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技术领域

本发明属于雾化芯加工及模拟吸烟技术领域,特别地,涉及一种雾化芯、雾化器、气溶胶发生装置及雾化芯加工方法。

背景技术

气溶胶发生装置是一种较为常见的仿真香烟电子产品,其主要包括电源装置和雾化器,通过电源装置对雾化器中的雾化芯进行供电,使雾化芯在电驱动下加热气溶胶形成基质产生烟雾,以供用户吸食而达到模拟吸烟的效果。当前,在使用焦耳热原理制作的气溶胶发生装置的雾化器中,雾化芯一般由烧结的多孔陶瓷储液结构和附着在多孔陶瓷储液结构上的发热丝组成。

然而,由于雾化芯的发热丝通常为丝网印刷于多孔陶瓷储液结构表面的金属丝或镶嵌于多孔陶瓷储液结构上的金属片等,在雾化芯的金属发热丝加热雾化气溶胶形成基质的过程中,部分气溶胶形成基质在金属发热丝上面进行高温雾化成烟雾,烟雾中就不可避免地会掺杂混合金属元素。这样,用户在抽吸烟雾的同时,烟雾中掺杂混合的金属元素也会同烟雾一起被吸入用户体内,会对人体产生一定的危害,进而给用户带来健康问题。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题,本发明实施例的目的之一在于提供一种通过微加工工艺制作的硅结构作为加热件,以在加热雾化气溶胶形成基质的过程中,避免烟雾中掺杂混合金属元素,进而防止用户在抽吸烟雾的同时摄入金属元素的雾化芯。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种雾化芯,所述雾化芯包括:

低阻硅晶圆,用于在通电时产生热量,以将气溶胶形成基质加热雾化形成烟雾,所述低阻硅晶圆沿其厚度方向贯穿设置通孔;以及

多孔陶瓷体,用于吸附、存储气溶胶形成基质,所述多孔陶瓷体包括多孔陶瓷储液结构和多孔陶瓷卡合结构,所述多孔陶瓷储液结构烧结于所述低阻硅晶圆的正面和反面中的一面上,所述多孔陶瓷卡合结构用于配合所述通孔卡合连接并固定于所述低阻硅晶圆的正面和反面中的另一面上,所述多孔陶瓷卡合结构为填充于所述通孔中的多孔陶瓷浆料在该通孔中烧结凝固后形成,以将所述多孔陶瓷储液结构紧密地结合于所述低阻硅晶圆上。

进一步地,所述通孔为开口大小沿所述低阻硅晶圆厚度方向缩小的梯形孔,所述多孔陶瓷储液结构位于所述低阻硅晶圆对应所述梯形孔开口较小的一端的一面上。

进一步地,所述梯形孔的孔壁与所述低阻硅晶圆之间的倾角为45°~75°。

进一步地,所述低阻硅晶圆的厚度为300~1000μm。

进一步地,所述多孔陶瓷卡合结构的背离所述多孔陶瓷储液结构的一面形成用于供烟雾释放至外部的雾化面。

进一步地,所述通孔的数量设置为多个,多个所述通孔呈阵列的形式分布于所述低阻硅晶圆上。

基于现有技术中存在的上述问题,本发明实施例的目的之二在于提供一种具有上述雾化芯的雾化器。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种雾化器,包括所述的雾化芯。

基于现有技术中存在的上述问题,本发明实施例的目的之三在于提供一种具有上述雾化芯或雾化器的气溶胶发生装置。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种气溶胶发生装置,包括所述雾化芯或所述雾化器,

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,与现有技术相比,至少具有如下有益效果之一:

