低電阻值電加熱鍍膜玻璃與其制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于特種功能玻璃的制造技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種低電阻值電加熱鍛膜玻璃的 設(shè)計(jì)和制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有市場(chǎng)上的電熱鍛膜玻璃是在玻璃表面涂上導(dǎo)電膜，在玻璃的兩個(gè)邊緣各設(shè)置 一根導(dǎo)線作為匯流條，匯流條與外接電源的正負(fù)極相通，導(dǎo)電膜相當(dāng)于是連接在電源上的 一個(gè)大電阻，施加電壓時(shí)，導(dǎo)電膜就發(fā)熱。電熱鍛膜玻璃通常在兩種情況下使用：（1)玻璃 寬度小于100mm，寬度小則電流通過(guò)膜層的距離短，電阻小；可在低電壓下使用；(2)玻璃寬 度大于100mm，電阻大，就得使用高電壓，確保達(dá)到需要的發(fā)熱功率。發(fā)熱功率=V*V/R，運(yùn) 一計(jì)算公式表明電熱鍛膜玻璃的發(fā)熱功率與電壓的平方成正比，與電阻成反比。因此，電壓 越高發(fā)熱效果越明顯。 陽(yáng)003] 然而在實(shí)際應(yīng)用中，電熱玻璃需要的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100mm，而高電壓的使用會(huì)增加 諸多技術(shù)要求、相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)成本和物料消耗，如變壓器的體積，重量，材料絕緣性能和變壓 過(guò)程中的電能損耗等。僅高電壓引起絕緣性能提高、不僅直接導(dǎo)致相關(guān)電子元器件的直接 成本，而且還引起與絕緣有關(guān)的其它部件的間接制造成本提高大于提高；進(jìn)而言之，運(yùn)種間 接成本的增量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)直接成本的增量。國(guó)內(nèi)外豪華車(chē)上的前擋風(fēng)玻璃使用的是電熱絲加 熱玻璃，而不用電熱鍛膜玻璃的部分原因也在于此。但是用電熱絲的電熱玻璃，如果加熱功 率密度過(guò)高，在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)光崎變現(xiàn)象。電加熱功率密度愈高，光崎變愈嚴(yán)重。其基本原 因在于兩根相鄰電熱絲之間相距l(xiāng)-5mm，其溫度分布呈"V"字形，任意相鄰電熱絲表面溫度 高，中間的低，運(yùn)種溫差梯度導(dǎo)致電熱絲周?chē)该饔袡C(jī)材料的折光率不一致性，從而產(chǎn)生光 崎變現(xiàn)象，透過(guò)運(yùn)種玻璃看到的圖形會(huì)感覺(jué)產(chǎn)生了扭曲，也容易導(dǎo)致視覺(jué)疲勞。
[0004] 有鑒于此，本發(fā)明人研發(fā)出低電阻值電加熱鍛膜玻璃，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]為了同時(shí)解決目前的電熱絲加熱玻璃使用過(guò)程中存在的光崎變問(wèn)題和電熱鍛膜 玻璃電加熱功率密度過(guò)低的問(wèn)題，我們研發(fā)了低電阻值電熱鍛膜玻璃，使大寬度的電加熱 鍛膜玻璃在24V低電壓條件下能正常使用。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0007] 1.低電阻值電熱鍛膜玻璃，在玻璃上涂覆了導(dǎo)電膜，并在導(dǎo)電膜的兩邊緣連接了 兩根電源線作為匯流條，其特征在于：在兩根匯流條之間布設(shè)了兩組互不相交的微導(dǎo)線； 微導(dǎo)線線徑小于0. 05mm，其電阻率小于15歐姆/M，微導(dǎo)線之間間隔10-300mm。
[0008] 2.微導(dǎo)線布設(shè)在玻璃表面的凹槽里。
[0009] 3.微導(dǎo)線的另一種布設(shè)方案是凸出在玻璃表面上。
[0010] 4.上述低電阻值電熱鍛膜玻璃的制造工藝包括W下步驟：
[0011] 1)在ITO玻璃或其它金屬鍛膜玻璃表面上布設(shè)微導(dǎo)線，微導(dǎo)線長(zhǎng)度、微導(dǎo)線與匯 流條之間間距等工藝參數(shù)根據(jù)微導(dǎo)線工藝參數(shù)計(jì)算公式通過(guò)計(jì)算求得；
