KR102029225B1 - Ceramic heater for electronic cigarette and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법에 관한 것으로,The present invention relates to a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device and a manufacturing method thereof.
보다 상세하게는 전도성페이스트를 이용한 인쇄방식의 히터패턴과 센서리드패턴을 봉상 세라믹체 외주면에 형성하여 히터패턴 저항값의 균일화가 가능하게 되어 열분포가 균질하며 온도센서의 리딩값의 신뢰도가 크게 향상되므로 온도 제어가 용이한 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.More specifically, the heater pattern and the sensor lead pattern of the printing method using the conductive paste are formed on the outer circumferential surface of the rod-shaped ceramic body so that the resistance of the heater pattern can be equalized, so that the heat distribution is homogeneous and the reliability of the reading value of the temperature sensor is greatly improved. The present invention relates to a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device having an easy temperature control, and a method of manufacturing the same.
최근 각광받는 궐련형 전자담배와 관련된 기술로는 특허공개 제10-2017-0133333호(공개일자 2017년12월05일) [에어로졸 발생 장치를 위한 가열체 모듈]이 있는데,Recently, the technology related to the cigarette-type electronic cigarette that is in the spotlight is Patent Publication No. 10-2017-0133333 (Dec. 05, 2017) [Heating module for aerosol generating device],
이 공개특허는 에어로졸 발생 장치 또는 에어로졸 발생 시스템에 사용하기에 적합한 가열체 모듈 및 이러한 가열체 모듈을 포함하는 에어로졸 발생 장치 또는 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 고형 에어로졸 형성 기재를 갖는 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 가열체 모듈을 제시하고 있고,This patent relates to a heating module suitable for use in an aerosol-generating device or an aerosol-generating system and an aerosol-generating device or system comprising such a heating-body module, specifically for heating an aerosol-generating article having a solid aerosol-forming substrate. Proposes a heating module for
상세하게는 가열부를 갖는 세장형 가열체; 가열체 마운트(가열체는 가열체 마운트의 제1 표면으로부터 실질적으로 수직으로 연장됨); 및 가열체 마운트의 제1 표면으로부터 실질적으로 수직으로 연장되고, 가열체의 제1 및 제2 측부와 접경하는 제1 및 제2 돌기를 포함하여 구성된다.Specifically, the elongate heating body having a heating unit; A heater mount (the heater extends substantially perpendicularly from the first surface of the heater mount); And first and second protrusions extending substantially perpendicularly from the first surface of the heater mount and bordering the first and second sides of the heater.
그러나 이 공개특허를 비롯한 기존 기술은 제조용이성, 생산성, 단가경쟁력, 내구성, 히터 온도 균일성과 관련하여 개선이 필요하다.However, existing technologies, including this publication, need to be improved in terms of ease of manufacture, productivity, unit cost competitiveness, durability, and heater temperature uniformity.
이에 본 발명은 전도성페이스트를 이용한 인쇄방식의 히터패턴과 센서리드패턴을 봉상 세라믹체 외주면에 형성하여 히터패턴 저항값의 균일화가 가능한 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to provide a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating apparatus capable of uniformizing the heater pattern resistance value by forming a heater pattern and a sensor lead pattern of a printing method using a conductive paste on the outer circumferential surface of the rod-shaped ceramic body, and a method of manufacturing the same. The purpose.
또 본 발명은 세라믹체의 온도센서 설치부로 리세스를 형성하며, 리드선과 연계된 온도센서용 스토퍼를 도입하여 제조 용이성을 확보한 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device and a method for manufacturing the same, which form a recess with a temperature sensor mounting part of a ceramic body and introduce a temperature sensor stopper associated with a lead wire to ensure ease of manufacture. The purpose.
나아가 본 발명은 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하기 전에 고전도 접점을 도입하여 온도 균일성과 함께 제어 신뢰성까지 확보한 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Furthermore, the present invention provides a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device and a method of manufacturing the same, which have high temperature uniformity and control reliability by introducing a high conductivity contact before connecting the lead wire to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern. The purpose is to provide.