本发明实施例中的雾化芯、雾化器及气溶胶发生装置,雾化芯包括具有通孔的低阻硅晶圆和具有多孔陶瓷储液结构及多孔陶瓷卡合结构的多孔陶瓷体,多孔陶瓷储液结构通过通孔配合多孔陶瓷卡合结构的卡合连接方式,连接并固定于低阻硅晶圆的一面上。仅需对低阻硅晶圆施加电压,低阻硅晶圆通电就会产生焦耳热,加热多孔陶瓷储液结构中吸存的气溶胶形成基质,气溶胶形成基质受热雾化后形成的烟雾,就可通过低阻硅晶圆的通孔中的多孔陶瓷卡合结构释放出来,以供用户抽吸而达到模拟吸烟的效果。因此,雾化芯在加热雾化气溶胶形成基质的过程中,具有零金属排放的优点,可避免烟雾中掺杂混合金属元素,进而防止用户在抽吸烟雾的同时摄入金属元素,有利于保证人体健康。

基于现有技术中存在的上述问题,本发明实施例的目的之四在于提供一种通过微加工工艺制作的硅结构作为加热件的雾化芯加工方法。由该方法加工的雾化芯,在加热雾化气溶胶形成基质的过程中,可避免烟雾中掺杂混合金属元素,进而防止用户在抽吸烟雾的同时摄入金属元素。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种雾化芯加工方法,包括如下步骤:

低阻硅晶圆制作:在硅晶圆烧制过程中,添加掺杂剂,以将所述硅晶圆制作成具有导电性并在通电时发热的低阻硅晶圆;

覆设氮化硅层:在所述低阻硅晶圆的正面覆设第一氮化硅保护层,并在述低阻硅晶圆的反面覆设第二氮化硅保护层;

氮化硅层开窗处理:采用氮化硅层的图形化处理工艺,在第一氮化硅保护层或所述第二氮化硅保护层上形成预设形状大小的开窗,以使所述低阻硅晶圆的相应表面透过所述开窗裸露,并在所述低阻硅晶圆的相应表面形成未被所述第一氮化硅保护层或所述第二氮化硅保护层覆盖的裸露区域;

低阻硅晶圆蚀刻:对所述低阻硅晶圆上的裸露区域进行蚀刻,直至所述低阻硅晶圆被蚀刻穿透而形成贯穿该低阻硅晶圆的通孔;

氮化硅层祛除:将覆盖于所述低阻硅晶圆的正面的所述第一氮化硅保护层和覆盖于所述低阻硅晶圆的反面的所述第二氮化硅保护层祛除;

多孔陶瓷烧结:在所述第一氮化硅保护层和所述第二氮化硅保护层祛除后,将具有所述通孔的所述低阻硅晶圆置于高温熔融的多孔陶瓷浆料中进行烧结,以使填充于所述通孔中的所述多孔陶瓷浆料在该通孔中凝固后,构成可配合所述通孔将位于所述通孔之外的烧结形成的多孔陶瓷储液结构卡合连接于所述低阻硅晶圆上的多孔陶瓷卡合结构,以将所述多孔陶瓷储液结构与所述低阻硅晶圆紧密地结合在一起,即得到雾化芯成品。

可选的,所述低阻硅晶圆蚀刻步骤中,采用湿法刻蚀工艺在所述低阻硅晶圆上蚀刻加工多个所述通孔。

可选的,所述通孔为开口大小沿低阻硅晶圆厚度方向缩小的梯形孔,所述梯形孔的孔壁与所述低阻硅晶圆之间的倾角为45°~75°。

可选的,所述多孔陶瓷烧结步骤中,烧结的温度控制在600℃~1100℃。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,与现有技术相比,至少具有如下有益效果之一:

