一種微型薄膜電阻加熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種微型薄膜電阻加熱器。在基片1中間設置禁布區(qū)域4，所述禁布區(qū)域4是受熱元件，或者光學通道，或者結構件，所述基片1為方塊形或圓形，在禁布區(qū)域4外圍鍍制電阻片2，所述電阻片2按區(qū)域單元布置，單元之間通過布局分配使受熱元件受熱均勻；所述電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量大于等于2，每個電阻片2區(qū)域單元通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式通過導線連接。本實用新型微小型尺寸，低功耗及高的熱效率，易于與微器件進行貼裝，突破傳統(tǒng)薄膜電阻的工藝限制，滿足對緊湊結構下禁布區(qū)的需求，適用于光電子器件、微電子器件、無源光器件等產(chǎn)品中。
【專利說明】
一種微型薄膜電阻加熱器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種微小型電阻加熱器，特別涉及一種微型薄膜電阻加熱器。
【背景技術】
[0002]當前微小型電阻加熱器，常見的有電阻絲型、厚膜電阻片式、TEC半導體式、以及薄膜電阻型。
[0003]電阻絲型加熱器的優(yōu)點是可以做到發(fā)熱面積較大，傳熱效率(熱對流速度)較高，可以做成大面積加熱器如電熱水壺、熱風機等；其缺點是難以到很小且不適合小器件中的塊式封裝，操作上的控制也不容易。
[0004]傳統(tǒng)厚膜式電阻加熱器如標準的SMD型厚膜電阻，其優(yōu)點是尺寸小，適合塊式貼裝;其缺點是發(fā)熱表面為三維，即不是單面發(fā)熱，對于二維表面型受熱元件的加熱來講勢必是會造成傳熱效率及功率的降低；同時由于其兩端焊接端(金屬)的存在限制了受熱元件的材料選擇，即不太適合與非金屬受熱材料的良好接觸和接合。
[0005]溫電控制器(TEC)的優(yōu)點是尺寸相對較小，結構也相對靈活一些，但是成本較高。
[0006]傳統(tǒng)的薄膜電阻加熱器，其優(yōu)點是尺寸可以做到很小，但是由于其方塊電阻目前多數(shù)處于某一區(qū)間如10?1000 Ω，導致其在微小型加熱器的應用受到一定的局限。
[0007]當薄膜電阻加熱器用于微器件時，有時會在加熱電阻基片中間設有禁布區(qū)域，加熱器一般的受熱元件都有受熱均勻的要求，一般采用環(huán)形加熱布局結構，如圖1所示，圓環(huán)形即為電阻區(qū)域，兩個引申區(qū)域為金層焊區(qū)，這種結構的主要缺陷是難以在尺寸有限的情況下將電阻阻值做到200Ω以下，最寬做到0.15mm，電阻阻值最大做到200Ω。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有微小型電阻加熱器存在的不足，提供一種應用于微器件的微型薄膜電阻加熱器。
[0009]本實用新型的技術解決方案是:一種微型薄膜電阻加熱器，在基片中間設置禁布區(qū)域，所述禁布區(qū)域是受熱元件，或者光學通道，或者結構件，所述基片為方塊形或者圓形，在禁布區(qū)域外圍鍍制電阻片，所述電阻片按區(qū)域單元布置，每個單元的阻值可根據(jù)長寬比進行較大范圍的調(diào)整，單元之間通過布局分配使受熱元件受熱均勻。
[0010]所述電阻片的區(qū)域單元數(shù)量大于等于2，每個電阻片區(qū)域單元通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式通過導線與焊盤連接。
[0011 ]進一步地，所述基片為方塊形時，電阻片和焊盤布置在方塊形的角上，或者邊的中間，沿禁布區(qū)域均勻分布。
[0012]進一步地，所述基片為圓形時，電阻片和焊盤沿圓周均勻布置。
[0013]進一步地，加熱電阻片上可以有熱反饋元件，所述熱反饋元件可以采用傳統(tǒng)SMD熱敏電阻。
[0014]進一步優(yōu)選地，所述電阻片的區(qū)域單元數(shù)量是2，2個電阻片布置在基片任意一邊的對角，對稱布置，熱敏電阻布置在與電阻片對應的基片另一邊上，焊盤分別設置在基片的另外兩邊上，2個電阻片通過導線串聯(lián)或并聯(lián)與焊盤連接。
[0015]進一步優(yōu)選地，所述電阻片的區(qū)域單元數(shù)量是2，布置在基片對應兩邊的中間，熱敏電阻和焊盤布置在基片另外的對應兩邊的中間，所述焊盤為4個，2個電阻片通過導線串聯(lián)或并聯(lián)與兩邊的焊盤連接，熱敏電阻通過導線與中間的焊盤連接。
[0016]進一步優(yōu)選地，所述電阻片的區(qū)域單元數(shù)量是2，布置在基片對應的兩個角上，熱敏電阻和焊盤布置在基片另外對應的兩個角上，2個電阻片通過導線串聯(lián)或并聯(lián)與焊盤連接。
