TWI269701B - Adaptable layered heater system - Google Patents

Description

1269701 九、發明說明： t發明所Λ 技術領域3 發明領域 [0001 ]本發明大體上係有關於電加熱器，尤其是，用以 5 在局部散熱器中達成一相當固定的溫度分佈之裝置及方 法。

L· J 發明背景 [0002]在有限空間的應用中，在一表面上的熱輸出會改 10 變，需要快速熱回應，或在濕氣或其他污染物質會進入習 知加熱器的狀況下，基本上會使用層型加熱器。層型加熱 器大體上包括施加至一基底上的不同材料層，一絕緣以及 一電阻材料。首先，絕緣材料施加至基板，在基板及電阻 材料之間備置電絕緣，且在操作時減少電流的洩漏。電阻 15材料以一預定佈局施加至絕緣材料，並備置一電阻加熱器 電路。該層型加熱器包括連接電阻加熱器電路至基本上為 貧溫度控制器所圍繞的一電源之電線。該電線—電阻電路界 面基本上係藉由通過一保護層備置張力釋放及電絕緣而被 保羞不與外界接觸。因此，層型加熱器適合多種加熱應用。 20 [0003]層型加熱器可為、、厚〃膜，、、薄〃膜，或、、熱喷灑" 型，其中這些不同種類的層型加熱器之間主要的不同為形 成層的方法。譬如，厚膜加熱器基本上係使用譬如篩網印 刷，圖案轉印應用，或膜分配頭之方法形成。薄膜加熱器 之層基本上係使用如離子電鍍，鍍濺，化學霧氣沉積 5 1269701 (CVD)，以及物理霧氣沉積⑽)之沉積方法而形成。由薄 及厚膜技術不同的其他方法均被歸類為熱喷灑方法，其可 包括譬如火焰噴灑，電聚噴灌，電弧喷灑，以及酵（高親 度氧燃料）。 * 5 [0004]在許多加熱應用中，在—加熱目標上，以及沿著 加熱目標，譬如，一擬加熱的管，或—外在環境維持1 冑溫度為所欲的，如此在操作時可_相#穩定的狀態。 鲁譬如，沿著射出成型設備之一熱滾子噴嘴維持一固定溫 度，以維持喷嘴内之熔化樹脂於—固定溫度下，並在處: 1〇過程中達到理想的黏度。然而，熱滾子喷嘴的各端相對於 整個熱滾子噴嘴呈現一局部的散熱器。一端連接至—岐 f ’其自加熱器沒出較多的熱，而在另-端，該尖端暴露 至射出孔穴/模，其亦自加熱器中沒出更多的熱。因此，不 " ㈣地移轉线化樹脂之熱常沿著熱料喷嘴之長度發 • 15纟’其轉換成不均勻的溫度分佈及炼化樹脂的不均句之黏 售 度。當熔化樹脂具有一不均勻的溫度分佈時，形成的射出 成型部份通常會有缺陷，甚或會刮傷。機器循環的時間亦 可能增加。 [0005]鱗決此問題，習知熱滾子噴嘴加熱器已設計成 2〇在熱滾子喷嘴端具有一較高的瓦特密度，以補償散执器。 雖然散熱器可以加熱器的局部較高瓦特密度所補償，沿著 熱滾子喷嘴之溫度分佈仍然無法達到固定的輕度，因而在 溶化樹脂中維持的改變溫度，使得該方法無法達到理想狀 況。此外，習知的熱滾子噴嘴加熱器基本上無補償存在於 1269701 一多滴孔穴系統内的具變化性散熱器之裝置，且無法提供 喷嘴本體本身在製造上的公差。 t發明内容]1 發明概要 5 [0006]在一較佳實施例中，本發明備置一加熱系統，其 包括界定一加熱目標電力梯度沿著它而發生的加熱方向之 一主要加熱目標，以及靠近加熱目標而配置的一層型加熱 器"亥層型加熱器包括至少一個界定一平行電路的電阻 層該平行電路包括數個電阻迹線。該電阻迹線包括一正 10溫度係數材料，其具有一相當高溫度係數的電阻⑽），且 電阻迹線大體上與主要加熱方向垂直地定向。 電阻迹線可 回應加熱目標電力梯度，使得電阻迹線在靠近一上散熱器 ^出額外的電力’而在沿著主要加熱方向靠近-下散熱 裔處具有較少的電力。 15 在另一實施例中，本發明備置一加熱系統， 主1定—加熱目標電力梯度沿著它而發生的加熱方向之-器。：：目標’以及靠近加熱目標而配置的一層型加熱 該=型加熱器包括衫—串聯電路的至少—電阻層， 係數材Γ包括數個電阻迹線。該電阻迹線包括-負溫度 迹線大體上當高的_系數材料’且電阻 加熱目標電力靜， 平行地定向。電阻迹線可回應 出額外的電'使得電阻迹線在靠近—上散熱器處輸 具有較少的電力而在沿著主要加熱方向靠近-下散熱器處 20 1269701 [0008]在另一實施例中，本發明備置一加熱系統，其包 括一加熱目標，該目標界定電力梯度沿著它而發生至少一 第一加熱方向，以及電力梯度沿著它而發生的至少一第二 加熱方向。一層型加熱器靠近該加熱目標而配置，且包括 5具有數個毗鄰導體元件之一第一導電層，以及包括數個施 加在導體元件上的電阻區之電阻層，其中至少兩個電阻區 細加至一單一導體元件。該電阻區包括具有一相當高诎以 係數的一負溫度係數材料。該層型加熱器另包括在數個電 阻區及一第二導電層之間的一第一介電層。該第二導電層 10包括數個施加在電阻區上毗鄰導體元件，且橫跨第一導電 層的毗鄰導體元件而延伸的毗鄰導體元件，以及一對施加 在對應成對的電阻區上的一對終端墊。此外，一第二介電 層施加在第二導電層上，但不在熱墊上。該層型加熱器可 回應弟一及第一加熱目標電力梯度，使得電阻區靠近一上 15散熱斋輸出額外的電力，而靠近沿著第一及第二加熱方向 的一下散熱器具有較少的電力。 [0009]此外，本發明的一加熱系統包括界定一第一加熱 目標電力梯度沿著它而發生的至少一第一加熱方向，以及 一第二加熱目標電力梯度沿著它而發生的至少一第二加熱 20方向之一加熱目標。一層型加熱器配置成靠近加熱目標， 且包括一第一導電層以及施加在該第一導電層上的一電阻 層，其中该電阻層包括具有一相當高Tcr的一正溫度係數材 料。一第二導電層施加在電阻層上，而一介電層施加在第 二導電層上。該層型加熱器可回應第一及第二加熱目標電 8 1269701 力梯度，使得電阻區靠近一上散熱器輸出額外的電力，而 靠近沿著第一及第二加熱方向的一下散熱器具有較少的電 力。 [0010] 在本發明的另一實施例中，一層型加熱器包括界 5定一電路構形的至少一電阻層，該電路構形包括至少一電 阻迹線，其相對於一加熱目標定向，且包括具有溫度係數 特徵的一材料，使得電阻迹線備置符合加熱目標之需求的 電力。 [0011] 另一種加熱系統包括一熱滾子喷嘴，其界定在一 10岐管端及熱滾子喷嘴的一尖端之間延伸的一縱軸，以及靠 近熱滾子噴嘴，而配置的一層型加熱器。該層型加熱器包 括界定一平行電路的至少一電阻層，該平行電路包括數個 電阻迹線。該電阻迹線包括具有一相當高TCR的一正溫度係 數材料，且該電阻迹線大體上與熱滾子噴嘴之縱軸垂直地 15定向。該電阻迹線可回應在岐管端及尖端之間延伸的一加 熱目標電力梯度，使得電阻迹線靠近岐管端及尖端輸出額 外的雷六，而力山i答破菸小A由々pq 士 A丄丨..

