶面,或者,如所述雾化器芯包括钝化层,则可为所述钝化层的所述顶面或所述钝化层上的其他功能层。表面改进可以控制所述气溶胶源与所述第二表面之间以及所述气溶胶源与所述微通道表面之间的润湿性能。
例如,所述雾化器的所述芯体的所述第二表面216可用金或银薄膜制成,该薄膜可以容易地被THC油浸湿,这意味着THC油可以均匀地分布在所述第二表面216上。如果接触角小于90度,则表明所述表面被浸湿。保持湿润可以使液体与固体表面保持接触,这是两者聚集在一起时分子间相互作用造成的结果。润湿程度(润湿性)由粘合剂和内聚力之间的力平衡状态决定。湿润可对气体、液体和固体这三相物质进行处理。所述雾化器芯的所述第二表面216也可是小硅酮分子顶面,可以很容易地除去E-juice;经离子或等离子体处理的顶面也可以改变雾化器芯的润湿性能。湿化程度可通过所述顶面处理所需的功率持续时间和强度来控制。例如,经等离子体处理后的TiO2表面,随着等离子体处理时间和强度的增加,其连续湿润性能可从完全不湿到用水完全浸湿。
在一些实施例中,通过增加热分解反应的能垒,在雾化器芯10、20、30和40的所述第二表面216可形成抗催化剂层。例如,在图4中,在所述第二表面216上形成了一层抗催化剂层36,这使得气溶胶生成性能保持一致,与物理气溶胶生成的方式相同。可将能垒提高到一定程度,以控制热分解或热解反应。气溶胶中的有害和潜在有害成分(HPHC)是由气溶胶源中有机成分的热分解或热解反应或成分之间的其他化学反应产生的。热分解的活化能随气溶胶生成界面的不同而变化。增加化学反应的能垒可以防止有机成分的热分解。例如,使用金表面可以增加能量势垒。例如,如雾化器芯的所述第二表面216为WO3/ZrO2,WO3/TiO2,SiO2/Al2O3,TiO2表面,则植物甘油(VG)在雾化过程中很容易形成丙烯酸醛或烯丙醇。碳层可用于此。
由于雾化器第二表面216的朝向不同,因此雾化器会具有不同的气溶胶生成性能。当所述第二表面216向上朝向气溶胶设备的出口时,所述雾化器芯可以安装在气溶胶装置上。在所述雾化器芯的所述第二表面216处产生的气溶胶上升并沿管道通道通过第一路径从雾化器芯出口离开。
雾化器芯也可以安装在气溶胶装置上,其第二表面216在与气溶胶装置的出口相反的方向向下。在雾化器芯的第二表面216生成的气溶胶从所述雾化器芯的所述侧面通过雾化器芯周围的额外第二路径从所述第二表面216升起,然后通过作为受热面沿管内通道向上朝向雾化器装置的出口而出口。
因此,当所述第二表面216反向朝向气溶胶装置出口时,所述第二路径和所述第一路径的总气溶胶通道要比当所述第二面216朝向气溶胶装置所述出口时的所述第一路径要长。更长的第二路径导致所述气溶胶出现额外热损失。因此,由于所述雾化芯的所述第二表面216与所述出口之间的距离较短,且当所述第二表面216朝向所述气溶胶设备的所述出口,因此,所述气溶胶生成装置的所述出口处气溶胶所述温度高于当所述第二表面216反向朝向所述气溶胶设备的所述出口时的所述气溶胶生成装置出口处的气溶胶温度。用户可以根据个人喜好选择所述气溶胶生成装置,可以选择所述雾化器芯的所述第二表面216朝向出口或远离出口,并且可以在气溶胶温度较高时体验到更好闻的气溶胶味道,从而使用户体验更好。
在雾化器芯处的气溶胶生成过程中,除了提供微通道使所述气溶胶源通过外,本申请中的所述基板还将所述气溶胶源与所述雾化器芯的所述加热器隔开。所述雾化器芯只加热从所述气溶胶源容器流向所述雾化器芯所述第二表面216的所述气溶胶源,而不加热所述容器内的所述气溶胶源。照此,所述雾化器芯使所述气溶胶的味道从第一次雾化到最后一次雾化都保持一致,并使所述气溶胶组成物在雾化过程中基本保持相同。
在气溶胶生成过程中,类似于雾化器芯10,20,30和40,雾化器芯可包括一个或多个层。当所述基板与所述气溶胶源处于流体连通,所述气溶胶源可在所述雾化器芯的所述第二表面216受热之前就充满微通道。