[0017]本實用新型的有益效果是:①微小型尺寸，根據(jù)受熱微小型器件的結構及應用場景可設計出針對性的毫米級的尺寸;②低功耗及高的熱效率，根據(jù)所采用的低壓下的控溫及加熱目的，通過合適的薄膜電阻布局設計出合適的電阻值來達到與當前低功耗電壓一致的要求，同時當前微小型元器件多為貼片式或塊式結構，薄膜電阻基片能夠很好的與之貼合，從而可以提高加熱效率及降低熱時間常數(shù)，提高熱可控性;③易于與微器件進行貼裝，當前微小型元器件多為貼片式或塊式結構，薄膜電阻基片能夠很好的與之貼合;④突破傳統(tǒng)薄膜電阻的工藝限制，傳統(tǒng)薄膜電阻由于其材料及工藝的限制導致其方塊電阻難以做到很小或很大，同時根據(jù)電阻絲的發(fā)展經(jīng)驗可見環(huán)狀或蛇狀布局會有大的加熱功率及均勻的熱分布，導致不能將薄膜電阻鍍成環(huán)狀或蛇狀布局;本發(fā)明提供一種分區(qū)連接的技術方案可以避免上述工藝限制同時達到上述目的；⑤滿足對緊湊結構下禁布區(qū)的需求，滿足中間禁布區(qū)要求下的加熱電阻結構設計，適用于光電子器件、微電子器件、無源光器件等產(chǎn)品中。
【附圖說明】
[0018]圖1是環(huán)形電阻加熱器示意圖。
[0019]圖2是2個電阻片串聯(lián)的布置方式圖。
[0020]圖3是3個電阻片串聯(lián)的布置方式圖。
[0021 ]圖4是4個電阻片串聯(lián)的布置方式圖。
[0022]圖5是2個電阻片并聯(lián)的布置方式圖。
[0023]圖6是3個電阻片并聯(lián)的布置方式圖。
[0024]圖7、圖8、圖9是2個電阻片集成熱敏電阻布置的三種布置方式圖。
[0025]圖10是3個電阻片并聯(lián)集成熱敏電阻布置方式圖。
[0026]圖11是在小型密閉型器件中的加熱功率與器件溫度的大致關系圖。
[0027]圖中:1.基片;2.電阻片;3.焊盤;4.禁布區(qū)域;5.導線;6.熱敏電阻。
【具體實施方式】
[0028]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0029]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0030]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0031]—種微型薄膜電阻加熱器，在基片I中間設置禁布區(qū)域4，所述禁布區(qū)域4是受熱元件，或者光學通道，或者結構件，所述基片I為方塊形，在禁布區(qū)域4外圍鍍制電阻片2，所述電阻片2按區(qū)域單元布置，單元之間通過布局分配使受熱元件受熱均勻;所述電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量大于等于2，每個電阻片2區(qū)域單元通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式通過導線連接。
[0032]—種微型薄膜電阻加熱器，利用薄膜電阻工藝和技術，在基片I上鍍制合適的電阻區(qū)域并連線制成電阻片2用以加熱控制;根據(jù)通用低驅(qū)動電壓采用3.3v來計算，阻值過大則會導致有效熱功率太小，阻值過小則會導致溫度控制難度增加，因此，所述電阻片2電阻值范圍是10?100 Ω，在小型密閉型器件中的加熱功率與器件溫度的大致關系見圖11;對于部分需要加熱控制溫度在高溫下工作，同時元件工作的電壓不能超過3.3v，則其電路設置為10-20 Ω，目的是有一定的電壓余量以可能的工作環(huán)境溫度在-5°C或者更低。
[0033]導線采用薄膜鍍金，考慮到薄膜導線層較薄，因而其寬度是需要根據(jù)最大通過電流來設計，電阻越小需要鍍金寬度越寬；其厚度范圍位<lum，其寬度范圍最好在50um及以上。
[0034]所述加熱電阻基板I尺寸為毫米級別，其適用范圍在3.0*3.0mm以下。
[0035]下面參考圖2—圖8描述本發(fā)明的實施例。
[0036]圖2、圖3、圖4是電阻片2串聯(lián)的技術方案。
[0037]實施例1:如圖2所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是2，2個電阻片2布置在基片I的一側，沿禁布區(qū)對稱，基片I的另一側布置焊盤3，2個電阻片2通過導線串聯(lián)與焊盤3連接。
[0038]實施例2:如圖3所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是3，每個電阻片2布置在基片I三個邊的中間，在基片I第四個邊的中間布置焊盤3，3個電阻片2通過導線串聯(lián)與焊盤3連接。
[0039]實施例3:如圖4所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是4，每個電阻片2布置在基片I的四個角，每個電阻片2相對稱，在基片I任意一邊的中間布置焊盤3，4個電阻片2通過導線串聯(lián)與焊盤3連接。
[0040]圖5、圖6是電阻片2并聯(lián)的技術方案。
[0041]實施例4:如圖5所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是2，電阻片2布置在基片I的兩對應邊的中間，焊盤3布置在其中I個電阻片的兩邊，2個電阻片2通過導線5并聯(lián)與焊盤3連接。