瓦特密度的電阻迹線區，以下將詳加說明。

線區的一電阻層，各電阻迹線區包括與一 ’丨、疋數個電 田比鄰電阻迹 1269701 線區不同的瓦特密度。此外，數個電阻迹線在電阻迹線區 内，該電阻迹線形成一平行電路，且包括一正溫度係數材 料，且該係數材料具有一相當高的TCR，且電阻迹線大體上 與主要加熱方向垂直地定向。因此，電阻迹線可回應加熱 5目標電力梯度，使得電阻迹線在#近—上散熱器處輸出額 外的電力而在沿著主要加熱方向靠近—下散熱器處具有 較少的電力。 [0013]在另一實施例中，本發明備置一層型加熱器，其 靠近-加熱目標使用，該加熱目標界定一加熱目標電力梯 1〇度沿著它而發生的一主要加熱方向。該層型加熱器包括界 疋數個導電迹線區的至少一電阻層，各電阻迹線區包括與 一田比鄰電阻迹線區不同的一瓦特密度。該電阻層另界定在 電阻现線區内的一電阻迹線，該電阻迹線形成一串聯電 路，且包括一具有一相當高BETA係數的一負溫度係數材 15料，且電阻迹線大體上與主要加熱方向平行地定向。因此， 電阻延線可回應加熱目標電力梯度，使得電阻迹線在靠近 一上散熱器處輸出額外的電力，而在沿著主要加熱方向靠 近一下散熱器處具有較少的電力。 [〇〇14]在本發明的另一實施例中，本發明備置一層型加 20熱為，其靠近一加熱目標使用，該加熱目標界定一加熱目 標電力梯度沿著它而發生的一主要加熱方向。該層型加熱 器包括界疋一平行電路的至少一電阻層，該平行電路包括 數個電阻迹線。該電阻迹線包括具有一相當高TCR的一正溫 度係數材料，且該電阻迹線大體上與主要加熱方向垂直地 1269701 =:該電阻迹線可回應加熱目標電力梯度，使得電阻迹 、#近-上散熱器處輸出額外的電力，而在沿著主要加 熱方向靠近一下散熱器處具有較少的電力。 5

10 [嶋]纟本發明的另-實施例中，本發明備置_層型加 熱器，其靠近一加熱目標使用，該加熱目標界定一加教目 標電力梯度沿著它而發生的—主要加熱方向。該層型加熱 包括界定-串聯電路的至少—電阻層，該串聯電路包括數 個電阻迹線。該電阻迹線包括具有—相t高腿的一負溫 度係數材料’且電阻逐線大體上與主要加熱方向平行地2 向二該電阻迹線可回應加熱目標電力梯度，使得電阻迹線 在靠近-上散熱器處輸出額外的電力，而在沿著主要加熱 方向靠近一下散熱器處具有較少的電力。

[0016]此外’另一種層型加熱器靠近一加熱目標而使 用，忒加熱目標界定一第一加熱目標電力梯度沿著它發生 15的至少一第一加熱方向，以及一第二加熱電力梯度沿著它 而發生的一至少第二方向。該層型加熱器包括界定一串聯 電路的至少一電阻層，該串聯電路包括一電阻迹線，且該 電阻迹線包括具有一相當高BETA係數的一負溫度係數材 料。該電阻迹線可回應加熱目標電力梯度，使得電阻迹線 20在罪近一上散熱器處輸出額外的電力，而在沿著加熱方向 靠近一下散熱器處具有較少的電力。 [0017]本發明的另一實施例備置靠近一加熱目標而使用 的一層型加熱器，該加熱目標界定一第一加熱目標電力梯 度沿著它發生的至少一第一加熱方向，以及一第二加熱電 11 1269701 力梯度沿著它而發生的一至少第二方向。該層型加熱器包 括一第一導電層，該導電層包括數個毗鄰導體元件以及一 電阻層，該電阻層包括施加在導體元件上的數個電阻區。 至少兩個電阻區施加至一單一導體元件上，而電阻區包括 5 具有一相當高BETA係數的一負溫度係數材料。該層型加熱 器另包括施加在數個電阻區及一第二導電層之間的一第一 介電層。該第二導電層包括施加在電阻區上，且橫跨第一 導電層的毗鄰導體元件延伸的數個毗鄰導體元件，以及施 加在對應的一對電阻區上的一對終端塾。此外，一第二介 10 電層施加在第二導電層上，但不在終端墊上。該層型加熱 器可回應第一及第二加熱目標電力梯度，使得電阻區靠近 一上散熱器輸出額外的電力，而較靠近沿著第一及第二加 熱方向的一下散熱器具有較少的電力。 [0018] 本發明的另一實施例備置靠近一加熱目標而使用 15 的一層型加熱器，該加熱目標界定一第一加熱目標電力梯 度沿著它發生的至少一第一加熱方向，以及一第二加熱電 力梯度沿著它而發生的一至少第二方向。該層型加熱器包 括一第一導電層以及施加在第一導電層上的一電阻層，該 電阻層包括具有一相當高TCR的一正溫度係數材料。該層型 20 加熱器另包括施加在電阻層上的一第二導電層，以及施加 在第二導體層上的一介電層。該層型加熱器可回應第一及 第二加熱目標電力梯度，使得電阻區靠近一上散熱器輸出 額外的電力，而較靠近沿著第一及第二加熱方向的一下散 熱器具有較少的電力。 12 1269701 [0019]在另一實施例中，本發明備置的一層型加熱器勹 括一第一電阻迹線，形成在該第一電阻迹線的一端上的 正終端墊，以及形成在該第一電阻迹線的另一端上的—負 終端墊。此外，一第二電阻迹線靠近該第一電阻迹線而形 5 成，一正終端墊形成在第二電阻迹線之一端上，而— 員終 端墊形成在第二電阻迹線之另一端上。此外，—八 、 電層形 、成在第一電阻迹線上，以及第二電阻迹線上，而不在終山 φ 墊上，其中形成在第一電阻迹線之一端上的正終端墊適於 連接至形成在第二電阻迹線之一端上的正終端墊， 、、 10 ^ 在弟一電阻迹線之另一端上的負終端墊適於連接至形成在 第二電阻迹線的另一端上的負終端墊，以形成一平行電路 ' [〇〇20]依據本發明的一方法，包括界定一電路構形的至 v 電阻層之一層型加熱器被起動，其中該電路構形包括 15广牙於加熱目標而定向，且包括具有溫度係數特徵的一材 料的至少一電阻迹線，使得電阻迹線備置與加埶 售 需求相符的電力。 &而之 ]本發明的另一實施例包括靠近一圓形加熱目標而 使用的一層型加熱器，界定徑向延伸的一主要加熱方向， 20 ^界力^目標電力梯度沿著該方向發生。該層型加熱器包 邊疋平仃電路的至少一電阻層，該平行電路包括在週 TCR配置的數個電阻迹線。該電阻迹線包括具有一相當高 椤、一正溫度係數材料，而電阻迹線大體上與圓形加熱目 主要加熱方向垂直地定向。因此，電阻迹線可回應加 熟目4票f Μ # 又’使得電阻迹線在靠近一上散熱器處輸出 13 1269701 額外的電力，而在沿著主要加熱方向的一下散熱器處具有 較少的電力。 [0022] 本發明的另一實施例包括靠近一圓形加熱目標而 使用的一層型加熱器，界定徑向延伸的一主要加熱方向， 5 而一加熱目標電力梯度沿著該方向發生。該層型加熱器包 括數個區，該各區包括數個在週邊上配置的電阻迹線，且 為平行的電路構形。該電阻迹線包括具有一相當高TCR的一 正溫度係數材料，而電阻迹線大體上與圓形加熱目標之主 要加熱方向垂直地定向。因此，電阻迹線可回應加熱目標 10 電力梯度，使得電阻迹線在靠近一上散熱器處輸出額外的 電力，而在沿著主要加熱方向的一下散熱器處具有較少的 電力且在各區内。 [0023] 本發明的可應用性將在下文中詳細說明。須瞭解 的是以下的詳細說明及特定實施例僅用以說明，而非用以 15 限制本發明之範圍。 圖式簡單說明 [0024] 本發明將配合圖式詳加說明： [0025] 第la圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱 器之側視圖； 20 [0026] 第1 b圖為沿著顯示在依據本發明之原則而構成的 一層型加熱器之第1 a圖中的線A-A所取的一放大平面橫截 面側視圖； [0027]第2圖為具有依據本發明之原則而構成的以具有 一加熱目標電力梯度之熱滾子喷嘴形式呈現的一加熱目標 14 1269701 的側視圖； [0028] 第3圖為依據本發明之原則構成的一層型加熱系 統的平面圖，該系統包括一層型加熱器，而該加熱器具有 一平行電路構形，以及一正溫度係數（pTC)材料，該材料具 5 有一相當高溫度係數的電阻（TCR); [0029] 第4圖為一熱滾子喷嘴應用的側視圖，其具有依據 本發明之原則構成的一層型加熱器，該加熱器具有一水平 電路構形，以及具有一相當高TCR的一PTC材料； [0030] 第5圖為一熱滾子喷嘴應用的側視圖，其具有依據 10本發明之原則構成的一層型加熱器，該加熱器具有一水平 電路構形，以及備置電阻迹線區的一相當高TCR之一pTC材 料； [〇〇31]帛6圖為顯示當應用至具有依據本發明之原則而 配置之電阻迹線區的一設計的電阻迹線時，本發明所顯示 15的裁整效果；