在一些实施例中,覆盖所述加热器的所述钝化层可能有一定潮湿度,从而可以将所述钝化层的所述第二表面216上的所述气溶胶源控制为所需扩散模式。当向所述加热器供电以对所述雾化器芯进行加热时,所述受热雾化器芯降低了所述微通道内所述气溶胶源的粘度,提高了所述微通道内所述气溶胶源的流量。气溶胶从所述雾化器芯的所述第二表面216产生,如钝化层,并通过气流带给所述用户。由于所述隔热体的所述导热系数较低,一旦停止供电,所述受热雾化器芯和所述气溶胶生成装置中包含的所述气溶胶源就会冷却,这就降低了所述气溶胶源在所述微通道中的流动速率,从而降低了所述气溶胶源泄漏的可能性。
图9示出了基本呈矩形的所述雾化器芯90。所述雾化器芯90可以安装在气溶胶装置中,所述雾化器芯80的所述第二表面216朝上(换言之,朝向出口或衔口)。所述雾化器芯90也可安装在气溶胶装置上,所述雾化器芯90的第二表面216朝下(换言之,背对所述出口或衔口)。
图10A-10B是基本上呈圆形的雾化器芯100A(图10A)和100B(图10B)的两个实施例。所述雾化器芯的所述第二表面216上的图案可与图10A和10B中所示不同。
图11A和11B分别为雾化器芯110A(图11A)(带有两个电极112a和112b和雾化器芯110B(图11B)(带有两个电极114a和114b)。图11B中雾化器110B的所述电极114a和114b的面积大于图11A中雾化器芯110A的所述电极112a、112b的面积。
图12示出了雾化器芯120,其基本呈矩形,带有两个弧形端。图13示出了基本呈矩形的雾化器芯130。
所述雾化器芯也为其他形状,或采用其他配置生成气溶胶。
以上讨论的所述雾化芯10、20、30和40的基板以及所述基板50、60和70可用以下所述的10种方法中的一种制成。
玻璃通孔(TGV)技术
在一些实施例中,所述基板可能为玻璃基板,例如玻璃或单晶硅,或多晶硅。一种雾化器芯基板的制造方法,其包括:提供了玻璃基板;用激光在选定位置处理所述玻璃基板以对所述选定位置处的所述玻璃基板结构进行修改;以及对所述玻璃基板进行蚀刻以在所述选定位置形成多个所述穿孔。
可通过高纵横比的光滑玻璃通孔(TGV)(Micromachines 2017,8,53;doi:10.3380/mi8020053)技术在具有耐高热冲击性能的致密玻璃上钻孔,如石英、硼硅酸盐玻璃和氧化铝硅酸盐玻璃。利用TGV技术通过上述方法可在玻璃基板中形成所需穿孔阵列。
TGV包括激光照射工艺和化学蚀刻工艺。激光照射工艺可以使用超短激光脉冲来改进所述基板的结构。所述玻璃基板的穿孔阵列图案,如相邻穿孔之间的距离,可以通过激光照射工艺来控制。例如,可以为激光照射工艺设置所需的激光光斑形状和大小。所述激光光斑的形状和尺寸反过来对在所述玻璃基板上形成的所述穿孔大小和形状进行控制。在激光照射工艺中,超短激光脉冲可用于在所选位置对所述玻璃基板的一个或多个表面进行处理。例如,可在所述玻璃基板的所述两个相对面上的一个或多个选定点打超短激光脉冲。所述超短激光脉冲在所述选定点改变所述玻璃基板的所述内部结构。然后在所述选定点处对结构已进行改进的玻璃基板上应用化学蚀刻工艺,以在在所选点处产生穿孔,所述穿孔穿过所述玻璃基板的两个相对面从而形成微通道。
所述化学蚀刻工艺可为湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺。湿式和干式蚀刻工艺均可用于在所述玻璃基板上制孔。
所述穿孔质量,例如所述穿孔的尺寸和/或形状,和所述穿孔的壁表面,可通过所述化学蚀刻工艺来进行控制。例如,可通过精确控制蚀刻时间来精确控制穿孔尺寸。所述穿孔尺寸可控制在亚微米到几百微米之间。
同样,通过所述化学蚀刻工艺,可精确定制各种形状的所述穿孔,如正圆形、水平椭圆形、直径固定的穿孔、或两端锥形中间颈状的穿孔、或垂直锥形穿孔。可根据烟油或其他药物等气溶胶源及雾化性能来选择所述穿孔形状。可对所述玻璃基板上所述穿孔形状进行进一步调整,以满足其他雾化要求,例如锁定气溶胶源。
