ТОНКОПЛЕНОЧНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Заявленное техническое решение относится к нагревательным элементам, в частности, к электропроводящему материалу для тонкопленочного резистивного нагревательного элемента.
Из существующего уровня техники известно устройство для предотвращения запотевания стеклянного окна оптического взрывателя [1]. Сущность указанной полезной модели заключается в наличие резистивной нагревательной цепи, выполненной в виде пленки титана, напыленной на поверхность стеклянного окна в вакууме. Недостатками данного технического решения является то, что сам нагреватель расположен на стеклянном окне, создавая тем самым препятствие проходящему через окно световому излучению, а также возникающая неоднородность нагрева стеклянного окна за счет распространения тепла из локально нагретой области в менее нагретые.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является зеркало с обогревом [2], нагревательный элемент в котором сформирован с тыльной стороны зеркала и выполнен в виде сплошной пленки оксида олова, по краям которого расположены электрические контакты. Недостатком данного технического решения является недостаточная (на уровне 50-70%) прозрачность покрытия для прохождения светового излучения в видимом спектре.
Задачей, на решение которой направлено данная полезная модель, является повышение прозрачности сплошного тонкопленочного нагревательного элемента.
Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство содержит нанесенную на поверхность смотрового оптического окна резистивную нагревательную пленку, имеющую контактные площадки с нанесенным слоем припоя, к которому припаяны электрические проводники от источника питания, отличающееся тем, что резистивная нагревательная пленка представляет собой оксид индия, легированный оловом (ITO), который занимает всю поверхность оптического окна и имеет высокий (на уровне 87%) коэффициент пропускания в видимой части спектра. Контактные площадки для припайки электрических проводов могут быть расположены в периферийной части оптического окна.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является отсутствие на оптическом окне элементов нагревателя, мешающих прохождению светового излучения, а так же более высокая эффективность нагрева окна за счет сплошного однородного расположения резистивной пленки.
Сущность полезной модели поясняется на Фиг. 1. На поверхность стеклянного окна 1 нанесена резистивная нагревательная пленка 2 с металлическими контактными площадками 3 выполненная в виде слоя оксида индия, легированного оловом (ITO) и напыленного в вакууме. На поверхности контактных площадок 3 произведено лужение путем нанесения слоя припоя 4, к которому припаяны электрические проводники от источника питания (не показаны). Слой припоя 4 нанесен на внутреннюю часть контактной площадки 3, с образованием не луженой внешней ее части в виде полоски, проходящей по всему периметру контактной площадки 3.
-3
-1
Нанесение резистивной нагревательной пленки с удельным поверхностным сопротивлением 40 Ом/ ведут в вакуумной камере магнетронным распылением. Стеклянную подложку предварительно отчищают, обезжиривают и помещают в вакуумную камеру, из которой откачивают воздух до предельно допустимого давления 7·10 Па. Затем осуществляют нагрев подложки до температуры 250°C и напускают смесь аргона и кислорода до давления 8·10 Па (при этом, парциальное давление кислорода в газовой смеси поддерживается на уровне 0,03 Па). Подложку закрывают заслонкой и зажигают разряд на магнетроне с мишенью из индия с 10%-ным содержанием олова. Происходит удаление оксидной пленки с поверхности мишени в течение 5 минут горения разряда, после чего заслонку убирают и напыляют на подложку слой из оксидов индия и олова толщиной 90-150 нм. Сразу после напыления прекращается подача газов, производится откачка атмосферы из рабочей камеры до давления порядка 0,013-0,1 Па и выполняется отжиг пленки в течение 30-40 мин при температуре выше 250°C.
Заявляемый тонкопленочный нагревательный элемент имеет коэффициент пропускания света в видимой области от 85% до 90%. Зависимость температуры нагрева элемента от поданной мощности тока, нормированной на площадь, представлена на Фиг. 2.
Список использованных источников
1. Фильковский М.И., Эдвабник В.Г., Цай В.Б. Устройство для предотвращения запотевания стеклянного окна оптического взрывателя. Патент РФ №88494 на полезную модель, опубл. 10.11.2009. Заявка №2009122139/22 от 09.06.2009.
2. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф., Лучкин Г.С. Зеркало с обогревом. Патент РФ №2306681 на изобретение, опубл. 20.09.2007. Заявка №2006108613/09 от 07.03.2006.