아울러 본 발명은 히터패턴 인쇄 후 저항값 균일화를 위한 트리밍 공정을 추가로 도입하여 온도제어 특성과 관련된 불량 문제를 극소화한 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating apparatus and a method of manufacturing the same to minimize the defects associated with temperature control characteristics by further introducing a trimming process for uniformity of resistance after printing the heater pattern. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터의 제조방법은 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device according to the present invention is
(a) 봉상 세라믹체의 준비단계;(a) preparing a rod-shaped ceramic body;
(b) 상기 세라믹체의 외면에 전도성페이스트로 히터리드패턴을 포함하는 히터패턴 및 온도센서리드패턴을 인쇄하는 단계;(b) printing a heater pattern including a heater lead pattern and a temperature sensor lead pattern on the outer surface of the ceramic body with a conductive paste;
(c) 히터리드패턴 외측단 및 온도센서리드패턴 내측·외측단을 제외하고 세라믹체 외면에 절연층을 형성하는 단계;(c) forming an insulating layer on the outer surface of the ceramic body except for the heater lead pattern outer end and the temperature sensor lead pattern inner and outer ends;
(d) 온도센서리드패턴 내측단에 온도센서가 연결되는 형태로 상기 세라믹체에 온도센서를 설치하는 단계; 및(d) installing a temperature sensor on the ceramic body in such a manner that a temperature sensor is connected to an inner end of the temperature sensor lead pattern; And
(e) 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하는 단계;(e) connecting a lead wire to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern;
를 포함하는 이루어진다.It is made to include.
또 본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터의 제조방법에서 In addition, in the manufacturing method of the ceramic heater for cigarette type electronic cigarette heating device according to the present invention
상기 (a)단계의 세라믹체에는 온도센서 결합용 리세스가 형성되어 있고, The ceramic body of step (a) is formed with a temperature sensor coupling recess,
상기 (e)단계에서는 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하기 전에 고전도 접점을 미리 형성하고,In the step (e), before the lead wires are respectively connected to the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern, a high conductivity contact is formed in advance.
상기 (b)단계는 히터패턴 인쇄 후 저항값 균일화를 위한 트리밍 공정이 이루어지는 것이 바람직하다.In the step (b), the trimming process is performed to uniform the resistance value after printing the heater pattern.
한편, 본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터는 On the other hand, the ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device according to the present invention
온도센서 설치부를 갖는 봉상 세라믹체; Rod-shaped ceramic body having a temperature sensor mounting portion;
이 세라믹체의 외면에 전도성페이스트로 인쇄된, 히터리드패턴을 포함하는 히터패턴 및 온도센서리드패턴;A heater pattern including a heater lead pattern and a temperature sensor lead pattern printed on the outer surface of the ceramic body with a conductive paste;
히터리드패턴 외측단 및 온도센서리드패턴 내측·외측단을 제외하고 세라믹체 외면에 형성된 절연층;An insulating layer formed on the outer surface of the ceramic body except for the heater lead pattern outer end and the temperature sensor lead pattern inner and outer ends;
세라믹체의 설치부에 장착되고 온도센서리드패턴 내측단에 연결된 온도센서; 및A temperature sensor mounted on an installation portion of the ceramic body and connected to an inner end of the temperature sensor lead pattern; And
히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 연결된 리드선;A lead wire connected to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern;
을 포함하여 이루어진다.It is made, including.
본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법은 전도성페이스트를 이용한 인쇄방식의 히터패턴과 센서리드패턴을 봉상 세라믹체 외주면에 형성하여 히터패턴 저항값의 균일화가 가능하고, 또 세라믹체의 온도센서 설치부로 리세스를 형성하며, 리드선과 연계된 온도센서용 스토퍼를 도입하여 제조 용이성을 확보할 수 있고, 나아가 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하기 전에 고전도 접점을 도입하여 온도 균일성과 함께 제어 신뢰성까지 확보할 수 있으며, 아울러 히터패턴 인쇄 후 저항값 균일화를 위한 트리밍 공정을 추가로 도입하여 온도제어 특성과 관련된 불량 문제를 극소화할 수 있으며, 무엇보다도 히터패턴 저항값의 균일화를 통하여 열분포가 균질하며 온도센서의 리딩값의 신뢰도가 크게 향상되므로 온도 제어가 용이하게 된다.In the ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device and a method of manufacturing the same, a heater pattern and a sensor lead pattern of a printing method using a conductive paste are formed on the outer circumferential surface of the rod-shaped ceramic body, thereby enabling uniformity of the heater pattern resistance value. The recess is formed by the temperature sensor mounting portion of the ceramic body, and the manufacturing process can be secured by introducing a stopper for the temperature sensor connected with the lead wire, and further, connecting the lead wire to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern. It is possible to secure high temperature and control reliability by introducing high-conductivity contacts before, and minimize the defects related to temperature control characteristics by additionally introducing trimming process for equalizing resistance value after printing heater pattern. Evenly, the heat distribution is uniform through the uniformity of the heater pattern resistance value. The reliability of the ding value is greatly improved, thereby facilitating temperature control.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터 및 이의 제조방법에 대한 제조 공정 및 완성 세라믹히터(도 4)에 대한 개략도.1 to 4 is a schematic view of the manufacturing process and the completed ceramic heater (FIG. 4) for the ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating apparatus and a method for manufacturing the same according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention may be modified in various ways and have various forms, embodiments (or embodiments) will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific form disclosed, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.In each of the drawings, the same reference numerals, in particular, the tens and ones digits, or the same digits, tens, ones, and alphabets refer to members having the same or similar functions, and unless otherwise specified, each member in the figures The member referred to by the reference numeral may be regarded as a member conforming to these criteria.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In addition, in the drawings, the components are exaggerated in size (or thick) in size (or thick) in size (or thin) or simplified in consideration of the convenience of understanding and the like, thereby limiting the scope of protection of the present invention. It should not be.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments (suns, aspects, and embodiments) (or embodiments) only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms “comprises” or “consists” are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, but one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터(H) 및 이의 제조방법을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1 내지 도 4를 참고하여 특정하면, 도시한 그대로의 상태에서 좌우를 나누어 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.When explaining the ceramic heater (H) for a cigarette type electronic cigarette heating apparatus and a method for manufacturing the same according to the present invention, a non-strict approximate direction reference is specified with reference to FIGS. 1 to 4 for convenience. The direction is specified by dividing the left and right in the state according to this standard.