20 [0032]㈣為依據本發明之原則而構形的一層型加熱 器的一實施例之側視圖，而該成型加熱器具 陶糊為依據本發明之原則而構形的一層型加熱 系統之平面圖，該系統包括一層型加熱器，其備置具有數 個電阻迹線的-串聯電路構形，以及具有—相當高腿係 數的一 NTC材料； [0034] 圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱 系統之平面圖，該系統包括一層型加熱器，其備置具有一 單-電阻迹線的-串聯電路構形，以及具有^目當高_ 15 1269701 係數之一負溫度係數（NTC)材料； [0035] 第10圖為依據本發明之原則而構成的一熱滾子喷 嘴應用之側視圖，該喷嘴備有具有一單一電阻迹線的一串 聯電路構形，以及具有一相當高BETA係數之一負溫度係數 5 (NTC)材料； [0036] 第11圖為顯示依據本發明之原則而構成的一層型 加熱器之構造的連續平面圖，該層型加熱器具有一串聯構 形以及備有一相當高的BETA係數以配合超過一個主要加熱 方向的一NTC材料； 1〇 [0037]第12圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱 器之構造的連續平面圖，其具有一平行電路構形，以及備 有相當高TCR以配合超過一個主要方向的一 PTC材料； [0038] 第13圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱 系統之平面圖，該系統配置成靠近一圓形加熱目標，而該 15 加熱目標具有一水平電路構形’以及具有一相當電阻溫 度係數（TCR)之一正溫度係數材料；以及 [0039] 第14圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱 系統之平面圖，其配置成靠近具有區塊的一圓形加熱目標。 [0040] 在圖式中顯示的對應元件以對應標號表面。 20 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 [0041 ] 較佳實施例之詳細說明將揭露如下，但其不應限 制本發明其應用或使用。 [0042] 現在參看第la及lb圖，其中顯示以標號10表示的 16 1269701 一層型加熱器。大體而言，層型加熱器ίο包括數個配置在 基板12上的層’其中該層12可為靠近擬加熱的部份或裳 置（未顯不）而配置的一分開的元件，或基板12可為該部份 $ =裝置。以下該部份或裝置稱為、、加熱目標夕，其係指任何 裝置，本體或擬加熱的介質，譬如實際的物品，或毗鄰加 “、、、器的一環境’譬如，空氣，流體。因此，部份，裝置， 或目軚裝置不應限制本發明之範圍。本發明的教示無論加 “、、目彳示之形式以及/或組份，適用於任何加熱目標。 [0〇43]如第lb圖中所示，該層大體上包括一介電層14， 電阻層16，以及一保護層18。該介電層14在基板12及電 阻層16之間備置電絕緣，且其形成在基板12上，其厚度與 曰型加熱器10的電力輸出，施加的電壓，擬應用的溫度， 或其組合相配合。電阻層16形成在介電層14上，且為層型 μ 熱器1〇備置-加熱ϋ電路’以加熱基板。該保護層18 形成在電阻層16上，且最好是一絕緣體，但可導電，或傳 導…、的材料亦可依據一特定加熱應用的需求而採用。 [0〇44]如圖所示，終端墊20大體上配置在介電層丨4上， /、電阻層16接觸。因此，電線22與終端墊2〇接觸，並連 接電阻層16至電源（未顯*)。（為清楚起見僅終端塾狐― 20電線22出現在圖中，但須瞭解的是層型加熱器中亦常見每 終端塾20備有一電線22。）終端墊2〇不須與介電層歸觸， 只要終端塾20以某些方式電連電阻㈣。如圖所示，保護 層18形成在電阻層16上，且大體上為電絕緣的-絕緣材 料，並隔離電阻層16及操作環境。此外，保護層18可如圖 17 1269701 中所示地覆蓋住終端墊2〇的一部份，只要有一足夠的區維 持足夠的促成與電源之連接即可。 [0045] 本文中所提及的、、層型加熱器〃應解釋成包括加 熱器，該加熱器包括至少一功能性層（即介電層14，電阻層 5 I6，保護層18等），其中該層使用與厚膜，薄膜，熱喷灑或 solgel等有關的方法施加或連接材料至一基底或另一層而 形成。這些方法被稱為、、層形成方法〃，、、層化方法〃，或、、層 型加熱器方法"。該方法及功能性層詳細地揭露在^(^年丄 月6日提申的名為、、電力加熱器的結合層型化技術//的美國 10專利申請案10/752,359中，其該專利的揭露内容加入本文 中作為參考資料。 [0046] 現在參看第2圖，其中顯示一加熱目標3〇，其在本 發明中的例示形式為一熱滾子喷嘴。須瞭解的是本發明的 教示不限於熱滚子喷嘴，而實際上可適用於許多其他種類 15的加熱目標。因此，本文中針對熱滾子噴嘴之說明不得限 制本發明之範圍。 [0047] 如圖所示，熱滾子噴嘴30界定一近端32以及一遠 端36。近端32毗鄰一射出成型機器的一岐管而固定或定 位，而通常稱為、、尖端〃的遠端36毗鄰在射出成型過程中 20形成各部份之模38而定位。而如圖所示，熱滾子噴嘴3〇包 括一主要加熱方向39，如直接在熱滾子噴嘴3〇下的圖表所 示的一加熱目標電力梯度沿著該方向而發生。一般而言， 由於岐管34的散熱器，近端32處需要較多的電力。類似地， 由於模38的散熱器，遠端36需要較多的電力。因此，由於 18 1269701 這些散熱器，會產生電力梯度，在大體上隔熱輸出時此梯 度為非所欲的，或甚至需要熱分佈，以加熱流經熱滾子喷 嘴30的溶化樹脂。 [0048] 現在參看第3圖，其中依據本發明之一層型加熱系 5 統大體上以標號40表示。如圖所示，該層型加熱系統40包 括界定一主要加熱方向44的一加熱目標42，如前所述地， 一加熱目標電力梯度沿著該方向而發生。一散熱器在端部 46上（如圖中虛線所示），而另一散熱器在端部48上（虛 線），但其在此位置上僅為例示之用。須瞭解的是只要有一 10 加熱目標電力梯度的發生，即可沿著主要加熱方向44的方 向配置一個或數個散熱器。此外，加熱目標42可為數種應 用之一，譬如前述的熱滾子噴嘴，且為清楚地說明本發明 之操作原則，其以一平面加熱目標的形式呈現。本發明的 教示可應用至立體加熱目標，譬如以下所述且如圖中所示 15 的一熱滾子噴嘴。 [0049] 如圖所示，該層型加熱系統40包括靠近加熱目標 42而配置的一層型加熱器50。該層型加熱器50包括一電阻 層52，其中數個電阻迹線54、56、58、60界定如圖所示的 一平行電路，電力係施加至一第一電力匯流排62以及一第 20 二電力匯流排64。