一种ptc加热体封装结构
技术领域
本发明属于半导体发热材料封装
技术领域
，涉及一种PTC加热体封装结构。背景技术
PTC（Positive Temperature Coefficient）意为正温阻系数，即电阻随温度升高而增加的特性，拥有这一特性的材料被称为PTC材料，其电阻在居里温度以下基本保持不变，而在居里温度以上随温度升高迅速增加。目前PTC材料主要分为钛酸盐系、金属氧化物系、高分子系，其中最常用的是钛酸钡陶瓷。PTC发热元件是利用电流流过PTC材料时的焦耳效应来产热的一类元件，和传统发热元件相比，PTC发热元件主要有可以恒温发热和工作安全性高两大优点。正是因为以上两大优点，PTC发热元件得到了越来越广泛的应用。
由PTC发热元件制得的PTC发热体在封装时，需要利用导电胶进行粘贴固定，现有的方法是采用有机硅硅胶粘贴的方式，CN106658775A公开了一种有机硅硅胶在PTC电加热器产品上的应用，作为绝缘层的有机硅硅胶中掺杂有导热填料，所述填料可以是氧化铝陶瓷粉末、碳化硅粉末、氧化锌粉末、氮化铝陶瓷粉末、氮化硼陶瓷粉末、或者氧化镁陶瓷粉末。该技术方案的缺点是：有机硅硅胶耐热效果不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PTC加热体封装结构。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种PTC加热体封装结构，所述封装结构使用的石墨烯导电胶的原料配方包括下列重量份的原料： 45-55重量份的远红外发射剂、90-110重量份的石墨烯、180-220重量份的铜粉、400-500重量份的耐高温高分子材料；所述耐高温高分子材料为耐高温胶水和耐高温酚醛树脂中的至少一种；
制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照原料配方称取各原料，然后将远红外发射剂、石墨烯和铜粉加入至耐高温高分子材料，搅拌均匀后得到石墨烯导电胶，然后将所述石墨烯导电胶涂敷于一电极片上；
步骤2：在所述电极片上排布多个PTC发热元件，然后再将另一涂敷有石墨烯导电胶的电极片覆盖于所述多个PTC发热元件之上；
步骤3：加热固化后即得PTC加热体封装结构。
优选的技术方案为：原料配方包括下列重量份的原料：包括下列重量份的原料：48-52重量份的远红外发射剂、95-105重量份的石墨烯、190-210重量份的铜粉、440-460重量份的耐高温高分子材料。
优选的技术方案为：原料配方包括下列重量份的原料：50重量份的远红外发射剂、100重量份的石墨烯、200重量份的铜粉、450重量份的耐高温高分子材料。
优选的技术方案为：所述耐高温胶水为耐800℃以上温度的胶水。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
1、本发明使用耐高温高分子材料作为粘合剂，可以在PTC发热元件产生的高温状态下不分解。
2、当PTC发热元件不导电加热时，石墨烯与远红外发射剂共同作用，产生一定量的热量以对带加热的部件进行加热，从而达到一定程度的保温作用。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1：一种PTC加热体封装结构
一种用于PTC发热片（又称金属半导体发热片）粘合用的石墨烯导电胶
用材：远红外发射剂（干粉）、石墨烯粉末、铜粉、高分子耐高温胶水，高分子耐高温胶水购自北京泽马新技术有限公司，可以使用其生产的800℃、1200℃、2000℃泽马高温胶粘剂。本实施例具体选择1200℃泽马高温胶粘剂。
比例：50克远红外发射剂（干粉）、100克石墨烯、200克铜粉、400克高分子耐高温胶水。
使用方法：将调好的浆料均匀的涂在电极上再排布半导体发热片（或金属半导体发热片），再覆盖上另一片涂好浆料的半导体电极，放入电烤箱150度-200度烘烤30分钟即可。