在一些实施例中,可有各种厚度的所述玻璃基板,例如小于、等于或大于2mm。在某些情况下,所述玻璃基板厚度可为1.2mm、1mm、0.8mm、0.6mm、0.5mm、0.2mm或0.2mm以下。在某些情况下,为了进行更好的热管理,所述玻璃基板厚度可约为500um或以下,如50um。
通过所述化学蚀刻工艺,可以将所述玻璃基板的穿孔尺寸从亚微米级控制到150um,以便进行蒸发。在某些情况下,所述穿孔直径控制在70um以下。在某些情况下,所述直径可为50um,30um,20um,10um,5um或1um以下。
此外,TGV还便于按比例扩大所述基板制备。可在晶片上使用TGV技术以同时产生多个基板或样品。所述激光照射工艺能够快速处理所述玻璃基板,例如,从每秒200个穿孔增加至每秒10000个穿孔以上。相比之下,在制造玻璃基板的激光钻孔工艺中,单束激光每秒可钻20个孔左右。同样,可分批使用所述化学蚀刻工艺,如湿化学蚀刻工艺。
由于TGV工艺是一种不对所述玻璃基板加热的冷处理工艺,因此所述玻璃基板的所述物理性质不会发生变化。同样,TGV不会对所述玻璃基板的所述机械性能造成任何损害。例如,TGV不会造成所述玻璃基板出现任何微裂纹。
玻璃管上的TGV
如图5所示,所述基板可为管式基板。在一些实施例中,与陶瓷雾化器芯类似,可在管式玻璃基板上使用TGV技术,从而形成具有所需穿孔阵列的微通道,以满足不同的雾化要求。与陶瓷雾化器芯不同,所述玻璃基板在陶瓷制造过程中不会产生结晶陶瓷颗粒或重金属颗粒。此外,玻璃基板在焦化、HPHC控制和口感一致性等方面的性能也得到了改善。
如图5所示,所述气溶胶源和所述气溶胶用所述管式基板如玻璃基板隔开。所述气溶胶源可存储在所述管式基板的内部或外部,所述气溶胶可在所述基板的另一侧产生。
为了利用TGV技术在所述管式基板中产生有图案的穿孔,可以使所述管式基板或所述激光头保持旋转以对所述管式基板中的所述选定位置进行处理,从而形成有图案的穿孔。然后,可在所述处理位置应用湿化学蚀刻方法或干化学蚀刻方法,以在所述处理位置形成穿孔。
在一些实施例中,在处理玻璃基板之前,或在对玻璃基板进行蚀刻之后,可在所述玻璃基板上使用玻璃退火工艺或回火工艺以提高所述玻璃基板的机械和热性能,或通过软化辊形成管式玻璃基板。
在一些实施例中,在对玻璃基板进行蚀刻之后,在所述玻璃退火或回火过程中,还可在所述玻璃的软化点进一步将有穿孔的所述玻璃基板加工或处理成不同的形状。例如,可将所述退火过程中的所述玻璃基板进行弯曲,以形成上述管式玻璃基板。在这种情况下,在弯曲处理之后,将基本保持为有图案的穿孔阵列,并且穿孔形状可以稍微有所改变。
用于硅基板的硅通孔技术(Through-Silicon Via)
可用TSV技术在单晶或多晶硅(硅基板)的基板中形成穿孔。TSV是一种完全穿过硅晶圆或芯片的垂直连接(通孔)技术。在一些实施例中,雾化器芯的所述基板可为单晶硅或多晶硅。对于带有由图案穿孔形成的微通道的单晶硅和多晶硅,可将其应用于常规量子雾化装置或气溶胶生成装置中。
例如,TSV工艺可包括提供硅基板、在所述硅基板表面的选定位置对所述硅基板用光刻胶制成图案,以及在所述硅基板上进行蚀刻,以在所述硅基板的所述顶面和底面形成多个所述穿孔。
所述蚀刻工艺可为制成多个穿孔所用的湿化学蚀刻工艺或干化学蚀刻工艺。在所述湿化学蚀刻工艺中,不同晶面具有不同的蚀刻速率。所述湿法化学蚀刻工艺设置简单,且选择性高。
在一些实施例中,通过使用TSV工艺,构成所述硅基板的穿孔的直径可从亚微米到200um。例如,穿孔直径可以小于100纳米。
在图3的所述雾化器芯20的实施例中,所述基板混合物22可为硅基板。利用TSV工艺,可在所述基板22的选定位置形成多个穿孔从而在所述基板混合物22中形成微通道。随后可形成所述钝化层24和电极26a和26b。在本实施例中,TSV工艺具有TGV工艺所述的一些优点。
在图4所示所述雾化器芯30的实施例中,所述硅基板32也可用TSV工艺制成。通过所述TSV工艺可在所述硅基板32的选定位置处形成多个穿孔,从而在所述硅基板32中形成微通道。然后如图4所示,可用扩散或离子注入的方式对所述硅基板32的所述表面进行处理,可以获得一个电阻率较低的表面层34,作为加热器对所述气溶胶源进行加热。在一些实施例中,由于所述表面层34具有这两种功能,因此可能无需所述钝化层和/或电极。与所述现有雾化器芯相比,采用TSV法使得所述雾化器芯30的层数更少,结构更简单。
