基于大功率厚膜电阻电路的加热板及其并联丝网印刷方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于大功率厚膜电阻电路的加热板和一种基于大功率厚膜电阻电路的加热板的并联丝网印刷方法，加热板包括基板、厚膜电阻电路及绝缘层，厚膜电阻电路包括正极电阻条、负极电阻条和若干阻值相同的支路电阻条，若干支路电阻条分别并联在正极电阻条与负极电阻条之间，两相邻的支路电阻条之间设有间距；所述并联丝网印刷方法是根据厚膜电阻电路并联印刷方式计算得到相应的方阻进行并联丝网印刷；本发明利用并联电路支路断路不影响总回路的设计理念，避免了厚膜电阻电路在印制过程因不可避免的工艺难度而造成厚膜电阻电路某些部位的击穿而需返修的问题，具有使用寿命长和返修率低的优点。
【专利说明】基于大功率厚膜电阻电路的加热板及其并联丝网印刷方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大功率加热板电阻电路设计【技术领域】，尤其涉及一种基于大功率厚膜 电阻电路的加热板和一种基于大功率厚膜电阻电路的加热板的并联丝网印刷方法。
【背景技术】
[0002] 厚膜加热器因其加热速度快、功率大等优点已广泛应用于人们的生产生活中，厚 膜加热器大体上包括基板、厚膜电阻电路及绝缘层，厚膜电阻电路一般是根据加热器的加 热功率采用丝网印刷方式将电阻浆料印刷在基板上，一般加热器的单位面积功率会控制在 20-30w/cm 2内以保证加热器工作的稳定性。
[0003] 现有的厚膜加热器一般采用串联方式设计厚膜电阻电路，采用串联印刷方式意味 着一旦加热器上厚膜电阻电路的任意部位出现击穿，都将导致整个加热器报废。而在现实 使用中，也证明了这点，现有厚膜加热器的返修率特别高，原因主要有以下几点：其一，在基 板上印刷的电阻电路时需要进行多次高温烧结，高温烧结易导致基板变形弯曲，在变形的 基板上印刷电阻电路时，容易造成电阻电路的薄厚不均，若电阻电路的某个部位印刷太簿 易造成电阻太大，温度太高而容易烧坏击穿；其二，在印刷和烧结过程中电阻浆料中杂质参 入和掉入，产生次点，出现次点的电阻电路在使用中会因电阻变大而击穿；其三，在运输、搬 运及焊接加工过程中对印刷的电阻电路造成的碰、刮及摔伤，碰、刮及摔伤后造成某点电阻 太大或电阻丝裸露氧化引起某个点击穿。上述原因都会造成厚膜加热器在使用一段时间后 莫名的击穿，击穿后的串联电阻电路形成断路，整个加热器就报废，而且，上述几点在加热 器制作过程中难以避免，稍不注意就会造成加热器产生次品，次品率很难把控。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有厚膜加热器采用串联方式印刷电阻电路 存在易击穿的问题，提供了一种存在少量击穿情形下依旧能保持正常工作的一种基于大功 率厚膜电阻电路的加热板和一种基于大功率厚膜电阻电路的加热板的并联丝网印刷方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明的一种技术方案是：
[0006] -种基于大功率厚膜电阻电路的加热板，包括基板、印制在基板上的厚膜电阻电 路及涂覆在厚膜电阻电路上的绝缘层，所述厚膜电阻电路包括正极电阻条、负极电阻条和 若干阻值相同的支路电阻条，若干支路电阻条分别并联在正极电阻条与负极电阻条之间， 两相邻的支路电阻条之间设有间距。
[0007] 相比较于现有技术，本发明的基于大功率厚膜电阻电路的加热板采用并联方式设 计厚膜电阻电路，利用并联电路支路断路不影响总回路的设计理念，避免了厚膜电阻电路 在印制过程因不可避免的工艺难度而造成厚膜电阻电路某些部位的击穿而需返修的问题， 本发明在正常工作范围内能承受厚膜电阻电路在合理范围内的击穿数量，具有使用寿命长 和返修率低的优点，也降低了厚膜电阻电路在制作时的工艺难度。另一方面，也提高了厚膜 加热器在相同面积基板下的单位面积功率，真正实现大功率的厚膜加热器，采用并联方式 印刷可以更加密集、均匀的分布厚膜电阻电路，使加热时受热更均匀。
[0008] 优选地，所述加热板的单位面积功率为15_60w/cm2。
[0009] 优选地，所述加热板的单位面积功率为20_35w/cm2。
[0010] 优选地，所述每个支路电阻条均呈尺寸相同的长方体状。采用长度、宽度和厚度都 相同的支路电阻条在印制时，提供了一定的便利，即支路电阻条的电阻浆料的方阻相同，当 然，电阻条的尺寸设计可以存在差异，只要保证每个支路电阻条的阻值相同即可，以适应不 同形状的基板。
[0011] 优选地，所述支路电阻条为设有拐点的支路电阻条，拐点的两边分别为左侧支路 电阻条和右侧支路电阻条，左侧支路电阻条与右侧支路电阻条形成一角度，所述拐点为低 电阻导通点，左侧支路电阻条通过低电阻导通点与右侧支路电阻条相连，低电阻导通点的 方阻为3-5毫欧。支路电阻条上的拐点即支路电阻条不是一条笔直的线段，即存在转弯的 情形，一般基板上会需要支路电阻条转弯，使用低电阻导通点进行连接，是为了避免支路电 阻条在转弯时电阻过大而造成转弯处击穿。