本发明实施例中的雾化芯加工方法,采用微加工技术将硅晶圆制作成具有导电性并通电发热的低阻硅晶圆,并利用蚀刻工艺在低阻硅晶圆上形成通孔,再将具有通孔的低阻硅晶圆置于多孔陶瓷浆料中进行高温烧结。在烧结降温时,填充于通孔中的多孔陶瓷浆料就会凝固于通孔中以构成与该通孔卡接配合的多孔陶瓷卡合结构,位于通孔之外的多孔陶瓷浆料就会烧结形成多孔陶瓷储液结构,则多孔陶瓷卡合结构可配合通孔将多孔陶瓷储液结构卡合连接于低阻硅晶圆上,从而将多孔陶瓷储液结构与低阻硅晶圆紧密地结合在一起,获得雾化芯成品。这样,仅需对低阻硅晶圆施加电压,低阻硅晶圆通电就会产生焦耳热,加热多孔陶瓷储液结构中吸存的气溶胶形成基质,气溶胶形成基质受热雾化后形成的烟雾,就可通过低阻硅晶圆的通孔中的多孔陶瓷卡合结构释放出来,以供用户抽吸而达到模拟吸烟的效果。通过该方法制作的雾化芯,在加热雾化气溶胶形成基质的过程中,具有零金属排放的优点,可避免烟雾中掺杂混合金属元素,进而防止用户在抽吸烟雾的同时摄入金属元素,有利于保证人体健康。并且,通过该方法中的微加工技术制作的雾化芯,成品率高,成本低,适于大批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的低阻硅晶圆的表面覆盖有第一氮化硅保护层和第二氮化硅保护层的剖视结构示意图;

图2为本发明实施例提供的第一氮化硅保护层上开设有开窗的剖视结构示意图;

图3为本发明实施例提供的低阻硅晶圆上蚀刻有通孔的剖视结构示意图;

图4为本发明实施例提供的低阻硅晶圆上蚀刻有通孔的另一剖视结构示意图;

图5为本发明实施例提供的低阻硅晶圆结合于多孔陶瓷体上的剖视结构示意图。

其中,图中各附图标记:

1-低阻硅晶圆;2-第一氮化硅保护层;3-第二氮化硅保护层;

4-开窗;5-裸露区域;6-通孔;

7-多孔陶瓷体;71-多孔陶瓷储液结构;72-多孔陶瓷卡合结构。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

需要说明的是,当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征,结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,“在一个实施例中”、“在一些实施例中”或“在其中一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方,并非所有的指代都是相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合特定的特征,结构或特性。

本发明实施例提供的雾化芯,适用于气溶胶发生装置的雾化器。请结合参阅图4,本发明实施例提供的包括低阻硅晶圆1和与低阻硅晶圆1紧密结合的多孔陶瓷体7,低阻硅晶圆1用于在通电时产生热量,以加热雾化气溶胶形成基质,使得气溶胶形成基质雾化形成可供用户吸食的烟雾。低阻硅晶圆1沿其厚度方向贯穿设置有通孔6。多孔陶瓷体7用于吸附、存储气溶胶形成基质,多孔陶瓷体7包括多孔陶瓷储液结构71和多孔陶瓷卡合结构72,多孔陶瓷储液结构71烧结于低阻硅晶圆1的正面和反面中的一面上,多孔陶瓷卡合结构72用于配合通孔6卡合连接并固定于低阻硅晶圆1的正面和反面中的另一面上,多孔陶瓷卡合结构72由填充于通孔6中的多孔陶瓷浆料在该通孔6中烧结凝固后形成,以将多孔陶瓷储液结构71紧密地结合于低阻硅晶圆1上。

本发明实施例中的雾化芯,与现有技术相比,雾化芯包括具有通孔6的低阻硅晶圆1和具有多孔陶瓷储液结构71及多孔陶瓷卡合结构72的多孔陶瓷体7,多孔陶瓷储液结构71通过通孔6配合多孔陶瓷卡合结构72的卡合连接方式,连接并固定于低阻硅晶圆1的一面上。仅需对低阻硅晶圆1施加电压,低阻硅晶圆1通电就会产生焦耳热,加热多孔陶瓷储液结构71中吸存的气溶胶形成基质,气溶胶形成基质受热雾化后形成的烟雾,就可通过低阻硅晶圆1的通孔6中的多孔陶瓷卡合结构72释放出来,以供用户抽吸而达到模拟吸烟的效果。因此,雾化芯在加热雾化气溶胶形成基质的过程中,具有零金属排放的优点,可避免烟雾中掺杂混合金属元素,进而防止用户在抽吸烟雾的同时摄入金属元素,有利于保证人体健康。