如圖所示，電阻迹線54、56、58、60大 體上與主要加熱方向垂直地定向，其目的將在下文中對於 材料及電路原則說明中清楚地表示。此外，四個電阻迹線 54、56、58、60僅為例示之用，其不得作為限制本發明之 範圍。 19 1269701 10 15 20 T〇] t阻迹線的材料最好是具有相當高電阻溫度係數 尸的一正溫度係數(PTC)材料。譬如，“ο。購斤的 /值可令人滿意地用在本發明的—實例中，其轉換成溫度 :攝氏-度之降低，大約增加〇·15%的電力。依據散熱器的 ^熱程度不同，藉由選擇具有_特㈣R值的材料可將每度 /皿度改^之或多或少的溫度改變程度設計JL電阻迹線中。 TCR值越高，則越多的電力輸入散熱器區，相似地，TCR值 越低，則較少的電力輸人散熱龍。因此，依據本發明的 =不，可採用大範圍的具有不同TCR值的材料，且本文中揭 路的實例不應作為限制本發明範圍之用。卩、要電阻迹線材 料的TCR特徵可因為—局部散熱器之溫度改變造成電阻迹 線電阻之對應改變，並轉換成補償散熱器的電力之對應改 麦，此種TCR特徵即應被解釋為在本發明之範圍内。 [0051 ]在一平行電路中，橫跨各電阻迹線54、56、58及 60的電壓維持固定，因此，若一特定電阻迹線，如54的電 阻增加或改變，電路必須依據固定的施加電壓，對應地增 加或減少。定位在靠近端部46及48之電阻迹線54及6〇，由 於沿著近端部46及48備置的散熱器不需要一定是低溫的。 因此，由於PCT材料具有一相當高的tcr，電阻迹線54、及 60的電阻會隨著相對於電阻迹線56、58之溫度的下溫度而 下降。且由於電壓供應是固定的，通過電阻迹線54及6〇的 電流會Ik著相對於電阻迹線56、58上的電流而增加，因而 產生一上的電力輸出，以補償散熱器。雖然上的電力輸出 會驅使電阻迹線54及60的溫度上升，靠近端部46、48的整 20 1269701 個電力仍較在端部46及48之間，即存在下散熱力的貫穿電 阻迹線56、58處，的電力輸出高。 [0052] 因此，在端部46、48區，或上散熱器之區中，層 型加熱器50的電力會增加，以補償散熱器，或端部仙、仙 5額外的散出的熱。因此，層型加熱器50的電力輸出之增加 可使一加熱系統配合加熱目標42的需要輸出電力。 [0053] 由於電阻迹線54、56、58及60大體上與主要加熱 方向垂直地定向，電阻迹線54、56、58及60的材料可十分 有效地反應沿主要加熱方向的加熱目標電力梯度。譬如， 10若一電阻迹線與主要加熱方向平行，且橫跨電阻迹線的電 壓維持固定，電流即無法在沿著電阻迹線的不同位置改 變，以補償加熱目標電力梯度。因此，在沿著一主要加熱 方向具有一加熱目標電力梯度，且使用具有一相當高TCR的 一PTC材料的一水平電路中，當電阻迹線大體上與主要加熱 15方向垂直時’本發明的操作原則最為有效。 [0054] 現在參看第4圖，本發明的原則應用在用於一熱滾 子喷嘴72的一層型加熱系統70的另一實施例中。如圖所 示，該層塑加熱系統70包括界定在一岐管端76及一尖端78 間延伸的一縱軸74。該層型加熱系統7〇另包括配置在靠近 20熱滾子喷嘴72的一層型加熱器，其中層型加熱器80包括界 定如圖所示的一水平電路之至少一電阻層82。該水平電路 界定數個包括具有相當高TCR的一PCT材料之電阻迹線84、 86、88及90。須瞭解的是四個電阻迹線84、狀、肋及⑽僅 為例示之用，不應被解釋為限制本發明之範圍。此外，層 21 1269701 型加熱器可依據同為本案申請人所擁有的美國專利 5, 973, 296之教示構成’該專利之内容加人本文中作為參考 貝料，此外，該層型加熱器可依據美國專利6,575,729之教 示構成，忒專利的内容亦加入本文中作為參考資料。譬如， 5層型加熱器70可直接施加至熱滾子噴嘴72的外表面，或熱 滾子喷嘴72可施加至一分開的基板（未顯示），譬如繞著熱 滾子喷嘴72而配置的-套管。備有或無分開基板的此結構 技術較詳細地揭露於美國專利5, 973,296中，該專利之内容 加入本文中作為參考資料。 10 [0055]另如圖所示，電阻迹線84、86、88及90大體上與 熱滾子喷嘴72的縱軸74垂直地定向。因此，如前所述，電 阻迹線84、86、88及90可回應在岐管端76及一尖端78之間 延伸的一加熱目標電力梯度，使得電阻迹線84及9〇輸出較 多的電力，而電阻迹線86、88輸出較少的電力。因此，層 15型加熱系統70可沿著縱軸74，或主要加熱方向作較隔熱的 溫度分佈，以轉換成流過熱滾子喷嘴72的熔化樹脂（未顯示） 上固定的溫度分佈。 [0056]現在參看第5圖，本發明的原則應用在具有可補償 散熱器的一設計電阻迹線佈局之一熱滾子喷嘴。如圖所 20示，一層型加熱系統1〇〇包括熱滾子喷嘴72及靠近熱滾子喷 嘴72的一層型加熱器1〇2。該熱滾子喷嘴72界定如前所述， 在岐管端76及一尖端78之間延伸的縱軸74，且其具有發生 在岐管端76及一尖端78之間的一加熱目標電力梯度。如圖 所示，層型加熱器102包括界定數個電阻迹線區1〇6、1〇8及 22 1269701 110的至少一電阻層104。電阻迹線區106及110各以電阻迹 線112及114的形式具有較高的瓦特密度，該電阻迹線112及 114較靠近在電阻迹線區1〇8中的電阻迹線116。因此，各電 阻迹線區，譬如106，包括與一毗鄰電阻迹線區，譬如，1〇8 5不同的瓦特密度，使得電阻層104設計成可補償沿著熱滾子 喷嘴72之縱軸74發生的加熱目標電力梯度。須瞭解的是各 區的瓦特密度亦可使用其他技術而改變，譬如可變寬度或 厚度，以及可改變的距離等等。此種技術揭露在2004年3月 10曰提申之名為、可改變瓦特密度層型加熱系統"的美國 10 專利申請案10/797,259中，該專利之内容加入本文中作為 參考貢料。 [0057] 如圖所示，在電阻迹線區106、108及110中的數個 電阻迹線112、114及116形成一水平電路。最好，該電阻迹 線112、114及116包括具有一相當高TCR的PTC材料，且電阻 15 迹線112、114及116大體上與熱滾子喷嘴72的縱軸74垂直地 定向。因此，電阻層可回應在岐管端76及尖端78之間的一 加熱目標電力梯度，如此與岐管端76及尖端78之間的電力 輸出比較，電阻層輸出較多的電力至靠近岐管端76及尖端 78處。 20 [0058]如第6圖所示，本發明應用至具有可補償散熱器之 電阻迹線區的一設計電阻迹線佈局，其再界定或量身設計 層型加熱器沿著加熱目標，即熱滾子喷嘴72維持固定溫度 的張力。如圖所示，輪廓A代表所須的電力分佈，或沿著備 有如上所述之散熱器之加熱目標的主要加熱方向的需求輪 23 1269701 5