在一些实施例中,可采用阳极氧化工艺来制造氧化铝、钛、氧化锆或氧化钽基板。采用所述阳极氧化工艺可大规模制造雾化器芯的基板。
例如,所述阳极氧化工艺可为多孔阳极氧化铝(PAA),其为制备穿孔阵列氧化铝基板所用的两步式阳极氧化工艺。PAA是一种自组织形式的氧化铝,其为穿孔均匀平行布置的高密度阵列,呈蜂窝状结构。
所述阳极氧化工艺中的磷酸或其他酸处理方式可方便地对PAA基板穿孔尺寸进行调整,从而提高蒸发性能。
例如,利用湿化学蚀刻工艺可在40V时在0.3M草酸中形成穿孔。穿孔直径可通过蚀刻时间来控制。
在一些实施例中,也可用预纹理处理或压印技术来制备所述基板。例如,可用带有凸点的SiC模具来制备所述基板。可用所述阳极氧化工艺在雾化器芯的氧化铝基板中形成布置均匀的穿孔阵列。所述基板的所述穿孔尺寸可控制在um级到亚微米级范围内。小尺寸穿孔通常可提高锁油性能,减少蒸汽装置的漏油问题。
还可用所述阳极氧化工艺用于制备雾化器芯所用的可控钛、锆或钽基板、多孔阳极TiO2管(PATT)、氧化锆基板、氧化钽基板和其他生物相容性基板。
使用多孔阳极氧化物(PAO),可以将所述穿孔尺寸控制在亚微米级,并且穿孔壁之间保持均匀的距离。反过来,这又提高了所述基板的原位蒸发和锁油性能。例如,所述基板可为铝质基板,穿孔尺寸可在100nm以下。
电化学腐蚀穿孔技术(ECPT)
在一些实施例中,通过微电极阵列可制成雾化器芯的所述基板,以在所述基板上进行钻孔。所述基板可为硅片、玻璃和致密陶瓷基板。
通过ECPT技术可方便地对穿孔尺寸和穿孔速度进行控制。例如,蚀刻速度可由电流控制。
例如,可将硅晶片或玻璃放置在电解池中20%的碳酸钠溶液中。所述基板可置于电解池的负极上。所述穿孔探针阵列,如钨穿孔探针阵列,可作为电解池阳极使用。所述阳极也可是电极引脚阵列。所述穿孔探头与限流电阻串联。在所述穿孔探针阵列和所述负极之间施加脉动直流电压(例如在40-100V之间),以在所述基板的选定点上产生穿孔。
所述电化学工艺可快速有效地腐蚀所述基板,然后在不损坏所述基板的情况下形成穿孔阵列。
所述微电极具有上述TGV和TSV的优点。同样,通过复制所述微电极阵列,可很好地控制所述穿孔尺寸和所述钻孔速度。
与现有基板制造工艺相比,采用TGV、TSV、阳极氧化工艺或CEPT工艺的雾化器芯所述基板的钻孔工艺可对穿孔质量进行更好的控制,并且避免在所述钻孔过程中对所述基板造成损坏。所述基板的所述机械性能和热性能可与采用所述钻孔工艺前的所述基板的散装材料基本相同。同样,所述穿孔尺寸可根据所述雾化性能的要求进行定制,例如,穿孔直径可从200um到亚微米级。选择合适的穿孔尺寸可方便地对所述气溶胶源涌出和泄漏进行控制。每个所述TGV工艺、TSV工艺、阳极氧化工艺和CEPT工艺均可通过大规模生产实现大批量低成本的生产,且成品率较高。
可对所述实施例进行某些调整和修改。因此,上述讨论的实施例做说明使用,并不具有限制性。
Claims (71)
1.一种用于气溶胶生成装置的雾化器芯,所述雾化器芯包括:
具有第一表面和第二表面的芯体,所述芯体包括设置在所述第一表面和所述第二表面之间的基板和加热器;以及
在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的多条通道,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面通过所述基板和所述加热器转移到所述第二表面,所述加热器适用于对所述气溶胶前驱体进行加热,以在所述第二表面形成气溶胶。
2.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括玻璃。
3.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括晶体。