请结合参阅图3和图4,在其中一些实施例中,通孔6为开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向缩小的梯形孔,多孔陶瓷储液结构71位于低阻硅晶圆1对应梯形孔开口较小的一端的一面上。该实施例中,沿低阻硅晶圆1厚度方向,将通孔6设置成开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向逐渐缩小的梯形孔,填充于通孔6中的多孔陶瓷浆料在烧结凝固后形成与梯形孔形状大小适配的多孔陶瓷卡合结构72,其中多孔陶瓷卡合结构72的外廓呈与梯形孔形状大小适配的梯形柱体,由于梯形孔开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向逐渐缩小,可配合梯形柱体形成稳固的机械卡合,将低阻硅晶圆1紧密地贴合在多孔陶瓷储液结构71上,使得多孔陶瓷储液结构71位于低阻硅晶圆1对应梯形孔开口较小的一端的一面上,有利于增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

请结合参阅图4,在其中一些实施例中,梯形孔的孔壁与低阻硅晶圆1之间的倾角为45°~75°。该实施例中,通过采用上述方案,梯形孔的孔壁与低阻硅晶圆1之间的倾角为54.74°,以使通孔6的开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向逐渐缩小,可配合梯形柱体形成稳固的机械卡合,将低阻硅晶圆1紧密地贴合在多孔陶瓷储液结构71上,增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

在其中一些实施例中,低阻硅晶圆1的厚度为300~1000μm,以保证贯穿设置于低阻硅晶圆1上的通孔6具有一定的轴向长度,增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

在其中一些实施例中,多孔陶瓷卡合结构72的背离多孔陶瓷储液结构71的一面形成雾化面,雾化面可供烟雾释放至多孔陶瓷卡合结构72的外部,有利于烟雾及时释放,提升雾化效果。

在其中一些实施例中,低阻硅晶圆1上的通孔6的数量设置为多个,使填充于各通孔6中的多孔陶瓷浆料在烧结凝固后形成与相应通孔6形状大小适配的多孔陶瓷卡合结构72,从而使得低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71通过多点进行卡合连接,进一步增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

在其中一些实施例中,多个通孔6呈阵列的形式分布于低阻硅晶圆1上。该实施例中,通过采用上述方案,将多个通孔6呈阵列的形式分布于低阻硅晶圆1上,一方面保证在低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71通过多点进行卡合连接时受力的均衡性,避免低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。另一方面可以保证低阻硅晶圆1各部分保持电阻率的一致性,使得低阻硅晶圆1发热均匀,能够良好地对气溶胶形成基质进行加热雾化,提升用户的口感。

本发明实施例还提供一种雾化器,该雾化器包括上述任一实施例提供的雾化芯。由于本发明实施例中的雾化器具有上述任一实施例提供的雾化芯的全部技术特征,故本发明实施例中的雾化器具有与上述任一实施例提供的雾化芯相同的技术效果,在此不作赘述。

本发明实施例还提供一种气溶胶发生装置,该雾化器包括上述任一实施例提供的雾化芯或雾化器。由于本发明实施例中的气溶胶发生装置具有上述任一实施例提供的雾化芯或雾化器的全部技术特征,故本发明实施例中的气溶胶发生装置具有与上述任一实施例提供的雾化芯或雾化器相同的技术效果,在此不作赘述。

本发明实施例还提供的一种制备上述任一实施例提供的雾化芯的雾化芯加工方法,该雾化芯加工方法包括如下步骤:

1)低阻硅晶圆制作:在硅晶圆烧制过程中,添加掺杂剂,以将硅晶圆制作成具有导电性并在通电时发热的低阻硅晶圆1。可以理解地,在其中一些实施例中,低阻硅晶圆1是在硅晶圆烧制时,掺杂一些离子等掺杂剂,制作成具有较高导电率的硅晶片。可以理解地,掺杂剂可以是硼元素或磷元素但不限于硼元素或磷元素,掺杂剂也可以是其它能够精确控制低阻硅晶圆1电阻率的其他离子或其他元素。由于低阻硅晶圆1是由普通硅晶圆进行离子掺杂制成的,离子掺杂后的低阻硅晶圆1具有良好的导电性,仅需控制离子掺杂的浓度和调节低阻硅晶片的尺寸,就可以获得具有合适的电阻率的低阻硅晶圆1,然后在低阻硅晶圆1上施加合适的电压,低阻硅晶圆1通电就会产生适量的焦耳热,由于低阻硅晶圆1具有良好的导热性,可以使得整个低阻硅晶圆1的加热面都将具有良好的热均匀性,从而能够使得气溶胶形成基质均匀受热并雾化成烟雾。