10 t輪細代表沿著備有電阻迹線區的主要加熱方向的電力 又。雖然沿者輪廓㈣區補償散熱器，此輪廓不與加執目 爾求輪廓A相符合。如圖所示，輪廓c代表沿著 加熱目標電力梯度之特徵的—主要加熱方向的電力梯度。 且依據本發明’輪刺代表沿著主要加熱方向的電力梯度， 其應用了具有特定的溫度係數特徵的材料，且除了電阻迹 線區外’電阻迹線以一特定電路構形及方向配置。如圖所 丁輪廓D十分#近輪廓a，或加熱目標的需求輪靡。因此， 具有特定溫度係數特徵，且以一特定電路構形及方向的配 置之材料，至具有電阻迹線區的一設計電阻迹線進一步地 再調整或精細地調整層型加熱器1〇2，以補償沿著一加熱梯 度毛生的加熱目標電力梯度，使得層型加熱器1〇2備置與加 熱目標需求相符合的電力。

[0059]現在參看第7圖，其中顯示本發明的另一種形式， 15其備置在電阻迹線内的末端，而電阻迹線區無基本上發生 在平行電路之電力匯流排之間的、、冷點〃。如圖所示，一層 型加熱器120包括至少一電阻層122，其界定一第一電阻迹 線124以及靠近電阻迹線124的一第二電阻迹線126，其各自 如圖所示地繞著層型加熱器12〇之一部份，而成為其一部 20份。一正終端墊128形成在第一電阻迹線124的一端，而一 負終端墊130形成在第一電阻迹線124的另一端。類似地， 一正終端墊132形成在第二電阻迹線126的一端，而一負終 端墊134形成在第二電阻迹線126的另一端。如圖所示，一 介電層形成在第一電阻迹線124及第二電阻迹線126上，但 24 1269701 不在終端塾128、130、132及134上。因此，形成在第一電 阻迹線124的一端上的正終端墊128適於連接形成在第二電 阻迹線126的一端上的正終端墊132，而形成在第一電阻迹 線124的另一端之負終端墊130適於連接至形成在第二電阻 5迹線126的另一端之負終端墊134，以形成一水平電路構 形，終端墊128、130、132及134可以數種方式連接，包括， 但不限於電線，印刷連接，或端子桿等。由於上述及圖中 所示的端子連接，電阻迹線124及126可具優點地使一加熱 目標（未顯示）較均勻地加熱，並減少習知具有水平電路構 1〇形的層型加熱器所發生的、、冷點須瞭解的是，圖式中的 兩個電阻迹線124及126非為限制本發明的範圍，且依據在 本發明之範圍内的教示，數個電阻迹線可與端子連接部相 連接。此外，電阻迹線亦可形成非、、捲繞〃成層型加熱器 的一部份之構形，而仍然在本發明之範圍内。譬如，電阻 15迹線可形成如上述平面層型加熱器的一部份。 [0060]本發明的另一形式顯示在第8圖中，其中顯示的一 層型加熱系統140包括一加熱目標142及靠近加熱目標142 而配置的一層型加熱器144。與前述實施例相同的是，加熱 目標142界定一加熱目標電力梯度沿著它發生的一主要加 20熱方向146，且一散熱器在端部168，及端部15〇(如虛線所 示）。層型加熱器144包括至少一電阻層152，其中如圖所示 地，數個電阻迹線154、156、158及160界定一串聯電路。 最好，電阻迹線154、156、158及160包括具有一相當高BETa 係數材料的一負溫度係數（NTC)材料。 25 1269701 [0061 ] —般而言，該BETA係數（卢）界定成一NTC電熱調節 器的一材料係數，與其在不同溫度下的電阻比較只呈現一 個溫度的電阻。該BETA值可藉由以下以Kelvin度數（°K)表 示的公式計算出： 5 [0062]召=In (R@T1/R@T2)/((T2-1)-(T1-1))····公式 1 [0063] 因此，此材料之電阻隨著溫度的增加而減少。如 圖所示，電阻迹線154、156、158及160大體上與主要加熱 方向14 6水平地定向。 [0064] 在一串聯電路中，通過各電阻迹線154、156、158 10 及160之電流維持固定的，且因此，若在一電阻迹線的一特 定部份上的電阻增加或減少，則電壓必須依據固定的電流 對應地減少或增加。由於具有相當高])ETA係數的一NTC材 料，電阻迹線154、156、158及160的電阻會隨著靠近端部 148、150(散熱器）的下降溫度而增加，且因此電壓會對應 15地增加，以維持固定的電流。因此，電壓的增加會造成靠 近相對於端部148及150之間的區之端部148及150的層型加 熱器144之電力輸出的增加，因而使一加熱系統可配合加熱 目標142的需求。 [0065] 此外，電阻迹線154、156、158及160大體上與主 2〇要加熱方向平行地定向，而電阻迹線154、156、158及160 的材料可較有效地反應沿著主要加熱方向之加熱目標電力 梯度。因此，在具有沿著一主要加熱方向，以及備置一相 田鬲BETA係數之NTC材料的一串聯電路中，本發明的操作原 則在電阻迹線大體上與主要加熱方向平行時最為有效。且 26 1269701 與具有一相當高TCR之PTC材料，以及上BETA係數的水平電 路構形相同的是，BETA係數越高，電力輸出越多，以補償 散熱器。相似地，BETA係數越低，補償散熱器之電力輪出 越少。因此，BETA係數依據散熱器之範圍及應用而改變。 5只要電阻迹線材料的BETA特徵使得於一局部散熱器而造成 的溫度之改變造成電阻迹線電阻的改變，以轉換成電力相 對的改變，以補償散熱器，使得beta特徵必須解釋成在本 發明之範圍内。 [0066]串聯構形的另一種形式顯示在第6圖中，其中一層 10型加熱器Π0配置成靠近一加熱目標172,且該加熱目標172 界定一第一加熱目標電力梯度沿著它而發生的至少一第一 加熱方向174，以及一第二加熱目標電力梯度沿著它而發生 的至少一第二加熱方向176。一般而言，電阻迹線18〇界定 如圖所示的水平部份182及垂直部份184。最好，電阻迹線 15 18〇包括具有相當高BETA係數的NTC材料，使得電阻迹線180 可回應加熱目標電力梯度，以在靠近一上散熱器處輸出較 多的電力，而在靠近沿著加熱方向174、176的一下散熱器 輸出較少的電力。如前所述，若在一特定部份，譬如，垂 直部份184上電阻增加或減少，電壓必須依據固定的電流， 20對應地減少或增加。由於具有相當高的BETA係數之NTC材 料，各部份182、184之電阻會隨著下降的溫度（靠近任何散 熱器）而增加，因此，電壓會對應地增加，以維持固定的電 流。因此，電壓的增加會造成靠近任何散熱器之第一加熱 方向174之電力輸出的增加，因而使加熱系統可配合加熱目 27 1269701 標 的需求輸出電六。& 卜，須瞭解的是上述實施例不限於 兩個加熱方向，右士政αα 、 本t月的範圍内，數個加熱方向可配合 對應的電阻迹線部份。

[:二]現在參看第10圖，其中顯示本發明的另-種形 ”有電路構形，且如前所述的霞材料，及電 阻迹___子料72。域料，-加熱系統⑽ 包括熱滾子噴嘴72 ’其縱軸74在岐管端76及尖端78之間延 伸而I型加熱器192靠近熱滚子喷嘴72而配置。層型加 熱器192包括至少—電阻層194,其界定-電阻迹線195,以 1〇及數個f：P且迹線區196、198及2〇〇。電阻迹線區娜、綱各 自具有較高的瓦特密度，亦即其與電阻迹線區198距離較 近。因此，如水平電路構形之說明，各電阻迹線區丨％、198 及200包括與一毗鄰電阻迹線區密度不同的密度，以補償加 熱目彳示電力梯度。須瞭解的是如上所述的備有水平電路構 15形及電阻迹線區的可改變瓦特密度亦可採用串聯構形，而 仍在本發明之範圍内。 [0068] 如圖所示，電阻迹線195形成一串聯電路，且最好 包括具有一相當高BETA係數的NTC材料。因此，與在一串聯 電路中的NTC材料之以上說明相同，電阻層194可回應在岐 2〇 管端176及尖端178之間延伸的加熱目標電力梯度，使得電 阻層194相對於在岐管端76及尖端78之間而備置的電力，在 靠近岐管端76及尖端78處輸出較多的電力。 [0069] 爲配合超過一加熱目標的一主要加熱方向，本發 明的其他實施例如第11及12圖中所示。現在參看第11圖， 28 !2697〇i 1加熱系統230包括界定一第一加熱方向234以及一第 =加熱方向236的一加熱目標232。須瞭解的是本發明的教 埶可應用至具有數個加熱方向的一加熱目標，而僅兩個加 5 :#向不應限制本發明之範圍。一第一加熱目標電力梯度 者該第一加熱方向234發生。類似地，一第二加熱目標電 力梯度沿著第二加熱方向236發生。

70]層型加熱系統230另包括配置成靠近加熱目標232 的層型加熱器240，為清楚起見，其構形為層型的。如圖 斤示，層型加熱器240包括一第一導電層242，其包括數個 毗郴導體元件244。導體元件244可依據加熱目標232的材料