[0042]實施例5:如圖6所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是3，每個電阻片2沿禁布區(qū)域4等距離布置，在基片I任意一邊的兩端布置焊盤3，3個電阻片2通過導線5并聯(lián)與焊盤3連接。
[0043]圖7、圖8、圖9是集成熱敏電阻6的技術方案。
[0044]實施例6:如圖7所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是2，2個電阻片2布置在基片I任意一邊的對角，對稱布置，熱敏電阻6布置在與電阻片2對應的基片I另一邊上，焊盤3分別設置在基片I的另外兩邊上，2個電阻片2通過導線串聯(lián)與焊盤3連接。
[0045]實施例7:如圖8所示，電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是2，布置在基片I對應兩邊的中間，熱敏電阻6和焊盤3布置在基片I另外的對應兩邊的中間，所述焊盤3為4個，2個電阻片2通過導線串聯(lián)與兩邊的焊盤3連接，熱敏電阻5通過導線與中間的焊盤3連接。
[0046]實施例8:如圖9所示，所述電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是2，布置在基片I對應的兩個角上，熱敏電阻6和焊盤3布置在基片I另外對應的兩個角上，2個電阻片2通過導線串聯(lián)與焊盤3連接。
[0047]實施例9:如圖10所示，所述電阻片2的區(qū)域單元數(shù)量是3，每個電阻片2沿禁布區(qū)域4等距離布置，在基片I任意一邊的兩端布置焊盤3，在焊盤的中間布置熱敏電阻6，3個電阻片2通過導線5并聯(lián)與焊盤3連接。
[0048]以上實施例1-9中的方塊形基片I可由圓形基片I替代。
[0049]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0050]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種微型薄膜電阻加熱器，在基片(I)中間設置禁布區(qū)域(4)，所述禁布區(qū)域(4)是受熱元件，或者光學通道，或者結構件，所述基片(I)為方塊形或圓形，其特征是在禁布區(qū)域(4)外圍鍍制電阻片(2)，所述電阻片(2)按區(qū)域單元布置，單元之間通過布局分配使受熱元件受熱均勻。2.根據(jù)權利要求1所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是所述電阻片(2)的區(qū)域單元數(shù)量大于等于2，每個電阻片(2)區(qū)域單元通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式通過導線與焊盤(3)連接。3.根據(jù)權利要求2所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是所述基片(I)為方塊形時，電阻片(2)和焊盤(3)布置在方塊形的角上，或者邊的中間，沿禁布區(qū)域(4)均勻分布。4.根據(jù)權利要求2所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是所述基片(I)為圓形時，電阻片(2)和焊盤(3)沿圓周均勻布置。5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是在基片(I)上還設有熱反饋元件，所述熱反饋元件采用熱敏電阻(5 )。6.根據(jù)權利要求5所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是所述電阻片的區(qū)域單元數(shù)量是2，2個電阻片(2)布置在方塊形基片(I)任意一邊的對角，對稱布置，熱敏電阻(5)布置在與電阻片(2)對應的基片(I)另一邊上，焊盤(3)分別設置在基片(I)的另外兩邊上，2個電阻片(2)通過導線串聯(lián)或并聯(lián)與焊盤(3)連接。7.根據(jù)權利要求5所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是所述電阻片(2)的區(qū)域單元數(shù)量是2，布置在基片(I)對應兩邊的中間，熱敏電阻(5)和焊盤(3)布置在基片(I)另外的對應兩邊的中間，所述焊盤(3)為4個，2個電阻片(2)通過導線串聯(lián)或并聯(lián)與兩邊的焊盤(3)連接，熱敏電阻(5)通過導線與中間的焊盤(3)連接。8.根據(jù)權利要求5所述的一種微型薄膜電阻加熱器，其特征是所述電阻片(2)的區(qū)域單元數(shù)量是2，布置在基片(I)對應的兩個角上，熱敏電阻(5)和焊盤(3)布置在基片(I)另外對應的兩個角上，2個電阻片(2)通過導線串聯(lián)或并聯(lián)與焊盤(3)連接。
【文檔編號】H05B3/00GK205491201SQ201521056784
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月17日
【發(fā)明人】黎凱, 龐正達, 楊昕, 盧衛(wèi)東
【申請人】湖北捷訊光電有限公司