[发明专利]一种MEMS硅基孔腔雾化芯及其制造方法

说明书

本发明公开了一种MEMS硅基孔腔雾化芯，包括：硅衬底、填充层和加热丝，硅衬底一侧表面设置有若干个微孔、相对的另一侧表面设置有至少一个进液孔，微孔包括雾化孔和释放孔，硅衬底内部设置有储液腔，释放孔连通至储液腔，雾化孔连通至储液腔，进液孔连通至储液腔，填充层制作在硅衬底上微孔一侧表面，填充层封闭释放孔顶部，加热丝制作在填充层表面，加热丝的端部设置有接触电极。本发明还公开了一种MEMS硅基孔腔雾化芯的制造方法。本发明相较于现有技术，雾化芯的锁油性能好，加工良率高，雾化加热面积大，加热时温度均匀性高，材料对人体无危害。

技术领域

本发明属于发热雾化芯领域，尤其涉及一种MEMS硅基孔腔雾化芯及其制造方法。

背景技术

发热雾化芯作为液体雾化产品的核心部件，对液体进行加热，使其变为雾状气溶胶形态散发出来，雾化元件加热雾化液体时要做到快速、均匀、一致、细腻且尽量减少有害物质产生。

现有液体加热雾化芯主要有以下两种类型：包棉雾化芯和多孔陶瓷雾化芯。包棉雾化芯中金属发热丝和棉芯直接接触，在高温下，发热丝中的金属成分以及棉芯材料的碎屑可能会被雾化形成的气溶胶携带而被使用者吸入，造成潜在的健康危害。同时，棉芯与金属发热丝非均匀接触，受热不均匀，以及高温碳化也会引起发热丝电阻变化，进而引起发热丝温度变化，使得雾化均匀性、稳定性、一致性较差。多孔陶瓷雾化芯由多孔陶瓷和发热电极两部分构成。多孔陶瓷经过高温烧结制成碗状结构，发热膜设计成特定形状附着在陶瓷表面，在工作过程中，发热膜通过均匀发热，把液体加热形成雾气，由陶瓷微孔散发。由于微米级蜂窝孔的存在，其雾化出的气溶胶更加细腻。并且通过调整微孔的大小、孔隙率，可以控制陶瓷芯的锁液、储液能力，还可以调节雾化气溶胶的干湿度。。

现有陶瓷雾化芯，采用多孔陶瓷烧结技术制备，为了具有一定的吸液、储液能力，烧制出的微孔陶瓷需要保持一定的微孔大小及孔隙率，这样就带来了以下四个问题：

一、由于多孔结构的存在，陶瓷芯锁液能力降低，容易漏液。目前通常通过降低孔隙率，减小多孔数量，提高锁液能力，但是同时降低了其吸液、储液能力。

二、由于质地疏松不够坚硬，金属加热丝很难高良率的和陶瓷芯集成在一起，并且需要额外加厚金属加热丝以避免外接导电柱对陶瓷芯造成破坏。

三、陶瓷芯热传导率较低，且不均匀，金属加热丝不可能覆盖到整个雾化面，造成雾化量难以提升，并且局部温度容易过高，引起干烧。

四、陶瓷烧结工艺，不可避免会引入有害物质，危害使用者健康。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种MEMS硅基孔腔雾化芯及其制造方法，雾化芯的锁油性能好，加工良率高，雾化加热面积大，加热时温度均匀性高，材料对人体无危害。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种MEMS硅基孔腔雾化芯，包括：硅衬底、填充层和加热丝，硅衬底一侧表面设置有若干个微孔、相对的另一侧表面设置有至少一个进液孔，微孔包括雾化孔和释放孔，硅衬底内部设置有储液腔，释放孔连通至储液腔，雾化孔连通至储液腔，进液孔连通至储液腔，填充层制作在硅衬底上微孔一侧表面，填充层封闭释放孔顶部，加热丝制作在填充层表面，加热丝的端部设置有接触电极。

作为上述技术方案的进一步描述：

雾化孔的孔径大于释放孔的孔径。

作为上述技术方案的进一步描述：

雾化孔的孔径小于进液孔的孔径。

另一方面，本发明提供了一种MEMS硅基孔腔雾化芯的制造方法，包括以下步骤：

S1、准备硅衬底；

S2、在硅衬底上使用干法或湿法蚀刻工艺，加工出雾化孔和释放孔；