及需求，直接地施加至加熱目標232，或一介電層（未顯 示）。如圖所示，一電阻層246包括施加在導體元件244上的 數個電阻區248，其中至少兩個電阻區248施加至一單一導 體元件244。最好，電阻區248具有一相當高BETA係數的NTC 15 材料。 [0071 ]然後，如圖所示，一第一介電層250施加在數個電 阻區248之間。其次，施加一第二導電層252，其中第一導 電層252包括數個施加在電阻區248上，且橫跨毗鄰第一導 體層242之導體元件244延伸的毗鄰導體元件254。第二導電 20 層252另包括一對施加在如圖所示的一對對應電阻區248上 的一對終端墊256。最後，一第二介電層260施加在第二導 電層252上，但不在終端墊256及258上。 [0072]因此，層型加熱器240可回應加熱方向234及236的 第一及第二電力梯度，由於備有如前述的一相當高BETA係 29 1269701 數之NTC材料的串聯電路構形使得電阻區248在靠近—上散 熱器處輸出較多的電力，而在靠近一下散熱器輸出較少的 電力。 [0073] 現在參看第12圖，本發明的另一形式為—層型加 5熱系統270，其包括界定一第一加熱方向274及一第二加熱 方向276的一加熱目標272。一第一加熱目標電力梯度沿著 . 第一加熱方向274發生。類似地，一第二加熱目標電力梯度 鲁 沿著第二加熱方向276發生。層型加熱系統270另包括靠著 加熱目標272而配置的一層型加熱器280，為清楚起見，其 10 構形以層型表示。 、 [0074] 如圖中所示，層型加熱器280包括一第一導體層 • 282以及施加在第一導體層282上的一對電阻層2以。該第一 導體層282亦界定-端子垂片283，以連接一電線（未顯 . 示），以輸出電力至層型加熱器280。最好，電阻層284包括 .15具有一相當高TCR的PTC材料。如圖所*，一第二導體層挪 蜃 *加至電阻層284上，而-介電層288施加至第二導體層娜 上。此外’第二導體層286界定-第二電線（未顯示）至層型 加熱器280的一端子垂片285。 [0075] 因此，層型加熱器28〇可回應加熱方向別及桃之 20第-及第二加熱目標電力梯度，使得依據本發明的教示， 電阻層284靠近-上散熱器輸出較多的電力，而靠近一下散 熱器輸出較少的電力。此外’由於電阻層284的連續特徵， 即’如前所述的無個別電阻迹、線，電ρ且層284無論在相對於 電阻層284之加熱方向如何，均可回應數個加熱方向。 30 1269701 [0076] 本發明的另一種形式顯示在第13圖中，其中一層 型加熱系統300包括一加熱目標302，其界定備有如圖所示 徑向地延伸之一主要加熱方向304，如前所述，一加熱目標 電力梯度沿著該方向發生。一散熱器繞著加熱目標302的週 5 邊，其中一加熱目標302實施例可為用以加熱一物品，如燒 杯的一熱板。如圖所示，層型加熱系統300包括靠近加熱目 標302而配置的一層型加熱器306。該層型加熱器306包括一 電阻層308，其中數個電阻迹線310、312、314及316界定如 圖所示的一水平電路，該電路的電力施加至一第一電力匯 ίο 流排318及一弟二電力匯流排320。如圖所示，電阻迹線 310、312、314及316大體上與主要加熱方向垂直，且配置 成一水平電路構形。此外，電阻迹線31〇、312、314及316 包括具有相當高TCR的一PTC材料，因此，在繞著加熱目標 302之週邊的散熱器區中，層型加熱器3〇6的電力會增加， 15以補償散熱器，或補償繞著週邊額外散出的熱。因此，依 據本發明的教示，靠近電阻迹線31〇、312的電力相對於靠 近電阻迹線314、316的電力較高。因此，層型加熱系統300 依據置放在加熱目標302上的物品尺寸而補償。 [0077] 現在參看第14圖，其中顯示另一種形式的用於加 20熱目標之-層型加熱系統，其大體上以標號·表示。 此層型加熱系統330包括配置成靠近加熱目標3〇2的〆層型 加熱器332。該層型加熱器332界定數個區犯4及3洲，以補 償定位在加熱目標302的中間的一物品（譬如燒杯，未顯 示），或置放在加熱目標302上的數個物品。雖然圖示中僅 31 1269701 有兩個區334、336，須瞭解的是在本發明的範圍内可採用 超過兩個區。層型加熱器332另包括一電阻層338，其中數 個電阻迹線340、342、344及346配置在區334内，且在一第 一電力匯流排348及一第二電力匯流排350之間延伸。此 5外，層型加熱器332包括數個配置在區336内，且亦在第一 電力匯流排348及一第二電力匯流排35〇之間延伸的電阻迹 線352、354、356及358。如前所述，電阻迹線、342、 344、346、352、354、356及358大體上與主要加熱方向304 垂直地定向，且配置成一水平電路構形。此外，電阻迹線 1〇包括具有相當咼TCR的PTC材料。因此，依據本發明之教示， 罪近電阻迹線340、342、352及354的電力較靠近電阻迹線 344、346、356及358之電力高。此外，各區334、336依據 在這些區内的需求而備置局部的電力，以補償非定位在加 熱目標302之中間上的物品，或補償數個定位在加熱目標 15 302上的物品，譬如在區334中的一燒杯360(如虛線所示）以 及在區336中的另一燒杯362。 [0078]本發明的以上6兒明僅為例示之用，因此其不脫離 本發明之意旨的改變亦在本發明之範圍内。譬如，上述層 型加熱系統及層型加熱器可備置如2〇〇3年11月21日提申的 2〇名為、、雙條電線層型加熱系統〃之美國專利申請案 10/719, 327中，該專利的内容加入本文中作為參考資料。 此種改變不被視為脫離本發明之精神及範圍。 I：圖式簡單說明】 第la圖為依據本發明之原則而構成的—層型加熱器之 32 圖 第lb圖為沿著顯示在依據本發明之原則而構成的一 〜熱器之第la圖中的線A-A所取的〜 層 規圖； 放大平面橫截面側 熱目 第2圖為具有依據本發明之原則而構成的 以具有一力口 _襟電力梯度之熱滾子喷嘴形式呈現的—加熱目標_ 第3圖為依據本發明之原則構成的—層型加熱系 Μ ，該系統包括-層型加熱器，而該加熱器具有一平 ;丁，構形，以及一正溫度係數(PTC)材料，該材料具有一 §當高溫度係數的電阻（TCR); 第4圖為-熱滾子喷嘴應用的側視圖’其具有依據本發 之原則構成的一層型加熱器，該加熱器具有—水平電路 構形，以及具有一相當高TCR的一PTC材料； 5 第5圖為一熱滾子喷嘴應用的側視圖，其具有依據本發 明之原則構成的-層型加熱器，該加熱器具有一水平電路 構形，以及備置電阻迹線區的一相當高⑽之一咖材料； 第6圖為顯示當應用至具有依據本發明之原則而配置 之電阻迹線區的-設計的電阻迹線時，本發明所顯示的裁 2〇整效果； 第7圖為依據本發明之原則而構形的一層型加熱器的 1施例之側視圖’而該成型加熱器具有電線的末端； 第8圖為依據本發明之原則而構形的一層型加熱系統 之平面圖’該系統包括-層型加熱器，其備置具有數個電 33 1269701 阻迹線的一串聯電路構形，以及具有一相當高BETA係數的 一 NTC材料； 第9圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱系統 之平面圖，該系統包括一層型加熱器，其備置具有一單一 5 電阻迹線的一串聯電路構形，以及具有一相當高BETA係數 之一負溫度係數（NTC)材料； 第10圖為依據本發明之原則而構成的一熱滾子喷嘴應 用之側視圖，該喷嘴備有具有一單一電阻迹線的一串聯電 路構形，以及具有一相當高BETA係數之一負溫度係數（NTC) 1〇 材料， 第11圖為顯示依據本發明之原則而構成的一層型加熱 器之構造的連續平面圖，該層型加熱器具有一串聯構形以 及備有一相當高的BETA係數以配合超過一個主要加熱方向 的一 NTC材料； 15 第12圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱器之 構造的連續平面圖，其具有一平行電路構形，以及備有相 當高TCR以配合超過一個主要方向的一 PTC材料； 第13圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱系統 之平面圖，該系統配置成靠近一圓形加熱目標，而該加熱 20 目標具有一水平電路構形，以及具有一相當南電阻溫度係 數（TCR)之一正溫度係數材料；以及 第14圖為依據本發明之原則而構成的一層型加熱系統 之平面圖，其配置成靠近具有區塊的一圓形加熱目標。 【主要元件符號說明】 34 1269701

10 層型加熱器 56 電阻迹線 12 絲 58 電阻迹線 14 介電層 60 電阻迹線 16 電阻層 62 電力匯流4非 18 保護層 64 電力匯流4 非 20 終端墊 70 層型加熱系統 22 電線 72 熱滾子喷嘴 30 熱滾子喷嘴 74 縱軸 32 近端 76 岐管端 34 岐管 78 尖端 36 遠端 80 層型加熱器 38 模 82 電阻層 39 主要加熱方向 84 電阻迹線 40 層型加熱系統 86 電阻迹線 42 加熱目標 88 電阻迹線 44 主要加熱方向 90 電阻迹線 46 端部 100 層型加熱系統 48 端部 102 層型加熱器 50 層型加熱系統 104 電阻層 52 電阻層 106 電阻迹線區 54 電阻迹線 108 電阻迹線區 35 1269701