먼저 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터(H)의 제조방법은 First, as shown in Figures 1 and 2, as shown in, the manufacturing method of a ceramic heater (H) for a cigarette type electronic cigarette heating apparatus according to the present invention is
(a) 봉상 세라믹체의 준비단계;(a) preparing a rod-shaped ceramic body;
(b) 상기 세라믹체의 외면에 전도성페이스트로 히터리드패턴을 포함하는 히터패턴 및 온도센서리드패턴을 인쇄하는 단계;(b) printing a heater pattern including a heater lead pattern and a temperature sensor lead pattern on the outer surface of the ceramic body with a conductive paste;
(c) 히터리드패턴 외측단 및 온도센서리드패턴 내측·외측단을 제외하고 세라믹체 외면에 절연층을 형성하는 단계;(c) forming an insulating layer on the outer surface of the ceramic body except for the heater lead pattern outer end and the temperature sensor lead pattern inner and outer ends;
(d) 온도센서리드패턴 내측단에 온도센서가 연결되는 형태로 상기 세라믹체에 온도센서를 설치하는 단계; 및(d) installing a temperature sensor on the ceramic body in such a manner that a temperature sensor is connected to an inner end of the temperature sensor lead pattern; And
(e) 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하는 단계;(e) connecting a lead wire to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern;
를 포함하는 이루어진다.It is made to include.
(a)단계의 봉상 세라믹체(10)는 도 1 [A]와 같이, 일측(좌측)에 궐련형 전자담배를 꽂기 위한 첨단부(11)를 갖고, 온도센서(40) 설치부로 특히 리세스(13)를 갖는다. 이 세라믹체는 예를 들어 직경 2mm 정도의 알루미나 등의 세라믹 소재를 사용할 수 있고, 그 길이 및 외형(원형, 타원형, 다각형 등)은 다양하게 변형될 수 있으며, 첨단부(11)도 화살촉과 같이 미늘을 갖는 형태 등으로 다양하게 변형 선택될 수 있다.The rod-shaped
(b)단계는 도 1 [B]의 히터리드패턴(21)을 포함하는 히터패턴(20) 및 온도센서리드패턴(30)의 전개도, Step (b) is an exploded view of the
도 1 [C]의 세라믹체에 패턴(20)(30)을 인쇄한 것으로 히터패턴 및 온도센서리드패턴 중심으로 관찰한 도면, The
도 1 [D]의 세라믹체에 패턴을 인쇄한 것으로 히터패턴 및 히터리드패턴 중심으로 관찰한 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, As can be seen in the figure observed with the heater pattern and the heater lead pattern by printing the pattern on the ceramic body of FIG.
전도성페이스트는 예를 들어 은이나 은합금 등 귀금속(은이나 은을 함유한 은팔라듐, 금, 백금 등)이 함유되어 있고 공기 중에서 산화되지 않는 전도성페이스트를 사용하는 것이 바람직하고,As the conductive paste, for example, it is preferable to use a conductive paste containing noble metals such as silver or silver alloy (silver palladium containing silver or silver, gold, platinum, etc.) and not oxidized in air.