2)覆设氮化硅层:请结合参阅图1,在低阻硅晶圆1的正面覆设第一氮化硅保护层2,以使第一氮化硅保护层2完全覆盖低阻硅晶圆1的正面,在述低阻硅晶圆1的反面覆设第二氮化硅保护层3,以使第二氮化硅保护层3完全覆盖低阻硅晶圆1的反面。可以理解地,低阻硅晶圆1的正面和反面分别被第一氮化硅保护层2和第二氮化硅保护层3完全覆盖,以保证低阻硅晶圆1被第一氮化硅保护层2和第二氮化硅保护层3完全覆盖的部分不会被蚀刻腐蚀剂腐蚀。在其中一些实施例中,蚀刻腐蚀剂可以是但不限于KOH或TMAH溶液,氮化硅是一种不与KOH或TMAH溶液产生反应的材料,因此采用氮化硅层分别在低阻硅晶圆1的正面和反面形成第一氮化硅保护层2和第二氮化硅保护层3,便可以使得低阻硅晶圆1的整体形态够在蚀刻过程中完成地保存下来。

3)氮化硅层开窗处理:请结合参阅图2,采用氮化硅层的图形化处理工艺,在第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3上形成预设形状大小的开窗4,以使低阻硅晶圆1的相应表面透过开窗4裸露,并在低阻硅晶圆1的相应表面形成未被第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3覆盖的裸露区域5。在其中一些实施例中,氮化硅层的图形化处理工艺,可以是光刻+lift-off工艺,也可以是光刻+刻蚀工艺。通过氮化硅层的图形化处理工艺,可以在第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3上形成预设形状大小的开窗4,以在低阻硅晶圆1上定义通孔6的位置、尺寸、排布等。由于在第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3上形成预设形状大小的开窗4,低阻硅晶圆1的相应表面透过开窗4裸露,并在低阻硅晶圆1的相应表面形成未被第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3覆盖的裸露区域5。低阻硅晶圆1的上未被第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3覆盖的裸露区域5,由于直接接触蚀刻腐蚀剂,蚀刻腐蚀剂就可以对低阻硅晶圆1的上未被第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3覆盖的裸露区域5进行蚀刻。具体地,当在第一氮化硅保护层2上形成预设形状大小的开窗4,低阻硅晶圆1的正面形成未被第一氮化硅保护层2覆盖的裸露区域5,就可以通过蚀刻腐蚀剂对低阻硅晶圆1的正面上的裸露区域5进行蚀刻;当在第二氮化硅保护层3上形成预设形状大小的开窗4,低阻硅晶圆1的反面形成未被第二氮化硅保护层3覆盖的裸露区域5,就可以通过蚀刻腐蚀剂对低阻硅晶圆1的反面上的裸露区域5进行蚀刻。

4)低阻硅晶圆1蚀刻:请结合参阅图2和图3,对低阻硅晶圆1上的裸露区域5进行蚀刻,直至低阻硅晶圆1被蚀刻穿透而形成贯穿该低阻硅晶圆1的通孔6。可以理解地,在其中一些实施例中,采用湿法蚀刻工艺对低阻硅晶圆1上的裸露区域5进行蚀刻,直至低阻硅晶圆1被蚀刻穿透,最终在低阻硅晶圆1上的预设位置形成贯穿该低阻硅晶圆1的通孔6。可以理解地,通孔6的位置、尺寸、排布等,可以根据实际需要而合理设置,通孔6的形状可以是方形、圆形、椭圆形或菱形等,其可以根据实际需要而合理设置,在此不作唯一限定。可以理解地,在其中一些实施例中,当蚀刻腐蚀剂可采用KOH或TMAH等腐蚀溶液时,将在第一氮化硅保护层2或第二氮化硅保护层3上形成预设形状大小的开窗4的低阻硅晶圆1,置入KOH或TMAH等腐蚀溶液中,水浴加热90℃,直至低阻硅晶圆1被腐蚀穿透,最终在低阻硅晶圆1上对应开窗4的裸露区域5(预设位置)形成贯穿该低阻硅晶圆1的通孔6。由于001晶向的低阻硅晶圆1,自身具有的湿法腐蚀特性,通孔6的四周一定是倾角54.74°的斜边。