110 電阻迹線區 158 112 電阻迹線 160 114 電阻迹線 170 116 電阻迹線 172 120 層型加熱器 174 122 電阻層 176 124 第一電阻迹線 178 126 第二電阻迹線 180 128 終端墊 182 130 終端墊 184 132 終端墊 190 134 終端墊 192 140 層型加熱系統 194 142 加熱目標 195 144 層型加熱器 196 146 主要加熱方向 198 148 端部 200 150 端部 230 152 電阻層 232 154 電阻迹線 234 156 電阻迹線 236 電阻迹線 電阻迹線 層型加熱器 加熱目標 第一加熱方向 第二加熱方向 電阻層 電阻迹線 水平部份 垂直部份 加熱系統 層型加熱器 電阻層 電阻迹線 電阻迹、線區 電阻迹線區 電阻迹線區 層型加熱系統 加熱目標 第一加熱方向 第二加熱方向 36 1269701

240 層型加熱器 288 242 導電層 300 244 導體元件 302 246 電阻層 304 248 電阻區 306 250 第一介電層 308 252 第二導體層 310 254 導體元件 312 256 終端墊 314 258 終端墊 316 260 第二介電層 318 270 層型加熱系統 320 272 加熱目標 330 274 第一加熱方向 334 276 第二加熱方向 336 280 層型加熱器 340 282 第一導體層 342 283 端子垂片 344 284 電阻層 346 285 終端墊 348 286 第二導體層 350 介電層 層型加熱系統 加熱目標 主要加熱方向 層型加熱器 電阻層 電阻迹線 電阻迹線 電阻迹線 電阻迹線 第一電力匯流排 第二電力匯流排 層型加熱系統 區 區 電阻迹線 電阻迹線 電阻迹線 電阻迹線 第一電力匯流排 第二電力匯流排 37 1269701 電阻迹線 燒杯 352電阻迹線 358 354電阻迹線 360 356電阻迹線

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Claims (1)

1269701 5

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20 十、申請專利範圍： 1. 一種加熱系統，其包括： 一加熱目標，其界定一主要加熱方向，沿著該主要 加熱方向可發生一加熱目標電力梯度；以及 一層型加熱器，其配置於靠近該加熱目標處，該層 型加熱器包括至少一個用以界定一平行電路的電阻層， 該平行電路包括數個電阻迹線，該電阻迹線包括一正溫 度係數材料，其具有一相當高溫度係數的電阻（TCR)，且 該電阻迹線大體上與該主要加熱方向垂直地定向， 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 該電阻迹線沿著該主要加熱方向，在靠近一較高散熱器 處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少 的電力。 2. 如申請專利範圍第1項的加熱系統，其中該層型加熱器 係直接地施加至該加熱目標上。 3. 如申請專利範圍第1項的加熱系統，其更包括靠近該加 熱目標加以配置的一基板，其中該層型加熱器係施加至 該基板上。 4. 一種加熱系統，其包括： 一加熱目標，其界定一主要加熱方向，沿著該主要 加熱方向可發生一加熱目標電力梯度；以及 一層型加熱器，其配置於靠近該加熱目標處，該層 型加熱器包括用以界定一串聯電路的至少一電阻層，該 串聯電路包括數個電阻迹線，該電阻迹線包括一負溫度 39 1269701 係數材料，該材料具有一相當高的BETA係數材料，且該 電阻迹線大體上與該主要加熱方向平行地定向’ 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 該電阻迹線沿著該主要加熱方向，在靠近一較高散熱器 5 處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少 的電力。 5. —種加熱系統，其包括： 一加熱目標，其界定至少一第一加熱方向及至少一 第二加熱方向，沿著該第一加熱方向可發生一第一加熱 10 目標電力梯度，而沿著該第二加熱方向可發生一第二加 熱目標電力梯度；以及 一層型加熱器，其靠近該加熱目標而配置著，該層 型加熱器包括： 一第一導電層，其包括數個毗鄰的導體元件； 15 一電阻層，其包括數個施加在該導體元件上的電阻 區，其中至少兩個電阻區係施加至一單一導體元件上， 該電阻區包括具有一相當高BETA係數的一負溫度係數材 料； 一第一介電層，其係施加在數個電阻區之間； 20 一第二導電層，其包括： 數個相毗鄰的導體元件，其係施加在該電阻區上， 且延伸橫跨該第一導電層的毗鄰導體元件；以及 一對終端墊，係施加在相對應的一對電阻區上；以 及 40 1269701 一第二介電層，係施加在該第二導電層上方，但不在 該終端墊上方， 其中该層型加熱器可回應該第一及第二加熱目標電力梯 度，使得該電阻區沿著第一及第二加熱方向，在靠近一 較高散熱器處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器 處輸出較少的電力。 6· —種加熱系統，其包括：

一加熱目標，其界定至少一第一加熱方向及至少一 弟一加熱方向，沿者该第一加熱方向可發生一第一加熱 目標電力梯度，而沿著該第二加熱方向可發生一第二加 熱目標電力梯度；以及 一層型加熱器，其配置成靠近該加熱目標，該層型 加熱器包括： 一第一導電層； 一電阻層，其係施加在該第一導電層±，該電阻層包 括具有一相當高TCR的一正溫度係數材料； 一第二導電層，其係施加在該電阻層上；及 一介電層，其係施加在該第二導電層上，

7.-種層型加熱器’其包括用以界定一電 電阻層，該電路構形包括相對於一加埶 一及第二加熱目標電力梯 第二加熱方向，在靠近一 ，而在靠近一較低散熱器 定一電路構形的至少一 一加熱目標加以定向的 41 1269701 至少一電阻迹線，並且包括具有溫度係數特性的一材 料，使得該電阻迹線可提供符合該加熱目標之需求的電

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20 力。 8. —種加熱系統，其包括： 一熱滾子喷嘴，其界定出延伸在一岐管端及該熱滾 子喷嘴的一尖端之間的一縱軸，以及 一層型加熱器，其靠近該熱滾子喷嘴而配置著，該 層型加熱器包括界定一平行電路的至少一電阻層，該平 行電路包括數個電阻迹線，該電阻迹線包括具有一相當 高TCR的一正溫度係數材料，且該電阻迹線大體上與該熱 滾子喷嘴之縱軸呈垂直地定向， 其中該電阻迹線可回應一延伸於該岐管端及該尖端 之間的加熱目標電力梯度，使得該電阻迹線在靠近該岐 管端及該尖端處輸出額外的電力，而在該岐管端及該尖 端之間輸出較少的電力。 9. 一種加熱系統，其包括： 一熱滾子喷嘴，其界定出延伸在一岐管端及該熱滾 子喷嘴的一尖端之間的一縱軸，以及 一層型加熱器，其係靠近該熱滾子喷嘴而配置著， 該層型加熱器包括至少一電阻層，該電阻層界定出： 數個電阻迹線區，各電阻迹線區包含一與一相 毗鄰之電阻迹線區為不同的瓦特密度；以及 數個在該電阻迹線區内的電阻迹線，該電阻迹 線形成^一平行電路，並且包括一正溫度係數材料’且該 42 1269701 係數材料具有一相當高的TCR，且該電阻迹線大體上與該 熱滾子喷嘴之縱軸呈垂直地定向， 其中該電阻迹線可回應在該岐管端及該尖端之間延 伸的一加熱目標電力梯度，使得該電阻迹線在靠近該岐 5 管端及該尖端處輸出額外的電力，而在該岐管端及該尖 端之間輸出較少的電力。 ίο·—種加熱系統，其包括： 一熱滾子喷嘴’其界定出在一岐管端及該熱滾子喷 嘴的一尖端之間延伸的一縱軸，以及 10 一層型加熱器，其係靠近該熱滾子喷嘴而配置著， 違層型加熱器包括界定一串聯電路的至少一電阻層，該 串聯電路包括一電阻迹線，該電阻迹線包括具有一相當 咼BETA係數的一負溫度係數材料； 其中該電阻迹線可回應在岐管端及尖端之間延伸的 15 一加熱目標電力梯度，使得該電阻迹線在靠近該岐管端 及該尖端處輸出額外的電力，而在該岐管端及該尖端之 間輸出較少的電力。 11· 一種加熱系統，其包括： 一熱滾子喷嘴，其界定出在一岐管端及該熱滾子喷 20 嘴的一尖端之間延伸的一縱軸，以及 一層型加熱器，其係靠近該熱滾子喷嘴而配置著， 該層型加熱器包括至少一電阻層，該電阻層界定出： 數個電阻迹線區，各電阻迹線區包含一與—相 田比鄰之電阻迹線區為不同的瓦特密度；以及 43 1269701