히터리드패턴(21)을 포함하는 히터패턴(20) 및 온도센서리드패턴(30)은 도 4에서와 같이, 각각 리드선(L1,L2)이 연결된다.As shown in FIG. 4, the lead patterns L1 and L2 are connected to the
또 실크스크린 인쇄법을 응용한 패턴(20(30)의 인쇄 후 건조과정(예: 100 - 150 ℃)을 거치는 것이 바람직한데, 추가로 건조 후 800℃ 정도(예: 600 - 900 ℃)의 온도에서 10 ~ 20분 정도 소부하여 히터패턴과 온도센서리드패턴을 완성하는 것이 좋다(상대적으로 종개 그린시트 타입의 세라믹히터에 비하여 낮은 온도에서 20분이내의 짧은 시간에 히터와 센서 전극을 완성할 수 있다). 아울러 전도성페이스트에 따라 소부온도는 조절된다.In addition, it is preferable to go through the drying process (for example, 100-150 ° C) after printing the pattern (20 (30)) using the silkscreen printing method, and further, the temperature of about 800 ° C (eg 600-900 ° C) after drying. It is better to finish the heater pattern and the temperature sensor lead pattern by baking for 10 to 20 minutes at (It is possible to complete the heater and sensor electrode in a short time within 20 minutes at a low temperature compared to the ceramic heater of the relatively conventional green sheet type). The baking temperature is also controlled by the conductive paste.
종래 세라믹히터 중 몰리브덴이나 텅스텐을 활용한 그린시트(green sheet, 소성하기 전의 얇은 세라믹시트)는 1000℃ 이상의 고온에서 소성과정을 거치는데, 이때 귀금속이 아닌 소재를 사용하는 경우 공기 분위기에서 산화가 일어나므로 진공이나 환원분위기에서 소성을 거치야 되서 생산 설비 및 공정에 따른 비용이 증가하므로 생산단가가 높아지는 문제가 있었다. 또 기존 그린시트를 활용한 세라믹 히터는 히터패턴의 점도변화, 마모 등으로 일정한 저항값을 얻는 것이 거의 불가능하고, 소성되면서 수축이 일어나는데 수축되는 정도가 달라서 나타나는 저항값의 편차도 크다는 치명적인 문제점을 가져, 결국 정밀한 온도제어가 불가능하며, 나아가 발열부분이 히터의 앞부분에 집중되어 있고 히터의 온도편차로 인해 궐련형 전자담배를 히터에 꽂아 동작할 때 국부적인 가열로 인해 담배의 맛이 좋지 못하다는 문제점이 있었다. Among the ceramic heaters, molybdenum or tungsten-based green sheets (thin ceramic sheets before firing) undergo firing at a high temperature of 1000 ° C. or higher, and when using non-noble metal materials, oxidation occurs in an air atmosphere. Therefore, there is a problem in that the production cost increases because the cost according to the production equipment and the process is increased because the firing must be carried out in a vacuum or a reducing atmosphere. In addition, the ceramic heater using the existing green sheet has a fatal problem that it is almost impossible to obtain a constant resistance value due to a change in the viscosity of the heater pattern, abrasion, and the like. In the end, precise temperature control is impossible, and furthermore, the heating part is concentrated in the front part of the heater, and the taste of the cigarette is not good due to local heating when the cigarette type electronic cigarette is operated in the heater due to the temperature deviation of the heater. There was this.
본 발명은 이러한 문제를 해결할 수 있다.The present invention can solve this problem.
보다 상세하게는 히터패턴(20)이 간격이 일정하면 리드패턴(21) 외에 전체적으로 패턴이 조밀하게 하거나 선폭을 작게 하는 등 밀집구간(C20)(도 1 [C] 참조)을 도입하는 방식으로 저항을 크게 하여 열이 상대적으로 더 나게 하고, More specifically, when the
온도센서(40)가 장착되는 부분인 설치부, 즉 리세스(13)에서는 히터패턴을 생략하여 발열하지 않게 되지만, 온도센서가 장착되는 리세스의 반대면도 히터패턴이 구비되므로 세라믹히터(H)가 전체적으로 가열될 수 있다. In the installation part, that is, the
무엇보다도 (b)단계에서는 히터패턴 인쇄 후 저항값 균일화를 위한 트리밍 공정이 거치는데, 특히 히터패턴이 외부로 들어나 있으므로 트리밍(예: 레이저 이용)이 가능하므로 일정한 저항값의 구현이 가능하게 된다(필요에 따라 온도센서 리드패턴도 트리밍 가능).First of all, in step (b), a trimming process is performed to uniformize the resistance value after printing the heater pattern. In particular, since the heater pattern is external, it is possible to trim (for example, using a laser), thereby realizing a constant resistance value. (The temperature sensor lead pattern can also be trimmed if necessary).
히터패턴에서 전도성페이스트의 간격이나 선의 폭을 조절하여 봉의 양쪽 사이드에 저항을 중앙보다 크게 하여 열이 더 나도록 할 수 있으며, By adjusting the thickness of the conductive paste or the width of the wire in the heater pattern, the resistance of both sides of the rod can be greater than the center so that the heat is better.
마지막으로 (e)단계에서는 사용온도가 섭씨 300도 이하에서는 솔더링을, 그 이상에서는 브레이징을 하여 리드선을 완성할 수 있다.Finally, in step (e), the lead wire may be completed by soldering at a temperature below 300 ° C. and brazing above.
