[发明专利]薄膜加热装置

说明书

薄膜加热装置包括基层、汇流条层和电极层。所述基层包括与聚合物介电层接触的聚合物电阻层，所述聚合物电阻层包含导电填料。所述聚合物电阻层具有在从约0.5欧姆/平方至约2兆欧姆/平方范围内的薄层电阻。所述汇流条层粘附到所述基层的所述聚合物介电层。所述汇流条层包含第一图案化导电材料。所述电极层包含第二图案化导电材料并且电连接到所述汇流条层。

背景技术

技术领域

本披露涉及薄膜加热装置。

相关技术的说明

金属糊剂已经用于产生由耐热膜支撑的电阻加热元件。欧洲专利号2 181 015披露了在如汽车中的座椅和方向盘的应用中有用的相对薄的加热器装置。所述加热器装置包括聚酰亚胺介电基材层和导体，所述基材层具有覆盖所述基材层的碳填充聚酰亚胺的电阻层，所述导体充当覆盖电阻层并且与所述电阻层接触的电极和汇流结构二者。所述电极和汇流结构能以金属糊剂如可印刷的导电油墨的形式提供。美国专利号8,263,202披露了基于膜的加热装置，其具有使用导电粘合剂粘附到金属箔汇流条的含有导电填料(如炭黑)的电阻性聚酰亚胺基膜。通过使用金属箔代替金属糊剂作为汇流条，大大改善沿着汇流条长度的电压稳定性，但是粘合剂体系可能限制性能。此基于膜的加热装置可以包括介电材料如聚酰亚胺的第二基膜。

在薄膜加热装置中使用印刷金属糊剂作为导体存在若干个挑战。金属糊剂的印刷中的非均匀性导致以下导体，所述导体沿着导体的长度且横跨其宽度具有电阻变化。这些电阻变化引起导体中的电流的相应变化和非均匀功率密度，从而导致高功率应用中的局部加热(例如，热点)。此外，由于加热装置的尺寸增加，较长的导体有效地放大了沿着金属糊剂长度的非均匀性。此外，由于印刷金属糊剂的电阻比传统金属(例如，铜)大，因此沿着长导体长度的大功率下降可导致沿着加热装置长度的非均匀加热。

虽然使用金属糊剂的加热装置在处于适度温度下并且在较低电压下的相对适宜的环境中的小规模应用中可能是有用的，但是，生产用于暴露于更恶劣环境的较大应用的薄膜加热装置是更具挑战性的。例如，风力涡轮机的转子叶片的除冰对薄膜加热装置在更高电压下以更大功率输出运行的同时，以薄的柔性轻量构造在非常大的区域上递送均匀热量的能力提出更大的需求。

发明内容

薄膜加热装置包括基层、汇流条层和电极层。所述基层包括与聚合物介电层接触的聚合物电阻层，所述聚合物电阻层包含导电填料。所述聚合物电阻层具有在从约0.5欧姆/平方至约2兆欧姆/平方范围内的薄层电阻。所述汇流条层粘附到所述基层的所述聚合物介电层。所述汇流条层包含第一图案化导电材料。所述电极层包含第二图案化导电材料并且电连接到所述汇流条层。前述总体描述和下文详细描述仅为示例性和说明性的，并不限制如所附权利要求所限定的本发明。

附图说明

图1是薄膜加热装置的一个实施例的一部分的局部视图，其中提供了能够在汇流条层与电极层之间实现电连接的通孔(剖开示出的)。

图2是薄膜加热装置的一个实施例的平面图，示出了基层的一侧，所述侧具有聚合物电阻层和形成电极层的电极。

图3是薄膜加热装置的一个实施例的平面图，示出了基层的一侧，所述侧具有聚合物介电层和形成汇流条层的汇流条。

具体实施方式

薄膜加热装置包括基层、汇流条层和电极层。所述基层包括与聚合物介电层接触的聚合物电阻层，所述聚合物电阻层包含导电填料。所述聚合物电阻层具有在从约0.5欧姆/平方至约2兆欧姆/平方范围内的薄层电阻。所述汇流条层粘附到所述基层的所述聚合物介电层。所述汇流条层包含第一图案化导电材料。所述电极层包含第二图案化导电材料并且电连接到所述汇流条层。

在一个实施例中，所述基层进一步包括为所述电极层与所述汇流条层之间的电连接提供路径的通孔阵列。

在另一个实施例中，所述基层的所述聚合物电阻层包含第一聚合物介电材料。