可以理解地,请结合参阅图3和图4,在其中一些实施例中,低阻硅晶圆1蚀刻步骤中,通孔6为开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向逐渐缩小的梯形孔。该实施例中,沿低阻硅晶圆1厚度方向,将通孔6设置成开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向逐渐缩小的梯形孔,填充于通孔6中的多孔陶瓷浆料在烧结凝固后形成与梯形孔形状大小适配的多孔陶瓷卡合结构72,其中多孔陶瓷卡合结构72的外廓呈与梯形孔形状大小适配的梯形柱体,由于梯形孔开口大小沿低阻硅晶圆1厚度方向逐渐缩小,可配合梯形柱体形成稳固的机械卡合,将低阻硅晶圆1紧密地贴合在多孔陶瓷储液结构71上,增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

可以理解地,请结合参阅图4,上述低阻硅晶圆1蚀刻步骤中,梯形孔的孔壁与低阻硅晶圆1之间的倾角为45°~75°。优选地,梯形孔的孔壁与低阻硅晶圆1之间的倾角为54.74°,可增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

可以理解地,请结合参阅图4,上述低阻硅晶圆1蚀刻步骤中,采用湿法刻蚀工艺在低阻硅晶圆1上蚀刻加工多个通孔6,多个通孔6呈阵列的形式分布于低阻硅晶圆1上,进一步增强低阻硅晶圆1与多孔陶瓷储液结构71连接的稳固性,有效防止低阻硅晶圆1从多孔陶瓷储液结构71上脱落。

可以理解地,上述低阻硅晶圆制作步骤中,低阻硅晶圆1的厚度控制在300~1000μm之间,以保证贯穿设置于低阻硅晶圆1上的通孔6具有一定的轴向长度。

5)氮化硅层祛除:请结合参阅图4,将覆盖于低阻硅晶圆1的正面的第一氮化硅保护层2和覆盖于低阻硅晶圆1的反面的第二氮化硅保护层3祛除。在低阻硅晶圆1上完成通孔6的湿法腐蚀后,将低阻硅晶圆1从KOH或TMAH等腐蚀溶液中取出,并将覆盖在其表面的第一氮化硅保护层2和第二氮化硅保护层3祛除。可以理解地,祛除氮化硅层的方式可以使用ICP刻蚀氮化硅,也可以使用打磨等物理祛除方法,具体可以根据实际需要而合理设置,在此不作唯一限定。

6)多孔陶瓷烧结:请结合参阅图5,在第一氮化硅保护层2和第二氮化硅保护层3祛除后,将具有通孔6的低阻硅晶圆1置于高温熔融的多孔陶瓷浆料中进行烧结,以使填充于通孔6中的多孔陶瓷浆料在该通孔6中凝固后,构成可配合通孔6将位于通孔6之外的烧结形成的多孔陶瓷储液结构71卡合连接于低阻硅晶圆1上的多孔陶瓷卡合结构72,以将多孔陶瓷储液结构71与低阻硅晶圆1紧密地结合在一起,即得到雾化芯成品。具体地,在将第一氮化硅保护层2和第二氮化硅保护层3从低阻硅晶圆1的表面完全祛除后,将蚀刻有通孔6的低阻硅晶圆1与用于制作多孔陶瓷体7的多孔陶瓷浆料在一起进行烧结处理。由于低阻硅晶圆1的熔点在1400多℃,而多孔陶瓷浆料在600℃~1100℃的高温下就会融化。因此,仅需将烧结的温度控制在600℃~1100℃,就可以使得多孔陶瓷浆料完全高温熔化,而低阻硅晶圆1依然可以完整地保存下来。这样,在烧结降温时,填充于通孔6中的多孔陶瓷浆料就会凝固于通孔6中以构成与该通孔6卡接配合的多孔陶瓷卡合结构72,位于通孔6之外的多孔陶瓷浆料就会烧结形成多孔陶瓷储液结构71,则多孔陶瓷卡合结构72可配合通孔6将多孔陶瓷储液结构71卡合连接于低阻硅晶圆1上,从而将多孔陶瓷储液结构71与低阻硅晶圆1紧密地结合在一起,即得到雾化芯成品。