(c)단계는 도 2 [A]의 절연층(50))의 전개도, Step (c) is an exploded view of the insulating
도 2 [B]의 절연층(50)을 세라믹체(10)에 형성한 것으로 온도센서리드패턴(30)의 노출 내측·외측단(31B,31A)을 확인할 수 있는 개략도, 2B is a schematic view of forming the insulating
도 2 [C]의 절연층(50)을 세라믹체(10)에 형성한 것으로 히터패턴(20)의 노출 외측단(21A)을 확인할 수 있는 개략도에서 확인할 수 있는 바와 같이,As the insulating
완성된 히터패턴(20) 및 온도센서리드패턴(30)을 보호하고 전기적으로 절연시키기 위하여 세라믹이 주성분인 절연(dielectric) 페이스트로 표면을 코팅 처리하여 절연층(50)을 얻을 수 있고, 구체적으로 절연층의 코팅은 스크린 인쇄 또는 디핑(deeping) 등의 방법으로 구성될 수 있다.In order to protect and electrically insulate the completed
이 절연층(50)은 히터의 리드패턴(21)의 노출 외측단(21A)을 위한 공백부(51)를 갖고(도 2 [C] 참조), This insulating
또 온도센서리드패턴(30)의 노출 내측·외측단(31B)(31A)을 위한 공백부(51B,51A)를 갖는다(도 2 [B] 참조).Moreover, it has the space part 51B, 51A for the exposure inner side and
이 절연층을 히터패턴 및 온도센서리드패턴과 같은 방식으로 원통타입 스크린 인쇄(또는 디핑 코팅)하여 얻은 후 건조과정을 거친 다음, 예를 들어 800 ℃에서 30분 열처리한다. The insulating layer is obtained by cylindrical screen printing (or dipping coating) in the same manner as the heater pattern and the temperature sensor lead pattern, followed by drying, for example, heat treatment at 800 ° C. for 30 minutes.
다음으로 (d)단계는 도 3 [A]의 전극(41)을 갖는 온도센서(40)의 개략도와,Next step (d) is a schematic view of the
도 3 [B](정면 투시 개략도) 및 도 3 [C](우측면도)의 온도센서를 고정하기 위한 스토퍼(43)에 대한 개략도.3B are schematic views of the
그리고 도 4 [A]의 온도센서(40)를 세라믹체(10)의 설치부(13) 배치한 후 스토퍼(43)의 삽입중공(43A)에 세라믹체(10)를 끼운 후의 상태로 온도센서리드패턴(30)의 노출 내측·외측단(31B)(31A) 중심의 확대 개략도,Then, the
도 4 [B]의 역시 스토퍼(43)에 세라믹체(10)를 끼운 후의 상태로 히터패턴(20)의 리드패턴(21) 중 노출 외측단(21A) 중심의 확대 개략도에서 확인할 수 있는 바와 같이,As can be seen in the enlarged schematic diagram of the center of the exposed
온도센서(40), 특히 칩 타입 백금온도센서를 세라믹체(10)의 리세스(13)에 장착한 후,After mounting the
스토퍼(43)의 삽입중공(43A)에 세라믹체(10)를 끼워 스토퍼와 온도센서가 중첩되도록 한다.The
이후 (e)단계로 (e) 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단(21A,31A) 각각에 리드선(L1,L2)을 스토퍼의 삽입중공(43A) 외곽에 방사상으로 배열된 네 리드선 연결홈(43B)을 통하여 투입한 후 연결함에 있어,Subsequently, in step (e), the lead wires L1 and L2 are respectively connected to the outer ends 21A and 31A of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern, and the four lead wires radially arranged outside the
히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하기 전에 고전도 접점(P1,P2)을 미리 형성하는 것이 바람직하다.Before connecting the lead wires to the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern, it is preferable to form the high conductivity contacts P1 and P2 in advance.
구체적으로 도 4 [A]와 같이, 온도센서리드패턴(30)의 노출 내측단(31B)과 온도센서(40)의 전극(41)에 중첩되도록 접점(P2)을 형성하고, 또 외측단에도 접점(P2)을 형성하여 리드선(L2)과 연결하게 된다.Specifically, as shown in FIG. 4A, a contact point P2 is formed so as to overlap the exposed
도 4 [B]와 같이, 히터패턴(20)의 리드패턴(21) 중 노출 외측단(21A)에도 접점(P1)을 형성하여 리드선(L1)과 연결하여,As shown in FIG. 4B, the contact point P1 is also formed at the exposed
최종적으로 도 4 [C]의 세라믹히터(H)를 완성하게 된다.Finally, the ceramic heater H of FIG. 4C is completed.