4.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括硅。
5.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括碳化硅。
6.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括导电材料。
7.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括金属。
8.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述基板包括碳基导电陶瓷。
9.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述芯体具有均匀厚度。
10.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述多条通道具有均匀尺寸。
11.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述多条通道具有均匀直径。
12.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述多条通道具有一致的横截面形状。
13.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述多条通道保持均匀分布。
14.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述多条通道的每条通道直径都在250微米或以下。
15.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述多条通道的每条通道直径在50微米或以下。
16.如权利要求1的所述雾化器芯,进一步包括布置在所述基板和所述加热器之间的隔热体,延伸穿过所述基板的所述多条通道,所述隔热体和所述加热器,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面转移到所述第二表面,其中所述隔热体适用于将至少部分所述基板与所述加热器产生的热量隔离开来。
17.如权利要求16所述的雾化器芯,其中所述隔热体由低导热材料制成。
18.如权利要求16所述的雾化器芯,其中所述隔热体包括Al2O3、SiO2、ZrO2、HfO2、ZnO或TiO2。
19.如权利要求1所述的雾化器芯,进一步包括布置在所述加热器上用于避免氧化的钝化层。
20.如权利要求19所述的雾化器芯,其中所述钝化层包括Au、Au-ag合金、Pt或Pd-Ag合金。
21.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述第二表面在所述第一表面的对面。
22.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述第一表面和所述第二表面均为平面。
23.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述第一表面和所述第二表面均为管状面。
24.如权利要求1所述的雾化器芯,进一步包括:
多个电极触点,用于从电源向所述加热器供电。
25.如权利要求1所述的雾化器芯,其中所述加热器包括生物用金属或生物用金属合金,或Ni-Cr合金。
26.如权利要求25所述的雾化器芯,其中生物用金属包括Al、Ti、Ta、Zr、Pt、Au、Ag、Pd、Re、Yb、Y、Ce、La、Hf、Si、及其合金、以及Ni-Cr合金和医用不锈钢。
27.一种气溶胶生成装置所用的雾化器芯,所述雾化器芯包括:
具有第一表面和第二表面的芯体,所述芯体包括由导电材料形成的基板;以及