[0012] 2).在玻璃表面做ITO或其它金屬鍛膜處理，鍛膜厚度在0. 01-0.OOl毫米之間， 保證透光度大于50%;
[0013] 3).在微導(dǎo)線的兩邊緣鍛貼上電源匯流條，按一隔一的方式分別相間連接每條微 導(dǎo)線，匯流條作為電源線從玻璃側(cè)面引出，連接電源正負(fù)極；
[0014] 4).測(cè)量總電阻，比較與R。的差異。如誤差大于10%，調(diào)整工藝參數(shù)，確保新鍛膜 玻璃電阻值比常規(guī)鍛膜玻璃縮小n倍。
[0015] 常規(guī)的電熱鍛膜玻璃的電流從匯流條的正極通過(guò)金屬鍛膜流向匯流條的負(fù)極，兩 條匯流條的間距（記作Li)直接決定了該電熱鍛膜玻璃的總電阻（記作R。），當(dāng)匯流條上加 設(shè)微導(dǎo)線后，電流由匯流條送到微導(dǎo)線，再由微導(dǎo)線通過(guò)金屬鍛膜層流到另一微導(dǎo)線，再由 微導(dǎo)線流到另一極的匯流條。運(yùn)樣，電流在金屬鍛膜層上移動(dòng)的距離大大減小，從而使電熱 鍛膜玻璃的電阻值降到設(shè)計(jì)所需的電阻值（記作R。)，使大寬度的電熱鍛膜玻璃在低電壓條 件下也可W得到較高的電加熱功率。
[0016] 每根微導(dǎo)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)3,相鄰微導(dǎo)線的間距為X毫米，微導(dǎo)線與不相聯(lián)的匯流條的 距離也為X毫米，因此，Ls=L1-X。X可W由W下公式計(jì)算：
陽(yáng)0化]公式中n為VRn的比值。譬如說(shuō)，420mm長(zhǎng)，420mm寬的ITO電熱鍛膜玻璃的總電 阻值為14歐姆，在24V的電壓下發(fā)熱功率為41W，如果要達(dá)到400的加熱功率，總電阻值須 從14化）降低到1. 400歐姆，VR。的比值n為10，
[0019] 根據(jù)X值可W對(duì)電熱鍛膜玻璃做定量設(shè)計(jì)，確定微導(dǎo)線的長(zhǎng)度、間距等工藝參數(shù) 值。
[0020] X值的計(jì)算公式由W下推理過(guò)程得到：
[0021] 加設(shè)微導(dǎo)線前鍛膜玻璃總電阻（R。）計(jì)算公式為：
[0023] 加設(shè)微導(dǎo)線后鍛膜玻璃總電阻（R。）計(jì)算公式為：
[0026] 其中：Li為電流在匯流條之間流動(dòng)的距離（玻璃寬度），L2為匯流條長(zhǎng)度（玻璃長(zhǎng) 度），化1-X)為微導(dǎo)線長(zhǎng)度，P為電阻率，d為鍛層厚度，R。為微導(dǎo)線分布W前常規(guī)ITO電 熱鍛膜玻璃的電阻，與微導(dǎo)線分布W后的口0電熱鍛膜玻璃的電阻R。的關(guān)系為：R。=nR。，
[0027] 上述關(guān)系式（2)可整理成X的一元二次方程：
[0028] x]R'+Llx-1〇4=日 ---------------------------------------（3)
[0029] 對(duì)上述一元二次方程求解，并取正值得
[00川根據(jù)R。=nR。關(guān)系對(duì)關(guān)系式（4)化簡(jiǎn)，便可得到公式（I)
[0032] 6.用雕刻法增設(shè)凹進(jìn)的微導(dǎo)線；微導(dǎo)線長(zhǎng)度、微導(dǎo)線與匯流條之間間距等工藝參 數(shù)根據(jù)公式（1)計(jì)算確定。在ITO玻璃或其它金屬鍛膜玻璃表面雕刻細(xì)槽，槽寬和槽深均 小于0. 05mm，在槽內(nèi)嵌入銀或其它導(dǎo)電材料，由此制成微導(dǎo)線，微導(dǎo)線線徑小于0. 05mm，其 電阻率小于15歐姆/M，微導(dǎo)線之間間隔10-300mm; 陽(yáng)03引 7.用印刷電路法加設(shè)凸出的微導(dǎo)線，包括下述工藝步驟：
[0034] 1)制作絲印模板；在ITO玻璃或其它金屬鍛膜玻璃上印刷微導(dǎo)線電路圖，用銀漿 或?qū)щ娦愿玫牟牧现瞥晌?dǎo)線。
[0035] 上述方法所制成的低電阻電熱鍛膜玻璃，同時(shí)解決了目前的電熱絲加熱玻璃在使 用過(guò)程中存在的光崎變問(wèn)題和電熱鍛膜玻璃電加熱功率密度過(guò)低的問(wèn)題，使大寬度的電加 熱鍛膜玻璃在24V低電壓條件下能正常使用。可用于諸多工程設(shè)計(jì)中，如飛機(jī)，船舶上的 ITO電加熱玻璃的電源可W改為低壓電源。使用低壓電源對(duì)降低設(shè)備制造成本、降低設(shè)備絕