리드선 연결후 100 - 150 ℃에서 건조한 후에 다시 800 ℃에서 30분 열처리하면 온도센서 부착과 리드선 연결작업이 끝나고 모든 공정이 완성된다. 사용온도가 낮은 경우에는 센서 및 히터의 리드선을 은페이스트로 브레이징하지 않고 열처리 후에 니켈선이나 다른 금속선을 땜납으로 솔더링하여도 무방하다. After connecting the lead wire, dry it at 100-150 ℃ and heat treatment again at 800 ℃ for 30 minutes to complete the temperature sensor installation and lead wire connection. If the operating temperature is low, the solder wire may be soldered with nickel wire or other metal wire after the heat treatment without brazing the lead wires of the sensor and the heater with silver paste.
본 발명에 따른 세라믹히터(H)는 Ceramic heater (H) according to the present invention
온도센서 설치부(13)를 갖는 봉상 세라믹체(10); 이 세라믹체의 외면에 전도성페이스트로 인쇄된, 히터리드패턴을 포함하는 히터패턴 및 온도센서리드패턴(20)(30); 히터리드패턴 외측단 및 온도센서리드패턴 내측·외측단을 제외하고 세라믹체 외면에 형성된 절연층(50); 세라믹체의 설치부에 장착되고 온도센서리드패턴 내측단에 연결된 온도센서(40); 및 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 연결된 리드선(L1,L2)을 포함하여 이루어진다.A rod-shaped
특히 최종적으로 온도센서(40) 및 리드선(L1,L2) 설치 후, 보호층(60)을 더 형성하는 것이 바람직한데,Particularly, after the
이 공정의 보호층(60)은 알루미나와 같은 세라믹성분이 함유된 절연페이스트(dielectric paste)나 glass 등으로 표면을 얇게 인쇄하거나 디핑(deeping)하여 후막을 형성하여 코팅하고 건조한 후에 소성하여 단단한 막을 완성하면 전기절연 및 외부 마찰에 대한 보호막이 된다.The
필요에 따라 보호층 형성후 리드선을 도입하는 경우 온도센서의 접점과 연결되는 리드패턴(30)의 내외측단(31B,31A) 및 히터패턴의 외측단(21A)의 끝부분과 리드선(L2,L1)이 연결되는 부분은 인쇄나 디핑하지 않을 수 있다. If necessary, when the lead wire is introduced after the protective layer is formed, the inner and
본 발명에 따른 세라믹히터(H)는 히터패턴의 간격이나 패턴 폭을 조절하여 열분포를 달리할 수 있다. 필요에 따라 좌측 첨단부(11)측의 저항을 더 크게 하면 이 부분에 열이 더 난다. 저항을 크게 하기 위해서는 선폭을 작게 하면 되고, 히터패턴 간격이 좁은 곳의 열이 더 나므로 중앙보다 패턴의 간격을 좁게 하면 좌측단에 열을 더 나게 하여 세라믹봉의 온도가 더 균일한 히터를 제조할 수 있다. Ceramic heater (H) according to the present invention can vary the heat distribution by adjusting the interval or pattern width of the heater pattern. If necessary, the larger the resistance at the
한편, 온도센서의 장착은 봉의 직경 예를 들어 직경이 2mm이면 2*2mm크기보다 작은 얇은 세라믹 기판 또는 실리콘이나 사파이어 웨이퍼 등에 백금을 사용하여 특정한 온도 예를 들어 상온 또는 0℃에서 특정한 저항값 예를 들어 100ohms 또는 1000ohms이 되도록 백금을 매우 얇게 형성하여 온도센서를 제조하거나 시판되는 온도센서를 면치에 장착하고 리드선과 연결되는 패턴과 온도센서의 접점, 즉 고전도 접점(P1,P2)은 은과 같은 전도성 페이스트를 미량 떨어뜨려 건조 한 후에 소성하여 센서와 리드선 패턴을 연결한다. 리드선이 연결된 접점(P1,P2)도 추후(보호층 형성후 접점을 형성하는 변형 공정의 경우) 절연페이스로 위와 같은 방법으로 도포한 후 건조하고 소성한다(접점 형성 후 보호층을 도입하는 경우에는 보호층으로 접점이 절연 및 보호된다).On the other hand, the mounting of the temperature sensor may be performed by using platinum, for example, on a thin ceramic substrate smaller than 2 * 2 mm or a silicon or sapphire wafer when the diameter of the rod, for example, 2 mm in diameter, is used to specify a specific resistance value, for example, at room temperature or 0 ° C. For example, a thin film of platinum is formed to be 100 ohms or 1000 ohms so that a temperature sensor is manufactured or a commercially available temperature sensor is mounted on a surface, and a pattern connected to a lead wire and a contact point of a temperature sensor, that is, a high conductivity contact (P1, P2) A small amount of conductive paste is dropped, dried, and fired to connect the sensor and the lead wire pattern. The contacts P1 and P2 to which the lead wires are connected are also applied in the same manner as the above in the case of the deformation process of forming a contact after forming the protective layer, and then dried and baked (in the case of introducing a protective layer after forming the contact). Contacts are insulated and protected with a protective layer).