多条在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的通道,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面通过所述基板转移到所述第二表面,所述基板的所述导电材料,用于对所述气溶胶前驱体进行加热,以在所述第二表面处形成气溶胶。
28.如权利要求27所述的雾化器芯,进一步包括:
放置在所述基板上的钝化层,用于保护所述基板不被氧化。
29.如权利要求27所述的雾化器芯,其中对所述钝化层的特性进行了改进以对润湿性能进行控制。
30.如权利要求27所述的雾化器芯,进一步包括:
与所述基板电保持电气连通的一对电极,用于从电源向所述基板供电。
31.如权利要求27所述的雾化器芯,其中所述基板由SiC、金属或碳基导电陶瓷制成。
32.如权利要求27所述的雾化器芯,其中所述芯体为管状。
33.一种气溶胶生成装置所用的雾化器芯,所述雾化器芯包括:
具有第一表面和第二表面的芯体,所述芯体包括由硅材料制成的基板;以及
多条在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的通道,用于将气溶胶前驱体从所述第一表面通过所述基板和所述加热器转移到所述第二表面,所述基板,用于对所述气溶胶前驱体进行加热以在所述第二表面形成气溶胶。
其中,所述基板通过扩散或离子注入的方式进行处理以便进行导电以及产生热量以对所述气溶胶源进行加热。
34.如权利要求33的所述雾化器芯,其中所述芯体为中空管状。
35.如权利要求34所述的雾化器芯,其中所述第一表面布置在所述管状芯体的中空部分中。
36.如权利要求33所述的雾化器芯,其中所述芯体用玻璃制成。
37.如权利要求33所述的雾化器芯,其中所述芯体包括位于所述第二表面的抗催化剂层。
38.一种雾化器芯基板的制造方法,包括以下步骤:
提供基板;
用激光处理所述基板,在选定位置处的所述基板结构进行修改;以及
对所述基板进行蚀刻,以在选定位置形成多个穿孔,其中气溶胶可通过所述多个穿孔从所述基板的第一表面流动到所述基板的第二表面。
39.如权利要求38所述的方法,其中所述基板的蚀刻步骤包括湿式蚀刻或干式蚀刻。
40.如权利要求38所述的方法,其中所述基板的修改步骤进一步包括可将所述基板处理成所选尺寸和形状的步骤。
41.如权利要求38所述的方法,其中所述基板厚度为5mm或以下。
42.如权利要求38所述的方法,其中所述基板厚度为0.5mm或以下。
43.如权利要求38所述的方法,进一步包括,在对所述基板进行处理之前或在对所述基板进行蚀刻之后的所述基板回火或退火步骤。
44.如权利要求38所述的方法,进一步包括,在所述基板的蚀刻步骤进行后,在退火工艺中在所述基板的软化点将所述基板制成所需形状的步骤。
45.如权利要求38的所述方法,其中所述基板包括玻璃、单晶硅或多晶硅。
46.一种雾化器芯基板的制造方法,包括以下步骤:
提供基板;
用光刻胶在所述基板第一表面上的选定位置对所述基板制作图案;以及
对所述基板进行蚀刻,以在选定位置形成多个穿孔,其中气溶胶可通过多个穿孔从所述基板的所述第一表面流动到所述基板的第二表面。
47.如权利要求46所述的方法,其中所述基板的蚀刻步骤包括湿式蚀刻或干式蚀刻。
48.如权利要求46所述的方法,进一步包括扩散基板以在基板表面上产生作为加热器的低电阻率层的步骤。
49.权利要求46所述的方法,进一步包括在所述基板进行的离子注入步骤,从而在所述基板上生成可做加热器使用的低电阻率层。
50.如权利要求46所述的方法,其中所述基板为单晶硅基板或多晶硅基板。
51.一种雾化器芯基板的制造方法,包括以下步骤:
提供基板;
对所述基板进行酸刻蚀;和
对所述基板进行阳极氧化处理,以形成多个穿孔,其中气溶胶可通过多个穿孔从所述基板的第一表面流动到所述基板的第二表面。
52.如权利要求51的所述方法,其中所述方法为多孔阳极氧化(PAO)方法,且其中所述基板为铝、钛、锆或钽基板。
53.如权利要求51所述的方法,其中所述基板为氧化铝基板、二氧化钛基板、多孔阳极二氧化钛管(PATT)、氧化锆基板和氧化钽基板。