试验：用本实施例制得的石墨烯导电胶封装的PTC发热片与用现有的导电硅胶封装的PTC发热片进行对比。PTC加热体一样的功率2KW（PTC发热片数量相同，均为23片，长35厘米），电极均采用铝合金电极片，耐高温绝缘黄金纸包裹后插入铝合金方管压紧，除采用的封装胶不同外其它均一样。压好的铝合金方管二端用耐高温胶密封。将二根（用石墨烯封装胶和用原导电硅胶封装的各一根）同功率的PTC加热体放入装有50升水的桶内，同时通电加热。PTC加热体通电，桶内起始水温相同（20℃），加热10分钟：水温分别是28℃（石墨烯导电胶封装）；26.7℃（现有技术导电硅胶封装）。加热20分钟：水温分别是35.5℃（石墨烯导电胶封装）；32.5℃（现有技术导电硅胶封装）。加热30分钟：水温分别是41℃（石墨烯导电胶封装）；37.5℃（现有技术导电硅胶封装）。加热40分钟：水温分别是:47℃（石墨烯导电胶封装）；42.7℃（现有技术导电硅胶封装）。加热50分钟：水温分别是54℃（石墨烯导电胶封装）；48.5℃（导电硅胶封装的）。加热60分钟：水温分别是60℃（石墨烯导电胶封装）；54℃（现有技术导电硅胶封装）。PTC加热体停止通电，10分钟后，水温分别是55℃（石墨烯导电胶封装）；47℃（现有技术导电硅胶封装）；20分钟后，水温分别是44℃（石墨烯导电胶封装）；35℃（现有技术导电硅胶封装）。30分钟后，水温分别是36℃（石墨烯导电胶封装）；24℃（现有技术导电硅胶封装）。
造成上述结果可能的原因：一、石墨烯能加速PTC发热片（或金属半导体发热片）内的金属离子运动，从而产生热量。二、远红外发射剂能将PTC发热片（或金属半导体发热片）产生的热量往外传导；三、用高分子耐高温胶水加铜粉，高温不易老化，高分子耐高温胶水能耐高温800度左右，传统的导电硅胶容易老化，致使封装好的加热设备每年有功率衰减的表现。 四、使用该导电胶封装的半导体加热条通电后最高温度能达到350度（传统的270度左右）。五、停止通电加热时，石墨烯与远红外发射剂共同作用，产生一定量的热量以对水加热，从而使得停止通电后的温度下降速度降低。
实施例2：一种PTC加热体封装结构
一种PTC加热体封装结构，所述封装结构使用的石墨烯导电胶的原料配方包括下列重量份的原料：45重量份的远红外发射剂、90重量份的石墨烯、180重量份的铜粉、400重量份的耐高温高分子材料；所述耐高温高分子材料为耐高温酚醛树脂。耐高温酚醛树脂具体为硼酚醛树脂。
制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照原料配方称取各原料，然后将远红外发射剂、石墨烯和铜粉加入至耐高温高分子材料，搅拌均匀后得到石墨烯导电胶，然后将所述石墨烯导电胶涂敷于一电极片上；
步骤2：在所述电极片上排布多个PTC发热元件，然后再将另一涂敷有石墨烯导电胶的电极片覆盖于所述多个PTC发热元件之上；
步骤3：加热固化后即得PTC加热体封装结构。
实施例3：一种PTC加热体封装结构
一种PTC加热体封装结构，所述封装结构使用的石墨烯导电胶的原料配方包括下列重量份的原料：55重量份的远红外发射剂、110重量份的石墨烯、220重量份的铜粉、500重量份的耐高温高分子材料；所述耐高温高分子材料为耐高温胶水。耐高温胶水采用公开号为CN108359387公开的耐1400℃的胶水。
制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照原料配方称取各原料，然后将远红外发射剂、石墨烯和铜粉加入至耐高温高分子材料，搅拌均匀后得到石墨烯导电胶，然后将所述石墨烯导电胶涂敷于一电极片上；
步骤2：在所述电极片上排布多个PTC发热元件，然后再将另一涂敷有石墨烯导电胶的电极片覆盖于所述多个PTC发热元件之上；
步骤3：加热固化后即得PTC加热体封装结构。
实施例4：一种PTC加热体封装结构
一种PTC加热体封装结构，所述封装结构使用的石墨烯导电胶的原料配方包括下列重量份的原料：43重量份的远红外发射剂、97重量份的石墨烯、210重量份的铜粉、430重量份的耐高温高分子材料；所述耐高温高分子材料为耐高温胶水和耐高温酚醛树脂按照1：1的质量比例构成的混合物。
制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照原料配方称取各原料，然后将远红外发射剂、石墨烯和铜粉加入至耐高温高分子材料，搅拌均匀后得到石墨烯导电胶，然后将所述石墨烯导电胶涂敷于一电极片上；
步骤2：在所述电极片上排布多个PTC发热元件，然后再将另一涂敷有石墨烯导电胶的电极片覆盖于所述多个PTC发热元件之上；
步骤3：加热固化后即得PTC加热体封装结构。
以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图具以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。