이상의 설명에서 히터패턴, 인쇄방법(특히 스크린 인쇄방법), 전도성 페이스트의 구체 조성, 온도센서의 구체 사양 등과 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.In the above description, conventionally known techniques related to a heater pattern, a printing method (especially a screen printing method), a specific composition of a conductive paste, a specific specification of a temperature sensor, etc. are omitted, but those skilled in the art can easily infer, infer, and reproduce them. have.
또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 공정과 형상의 제조방법 및 세라믹히터를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, in the above description of the present invention, the manufacturing method and the ceramic heater of the specific process and shape have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention can be variously modified, changed and replaced by those skilled in the art, and such modifications, changes and Substitutions should be construed as falling within the protection scope of the present invention.
H: 세라믹히터 10: 세라믹체
20: 히터패턴 30: 온도센서리드패턴
40: 온도센서 50: 절연층
60: 보호층 L1,L2: 리드선H: ceramic heater 10: ceramic body
20: heater pattern 30: temperature sensor lead pattern
40: temperature sensor 50: insulation layer
60: protective layers L1, L2: lead wires
Claims (4)
(b) 상기 세라믹체의 외면에 전도성페이스트로 히터리드패턴을 포함하는 히터패턴 및 온도센서리드패턴을 인쇄하는 단계;
(c) 히터리드패턴 외측단 및 온도센서리드패턴 내측·외측단을 제외하고 세라믹체 외면에 절연층을 형성하는 단계;
(d) 온도센서리드패턴 내측단에 온도센서가 연결되는 형태로 상기 세라믹체에 온도센서를 설치하는 단계; 및
(e) 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하는 단계;를 포함하는 이루어지되,
(a)단계의 세라믹체에는 온도센서 설치부인 리세스와, 이 리세스의 타측에 구비된 첨단부가 형성되어 있고,
(b)단계에서는 히터패턴 및 온도센서리드패턴의 인쇄 후, 100 - 150 ℃에서의 건조과정에 이은 600 - 900 ℃에서의 소부과정이 추가로 이루어지고,
(b)단계에서 히터패턴은 히터리드패턴 외에 패턴이 조밀하게 하거나 선폭을 작게 하여 밀집구간을 형성하여 저항을 크게 하고, 온도센서 장착되는 리세스의 반대면에도 히터패턴이 구비되어 있고,
(c)단계에서 형성된 절연층은 히터리드패턴의 노출 외측단을 위한 공백부를 갖고, 온도센서리드패턴의 노출 내측·외측단 각각을 위한 공백부를 갖고,
(d)단계에서는 전극을 갖는 온도센서를 세라믹체의 리세스에 장착한 후, 스토퍼의 삽입중공에 세라믹체를 끼워 스토퍼와 온도센서가 중첩되도록 하고,
(e)단계에서는 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결함에 있어, 스토퍼의 삽입중공 외곽에 방사상으로 배열된 네 리드선 연결홈을 통하여 투입한 후 연결하는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터의 제조방법.(a) preparing a rod-shaped ceramic body;
(b) printing a heater pattern including a heater lead pattern and a temperature sensor lead pattern on the outer surface of the ceramic body with conductive paste;
(c) forming an insulating layer on the outer surface of the ceramic body except for the heater lead pattern outer end and the temperature sensor lead pattern inner and outer ends;
(d) installing a temperature sensor on the ceramic body in such a manner that a temperature sensor is connected to an inner end of the temperature sensor lead pattern; And
(e) connecting a lead wire to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern;
The ceramic body of step (a) is formed with a recess, which is a temperature sensor mounting portion, and a tip portion provided on the other side of the recess,
In step (b), after the heater pattern and the temperature sensor lead pattern are printed, the drying process at 100-150 ° C is followed by the baking process at 600-900 ° C.
In the step (b), the heater pattern is formed in a dense section by dense or small line width in addition to the heater lead pattern to increase resistance, and the heater pattern is provided on the opposite side of the recess in which the temperature sensor is mounted.
The insulating layer formed in step (c) has a space for the exposed outer end of the heater lead pattern, and a space for each of the exposed inner and outer ends of the temperature sensor lead pattern,
In the step (d), after mounting the temperature sensor having the electrode in the recess of the ceramic body, the ceramic body is inserted into the insertion hole of the stopper so that the stopper and the temperature sensor overlap,
In the step (e), in connecting the lead wires to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern, the cigarette is characterized in that it is connected through the four lead wire connecting grooves arranged radially outside the insertion hollow of the stopper. A method of manufacturing a ceramic heater for an electronic cigarette heating device.