54.一种气溶胶芯基板的制造方法,包括以下步骤:
提供了位于化学溶液中电解槽负极上的基板;
提供了电极引脚阵列,作为电解槽阳极使用;
在所述穿孔探针阵列和所述负极之间施加电压,以对所述化学溶液中的所述基板进行腐蚀;和
在所述基板的所述选定点处形成多个穿孔;
其中,气溶胶源可通过所述多个穿孔从所述基板的第一表面流动到所述基板的第二表面。
55.如权利要求54所述的方法,其中所述基板为硅片基板或玻璃晶片基板。
56.一种气溶胶生成装置的雾化器芯基板,所述基板包括:
第一区域,包括通过所述基板第一表面和第二表面的多个通道,所述通道适用于当使用所述雾化器芯时气溶胶前驱体可从所述第一表面流向所述第二表面;和
与所述第一区域相邻的一个或多个第二区域,所述一个或多个第二区域中的每一个都包括多个盲孔,其中每个所述盲孔均穿过所述基板的所述第一表面,并向所述第二表面延伸一定深度,并在所述第二表面前的一端截止。
57.如权利要求56所述的基板,其中所述第一区域基本呈矩形,并且所述一个或多个第二区域包括与所述第一区域第一边相邻的第一个第二区域,以及与所述第一区域第二边相邻的第二个第二区域。
58.如权利要求57所述的基板,其中所述一个或多个第二区域包括与所述第一区域第三边相邻的第三个第二区域,以及与所述第一区域第四边相邻的第四个区域。
59.如权利要求56所述的基板,其中所述第一区域基本上呈圆形,并且所述一个或多个第二区域包括由所述多个盲孔形成的一个或多个弧,所述盲孔与所述第一区域圆周相邻,或由所述第一区域周围的所述多个盲孔形成的一个或多个完整圆环。
60.如权利要求56所述的任何一个基板,其中由所述多个盲孔形成的所述一个或多个第二区域与与所述第一区域的长度相同,或比其长,亦或是比其短。
61.一种气溶胶生成装置的雾化器芯基板,所述基板包括:
第一个区域包括通过所述基板第一表面和第二表面的多个通道,当使用所述雾化器芯时,气溶胶源可通过所述通道从所述第一表面流向所述第二表面;和一个或多个与所述第一区域相邻的第二区域,所述一个或多个第二区域包括一条或多条隐蔽线,其中至少有一些隐蔽线通过所述基板的所述第一表面,向所述第二表面延伸一定深度,并在所述第二表面前的某一末端截止。
62.如权利要求61所述的基板,其中所述第一区域基本呈矩形,并且所述一个或多个第二区域包括与所述第一区域上侧第一边相邻的第一个第二区域,以及与所述第一区域下侧相邻的第二个第二区域。
63.如权利要求61所述的基板,其中所述一个或多个第二区域包括与所述第一区域第三边相邻的第三个第二区域,以及与所述第一区域第四边相邻的第四个区域。
64.如权利要求61所述的基板,其中所述第一区域基本上呈圆形,并且所述一个或多个第二区域包括由所述多个隐蔽线形成的一个或多个弧,所述隐蔽线与所述第一区域圆周相邻,或由所述第一区域周围的所述多个隐蔽线形成的一个或多个完整环形。
65.如权利要求61所述的任何一个基板,其中由所述多个隐蔽线形成的所述一个或多个第二区域与与所述第一区域的长度相同,或比其长,亦或是比其短。
66.一种气溶胶生成装置所用的雾化器芯基板,所述基板包括:
第一基板部分和第二基板部分,所述第一和第二基板部分各有多个通道;
并且在所述第一基板部分和所述第二基板部分之间形成了层。
其中,气溶胶源可通过所述多个通道从所述基板部分的第一表面通过所述层流动到所述基板部分的第二表面。
67.如权利要求66所述的基板,其中所述层由气溶胶源吸收材料形成。
68.如权利要求67所述的基板,其中气溶胶源吸收材料为棉花。
69.如权利要求66所述的基板,其中所述层由自由空气间层形成。
70.一种气溶胶生成装置,包括如权利要求1-37所述的任何一种雾化器芯或权利要求56-69所述的任何一种雾化器芯的基板。
71.一种气溶胶生成装置,包括根据权利要求38-55所述的任何一种方雾化器芯基板的制造方式。
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