[0012] 优选地，所述每个支路电阻条由多个串联电阻条串联而成，多个串联电阻条之间 等间距平行排列，两相连的串联电阻条通过低电阻导电条连接，低电阻导电条的方阻为3-5 毫欧。在多个并联的支路电阻条上复合串联电阻条，使串并联相结合，以满足灵活多变的厚 膜电阻电路的设计要求。
[0013] 优选地，串联电阻条为3个，分别为第一串联电阻条、第二串联电阻条和第三串联 电阻条，第一串联电阻条、第二串联电阻条和第三串联电阻条平行等距排列，第一串联电阻 条的一端与正极电阻条相连，第一串联电阻条的另一端通过低电阻导电条与第二串联电阻 条相连，第二串联电阻条的另一端通过低电阻导电条与第三串联电阻条相连，第三串联电 阻条的另一端与负极电阻条相连。
[0014] 本发明的另一种技术方案是：
[0015] 一种如上所述加热板的并联丝网印刷方法，所述并联丝网印刷方法包括如下步 骤：
[0016] A1 :根据厚膜电阻电路所需的功率P，由P = U2/R计算出厚膜电阻电路的总电阻 R；
[0017] A2 :根据功率P及加热板单位面积功率需在15-60w/cm2范围的要求，设计出厚膜 电阻电路中阻值相同的支路电阻条的数量n，并预设支路电阻条的长度L和宽度W ;
[0018] A3 :设每个支路电阻条的阻值为Rji = 1、2···η)，则支路电阻条的阻值氏= nXR， 根据方阻计算式，得到支路电阻条的方阻
【权利要求】
1. 一种基于大功率厚膜电阻电路的加热板，包括基板、印制在基板上的厚膜电阻电路 及涂覆在厚膜电阻电路上的绝缘层，其特征在于，所述厚膜电阻电路包括正极电阻条、负极 电阻条和若干阻值相同的支路电阻条，若干支路电阻条分别并联在正极电阻条与负极电阻 条之间，两相邻的支路电阻条之间设有间距。
2. 根据权利要求1所述的基于大功率厚膜电阻电路的加热板，其特征在于，所述加热 板的单位面积功率为15_60w/cm2。
3. 根据权利要求2所述的基于大功率厚膜电阻电路的加热板，其特征在于，所述加热 板的单位面积功率为20_35w/cm2。
4. 根据权利要求1或2或3所述的基于大功率厚膜电阻电路的加热板，其特征在于，所 述每个支路电阻条均呈尺寸相同的长方体状。
5. 根据权利要求1或2或3所述的基于大功率厚膜电阻电路的加热板，其特征在于，所 述支路电阻条为设有拐点的支路电阻条，拐点的两边分别为左侧支路电阻条和右侧支路电 阻条，左侧支路电阻条与右侧支路电阻条形成一角度，所述拐点为低电阻导通点，左侧支路 电阻条通过低电阻导通点与右侧支路电阻条相连，低电阻导通点的方阻为3-5毫欧。
6. 根据权利要求1或2或3所述的基于大功率厚膜电阻电路的加热板，其特征在于，所 述每个支路电阻条由多个串联电阻条串联而成，多个串联电阻条之间等间距平行排列，两 相连的串联电阻条通过低电阻导电条连接，低电阻导电条的方阻为3-5毫欧。
7. 根据权利要求6所述的基于大功率厚膜电阻电路的加热板，其特征在于，所述串联 电阻条为3个，分别为第一串联电阻条、第二串联电阻条和第三串联电阻条，第一串联电阻 条、第二串联电阻条和第三串联电阻条平行等距排列，第一串联电阻条的一端与正极电阻 条相连，第一串联电阻条的另一端通过低电阻导电条与第二串联电阻条相连，第二串联电 阻条的另一端通过低电阻导电条与第三串联电阻条相连，第三串联电阻条的另一端与负极 电阻条相连。
8. -种如权利要求1所述加热板的并联丝网印刷方法，其特征在于，所述并联丝网印 刷方法包括如下步骤： A1 :根据厚膜电阻电路所需的功率P，由P = U2/R计算出厚膜电阻电路的总电阻R ; A2 :根据功率P及加热板单位面积功率需在15-60w/cm2范围的要求，设计出厚膜电阻 电路中阻值相同的支路电阻条的数量n，并预设支路电阻条的长度L和宽度W ; A3 :设每个支路电阻条的阻值为Rji = 1、2…n)，则支路电阻条的阻值氏=nXR，根 据方阻计算式，得到支路电阻条的方阻
将氏=nXR带入
，得到支路 电阻条的方阻
A4 :根据步骤A3的方阻Ra配置相应数值的电阻浆料； A5 :将步骤A4配置好的电阻浆料通过丝网印刷方式印刷在加热板上，形成厚膜电阻电 路，所述厚膜电阻电路包括正极电阻条、负极电阻条和η个阻值相同的支路电阻条，η个支 路电阻条分别并联在正极电阻条与负极电阻条之间。
【文档编号】H05B3/20GK104093224SQ201410259660
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】张卓鹏, 沈闽江, 沈茂枫 申请人:浙江西德斯电气有限公司