상기 (e)단계에서는 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선을 연결하기 전에 고전도 접점을 미리 형성하되,
온도센서리드패턴의 노출 내측단과 온도센서의 전극에 중첩되도록 고전도 접점을 형성하고, 외측단에 고점도 접점을 형성하여 리드선과 연결하고,
히터패턴의 리드패턴 중 노출 외측단에 고점도 접점을 형성하여 리드선과 연결하는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터의 제조방법.The method of claim 1,
In the step (e), before the lead wires are connected to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern, a high conductivity contact is formed in advance.
A high conductivity contact is formed to overlap the exposed inner end of the temperature sensor lead pattern and the electrode of the temperature sensor, and a high viscosity contact is formed at the outer end to connect with the lead wire.
A method of manufacturing a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device, characterized in that a high viscosity contact is formed at an exposed outer end of a lead pattern of a heater pattern and connected to a lead wire.
상기 (b)단계는 히터패턴 인쇄 후 저항값 균일화를 위한 트리밍 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터의 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
Step (b) is a method of manufacturing a ceramic heater for a cigarette type electronic cigarette heating device, characterized in that the trimming process is performed for uniformity of resistance after printing the heater pattern.
온도센서 설치부를 갖는 봉상 세라믹체;
이 세라믹체의 외면에 전도성페이스트로 인쇄된, 히터리드패턴을 포함하는 히터패턴 및 온도센서리드패턴;
히터리드패턴 외측단 및 온도센서리드패턴 내측·외측단을 제외하고 세라믹체 외면에 형성된 절연층;
세라믹체의 설치부에 장착되고 온도센서리드패턴 내측단에 연결된 온도센서; 및
히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 연결된 리드선;을 포함하여 이루어지되,
상기 세라믹체에는 온도센서 설치부인 리세스와, 이 리세스의 타측에 구비된 첨단부가 형성되어 있고,
상기 히터패턴은 히터리드패턴 외에 패턴이 조밀하게 하거나 선폭을 작게 하여 밀집구간을 형성하여 저항을 크게 하고, 온도센서 장착되는 리세스의 반대면에도 히터패턴이 구비되어 있고,
상기 절연층은 히터리드패턴의 노출 외측단을 위한 공백부를 갖고, 온도센서리드패턴의 노출 내측·외측단 각각을 위한 공백부를 갖고,
세라믹체의 리세스에 장착된 전극을 갖는 상기 온도센서는 스토퍼에 의하여 고정되며, 이 스토퍼는 세라믹체가 삽입되는 삽입중공을 가져 조립시 스토퍼와 온도센서가 중첩되도록 하고, 이 스토퍼의 삽입중공 외곽에는 방사상으로 배열된 네 리드선 연결홈이 형성되어 있어, 이 연결홈을 통하여 리드선이 투입되어 히터리드패턴 및 온도센서리드패턴의 외측단 각각에 리드선이 연결되는 것을 특징으로 하는궐련형 전자담배 가열기기용 세라믹히터.As prepared according to claim 1,
Rod-shaped ceramic body having a temperature sensor mounting portion;
A heater pattern including a heater lead pattern and a temperature sensor lead pattern printed on the outer surface of the ceramic body with a conductive paste;
An insulating layer formed on the outer surface of the ceramic body except for the heater lead pattern outer end and the temperature sensor lead pattern inner and outer ends;
A temperature sensor mounted on an installation portion of the ceramic body and connected to an inner end of the temperature sensor lead pattern; And
It includes a lead wire connected to each of the outer end of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern,
The ceramic body is provided with a recess, which is a temperature sensor mounting portion, and a tip portion provided on the other side of the recess,
The heater pattern, in addition to the heater lead pattern, the pattern is dense or the line width is small to form a dense section to increase the resistance, and the heater pattern is provided on the opposite side of the recess in which the temperature sensor is mounted.
The insulating layer has a space for the exposed outer end of the heater lead pattern, and a space for each of the exposed inner and outer ends of the temperature sensor lead pattern,
The temperature sensor having an electrode mounted in the recess of the ceramic body is fixed by a stopper, and the stopper has an insertion hole into which the ceramic body is inserted so that the stopper and the temperature sensor overlap during assembly, and the outer side of the insertion hole of the stopper Four lead wire connection grooves are arranged in a radial direction, the lead wire is introduced through the connection groove for the cigarette type electronic cigarette heating device, characterized in that the lead wire is connected to each of the outer ends of the heater lead pattern and the temperature sensor lead pattern Ceramic heater.
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