10 15

20 位在該電阻迹線區内的一電阻迹線，該電阻迹線形 成一串聯電路，並且包括具有一相當高BETA係數的一負 溫度係數材料’ 其中該電阻迹線可回應在該岐管端及該尖端之間延 伸的一加熱目標電力梯度，使得該電阻迹線在靠近該岐 管端及該尖端處輸出額外的電力，而在該岐管端及該尖 端之間輸出較少的電力。 12. —種靠近一加熱目標的層型加熱器，該加熱目標界定一 主要加熱方向，沿著該主要加熱方向可發生一加熱目標 電力梯度，該層型加熱器包括一電阻層，該電阻層界定： 數個電阻迹線區，各電阻迹線區包括一與一相 毗鄰之電阻迹線區為不同的瓦特密度；以及 位在該電阻迹線區内的數個電阻迹線，該電阻 迹線形成一平行電路並且包括一正溫度係數材料，且該 係數材料具有一相當高的TCR，且該電阻迹線大體上與該 主要加熱方向呈相垂直地定向， 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度， 使得該電阻迹線沿著主要加熱方向，在靠近一較高散熱 器處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較 少的電力。 13. —種靠近一加熱目標的層型加熱器，該加熱目標界定出 多數個加熱方向，沿著該多數個加熱方向可發生加熱目 標電力梯度，該層型加熱器包括至少一電阻層，該電阻 層界定： 44 1269701 數個電阻迹線區，各電阻迹線區包括一與一相 毗鄰之電阻迹線區為不同的瓦特密度；以及 位在該電阻迹線區内的一電阻迹線，該電阻迹 線形成一串聯電路並且包括具有一相當高beta係數的一 5 負溫度係數材料， 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 β亥電阻迹線沿者該主要加熱方向’在靠近一較高散熱 Φ 處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少 的電力。 10 14· 一種使用於靠近一加熱目標處的層型加熱器，該加熱目 標界定一主要加熱方向，沿著該主要加熱方向可發生一 _ 加熱目標電力梯度，該層型加熱器包括： 界定一平行電路的至少一電阻層，該水平電路包括 數個電阻迹線’該電阻迹線包括具有一相當高TCR的一 15 正溫度係數材料，且該電阻迹線大體上與該加熱目標的 _ 主要加熱方向相垂直， 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 5亥電阻迹線沿者该主要加熱方向’在罪近一較高散熱5| 處輪出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少 20 的電力。 15· —種使用於靠近一加熱目標處的層型加熱器，該加熱目 標界定一主要加熱方向，沿著該主要加熱方向可發生一 加熱目標電力梯度，該層型加熱器包括： 界定一串聯電路的至少一電阻層，該串聯電路包括 45 1269701 數個電阻迹線，該電阻迹線包括具有一相當高BETA的一 負溫度係數材料，且該電阻迹線大體上與該加熱目標的 主要加熱方向相垂直， 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 5 該電阻迹線沿著主要加熱方向，在靠近一較高散熱器處 輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少的 電力。 16. —種使用於靠近一加熱目標處的層型加熱器，該加熱目 標界定至少一第一加熱方向及至少一第二加熱方向，沿 10 著該第一加熱方向可發生一第一加熱目標電力梯度，而 沿著該第二加熱方向可發生一第二加熱電力梯度，該層 型加熱器包括： 界定一串聯電路的至少一電阻層，該串聯電路包括 一電阻迹線，且該電阻迹線包括具有一相當高BETA係數 15 的一負溫度係數材料’ 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 該電阻迹線沿著該加熱方向，在靠近一較高散熱器處輸 出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少的電 力0 20 17. —種使用於靠近一加熱目標處的一層型加熱器，該加熱 目標界定至少一第一加熱方向及至少一第二加熱方向， 沿著該第一加熱方向可發生一第一加熱目標電力梯度， 而沿著該第二加熱方向可發生一第二加熱電力梯度，該 層型加熱器包括： 46 1269701 一第一導電層，其包括數個毗鄰之導體元件； 一電阻層，其包括施加在該導體元件上的數個電阻 區，其中至少兩個電阻區施加至一單一導體元件上，該 電阻區包括具有一相當高BETA係數的一負溫度係數材 5 料； 一第一介電層，係施加在數個電阻區之間； 一第二導電層，其包括： 數個毗鄰導體元件，其係施加至該電阻區上且 橫跨延伸於該第一導電層之毗鄰導體元件上；以及 10 一對終端墊，其係施加在相對應的一對電阻區 上；以及 一第二介電層，其係施加在第二導電層上，但不在 該終端墊上， 其中該層型加熱器可回應該第一及第二加熱目標電 15 力梯度，使得該電阻區沿著該第一及第二加熱方向，在 靠近一較高散熱器處輸出額外的電力，而在靠近一較低 散熱器處輸出較少的電力。 18. —種使用於靠近一加熱目標處的一層型加熱器，該加熱 目標界定至少一第一加熱方向及至少一第二加熱方向’ 20 沿著該第一加熱方向可發生一第一加熱目標電力梯度， 而沿著該第二加熱方向可發生一第二加熱電力梯度，該 層型加熱器包括： 一第一導電層； 施加在第一導電層上的一電阻層，該電阻層包括具 47 1269701 有一相當高TCR之一正溫度係數材料； 施加在該電阻層上的一第二導電層；以及 施加在該第二導電層上的一介電層， 其中該層型加熱器可回應該第一及第二加熱目標電 5 力梯度，使得該電阻層沿著該第一及第二加熱方向，在 靠近一較高散熱器處輸出額外的電力，而在靠近一較低 散熱器處輸出較少的電力。 19. 一種層型加熱器，其包括： 一第一電阻迹線； 10 一正終端墊，其形成在第一電阻迹線之一端上； 一負終端墊，其形成在第一電阻迹線之另一端上； 一第二電阻迹線，其形成在靠近該第一電阻迹線處； 一正終端墊，其形成在該第二電阻迹線之一端上； 一負終端墊，其形成在該第二電阻迹線之另一端 15

20 上；以及 一介電層，其形成在該第一電阻迹線以及該第二電 阻迹線上方，但不在該終端墊上方， 其中形成在該第一電阻迹線之一端上的正終端墊係 適用於連接至形成在該第二電阻迹線之一端上的正終端 墊，而形成在該第一電阻迹線之另一端上的負終端墊則 適用於連接至形成在該第二電阻迹線的另一端上的負終 端墊，俾以形成一平行電路構形。 20. —種加熱一加熱目標的方法，該方法包括起動一層型加 熱器的步驟，該層型加熱器包括界定一電路構形的至少 48 1269701 一電阻層，其中該電路構形包括至少一電阻迹線，其係 相對於加熱目標而加以定向並且包括具有溫度係數特性 的一材料，使得該電阻迹線可提供與該加熱目標之需求 相符的電力。 5 21. —種使用於靠近一圓形加熱目標處的一層型加熱器，該 加熱目標界定一徑向延伸的主要加熱方向，沿著該主要 加熱方向可發生一加熱目標電力梯度，該層型加熱器包 括： 界定一平行電路的至少一電阻層，該平行電路包括 10 配置在週邊上的數個電阻迹線，該電阻迹線包括具有一 相當而TCR的一正溫度係數材料5且該電阻迹線大體上與 該圓形加熱目標之主要加熱方向呈相垂直地定向， 其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 該電阻迹線沿著該主要加熱方向，在靠近一較高散熱器 15 處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器處輸出較少 的電力。 22. —種使用於靠近一圓形加熱目標處的一層型加熱器，該 加熱目標界定一徑向延伸的主要加熱方向，沿著該主要 加熱方向可發生一加熱目標電力梯度，該層型加熱器包 20 括： 數個區，該各區包括數個配置在週邊上且呈平行電 路構形的電阻迹線，該電阻迹線包括具有一相當高TCR 的一正溫度係數材料，且該電阻迹線大體上與該圓形加 熱目標之主要加熱方向呈相垂直地定向， 49 1269701

其中該電阻迹線可回應該加熱目標電力梯度，使得 該電阻迹線沿著主要加熱方向且在各區内，係在靠近一 較高散熱器處輸出額外的電力，而在靠近一較低散熱器 處輸出較少的電力。 50