可以理解地,多孔陶瓷储液结构71内部具有微孔结构,微孔结构使得整个多孔陶瓷储液结构71内形成有大量微孔而具有一定的孔隙率。因此,多孔陶瓷储液结构71的微孔结构能形成毛细作用,而将多孔陶瓷储液结构71之外的气溶胶形成基质吸附至多孔陶瓷储液结构71的微孔结构中进行储存,并且多孔陶瓷储液结构71的微孔结构具有良好的锁油能力,使得多孔陶瓷储液结构71可将其微孔结构吸附的气溶胶形成基质渗透至该多孔陶瓷储液结构71表面,而不会出现气溶胶形成基质渗漏现象。并且,多孔陶瓷卡合结构72内部具有可供气溶胶形成基质受热雾化后形成的烟雾释放至其外部的微孔结构。

可以理解地,在其中一些实施例中,多孔陶瓷烧结步骤中:将多孔陶瓷储液结构71烧结于低阻硅晶圆1的正面上,多孔陶瓷卡合结构72的背离多孔陶瓷储液结构71的一面与低阻硅晶圆1的反面平齐,以使得多孔陶瓷卡合结构72的背离多孔陶瓷储液结构71的一面形成供烟雾释放至其外部的雾化面。或者,也可以将多孔陶瓷储液结构71烧结于低阻硅晶圆1的反面上,则多孔陶瓷卡合结构72的背离多孔陶瓷储液结构71的一面与低阻硅晶圆1的正面平齐,以使得多孔陶瓷卡合结构72的背离多孔陶瓷储液结构71的一面形成供烟雾释放至其外部的雾化面。

本发明实施例中的雾化芯加工方法,与现有技术相比,采用微加工技术将硅晶圆制作成具有导电性并通电发热的低阻硅晶圆1,并利用蚀刻工艺在低阻硅晶圆1上形成通孔6,再将具有通孔6的低阻硅晶圆1置于多孔陶瓷浆料中进行高温烧结。在烧结降温时,填充于通孔6中的多孔陶瓷浆料就会凝固于通孔6中以构成与该通孔6卡接配合的多孔陶瓷卡合结构72,位于通孔6之外的多孔陶瓷浆料就会烧结形成多孔陶瓷储液结构71,则多孔陶瓷卡合结构72可配合通孔6将多孔陶瓷储液结构71卡合连接于低阻硅晶圆1上,从而将多孔陶瓷储液结构71与低阻硅晶圆1紧密地结合在一起,获得雾化芯成品。这样,仅需对低阻硅晶圆1施加电压,低阻硅晶圆1通电就会产生焦耳热,加热多孔陶瓷储液结构71中吸存的气溶胶形成基质,气溶胶形成基质受热雾化后形成的烟雾,就可通过低阻硅晶圆1的通孔6中的多孔陶瓷卡合结构72释放出来,以供用户抽吸而达到模拟吸烟的效果。通过该方法制作的雾化芯,在加热雾化气溶胶形成基质的过程中,具有零金属排放的优点,可避免烟雾中掺杂混合金属元素,进而防止用户在抽吸烟雾的同时摄入金属元素,有利于保证人体健康。并且,通过该方法中的微加工技术制作的雾化芯,成品率高,成本低,适于大批量生产。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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