1.本发明涉及雾化器领域，特别是指一种雾化芯及其制作方法、雾化器和雾化装置。
背景技术：
2.电子烟又名虚拟香烟、电子雾化器。电子烟作为替代香烟用品，可用于戒烟。电子烟具有与香烟相似的外观和味道，但一般不含香烟中的焦油、悬浮微粒等其他有害成分。电子烟产品的核心部件为对电子烟油进行加热生成烟油气溶胶的雾化器，雾化器的功能实现主要基于雾化组件；雾化组件具有一个用于吸取和传导烟油的多孔体、以及一设置于多孔体上用于对多孔体吸取和传导的烟油进行雾化的发热元件。
3.其中，多孔体是一个自身内部具有毛细微孔的部件，可以通过内部的微孔进行烟油的浸润吸收和传导；而发热元件具有用于发热的发热部、以及导电引脚部分，发热部用于对多孔体传导来的烟油进行加热蒸发，形成供吸食的烟油气溶胶。
4.目前雾化组件通常采用多孔陶瓷厚膜发热体，是以具有用于烟油吸取和传导的微米级微孔的多孔陶瓷体为载体，通过丝网印刷工艺印制上印刷发热线路支承发热元件，通电之后发热元件对烟油进行雾化。这种多孔陶瓷体通常采用陶瓷浆料与造孔剂混合后再烧结的方式进行制备，烧结后的陶瓷体内具有大量微孔，从而用于烟油吸取和传导；整体制备过程可以实现自动化生产，工艺稳定性较高。
5.采用多孔陶瓷体存在以下问题：
6.1、烧结结构在高温下易析出颗粒物质以及重金属，影响身体健康。
7.2、微孔一致性无法管控，雾化均匀性不佳。
8.3、整体的体积大，占用空间大。
9.4、制造工艺传统，批量生产流程复杂，成本高。
技术实现要素：
10.本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种雾化芯及其制作方法、雾化器和雾化装置，优化整体结构从而缩小体积、烟雾量大且均匀细腻、大幅优化生产工艺流程、降低成本。
11.本发明采用如下技术方案：
12.一种雾化芯，其特征在于：包括玻璃基板和加热层；所述玻璃基板设有多个微孔，微孔贯通玻璃基板的第一表面和第二表面且其中部内径小于两端内径；该加热层覆盖玻璃第一表面的局部或全部并设有延伸至所述微孔内壁中部或靠近中部的延伸结构。
13.优选的，所述微孔两端内径范围为10μm-100μm，优选20μm-60μm；所述微孔中部内径范围为5μm-80μm；相邻微孔的间距为20μm-400μm。
14.优选的，所述加热层为纯金属、金属化合物、金属合金或半导体材料中的一种或多种组合；或者所述加热层还设有镂空图案，该镂空图案包括直线、曲线和点中的一种或多种组合。
15.优选的，所述玻璃基板第一表面还设有电极，该电极与所述加热层电性连接，该电极为焊盘或焊点。
16.优选的，所述玻璃基板第二表面还设有电极，该电极穿过玻璃基板与所述加热层电性连接；或者所述玻璃基板外侧设有电极，该电极与所述加热层电性连接。
17.一种雾化器，包括壳体，该壳体设有出气通道、液腔和气腔；该出气通道与气腔连通，其特征在于：还包括有所述的一种雾化芯，所述玻璃基板固定于液腔和气腔之间，加热层与气腔相对，微孔连通液腔和气腔。
18.优选的，所述壳体设有顶盖、底座和固定套；该顶盖与底座可拆卸固定连接以形成腔体，顶盖上设有出气通道和进液口；该固定套固定于腔体内并将腔体分隔成液腔和气腔，该液腔与进液口连通，固定套还设有连通液腔的导流孔；所述玻璃基板固定于固定套相对气腔一侧，所述微孔与导流孔连通；所述底座上设有引出电极，该引出电极直接或间接与所述加热层电性连接。
19.优选的，所述顶盖设有压紧件，该压紧件压紧所述固定套相对侧；所述底座内壁设有支撑槽或支撑件，所述玻璃基板第二表面抵靠于该支撑槽或支撑件上。
20.优选的，所述底座设有支架和座体，该支架套设于顶盖底部并设有连接电极，该连接电极与所述加热层电性连接；该座体套设于支架外且与所述顶盖卡扣连接，底座上还设有引出电极，该引出电极与接触电极电性连接；底座和支架上还设有进气口。
21.优选的，所述固定套采用陶瓷或硅胶材质制作而成；或者还包括有吸油棉，该吸液棉安装于所述气腔底部。
22.一种雾化装置，包括电源组件和外壳，其特征在于：包括所述的一种雾化器，该电源组件与所述加热层电性连接，该外壳套设于壳体外并设有储液腔和吸气口，该储液腔与液腔连通，该吸气口与所述出气通道连通。
23.一种雾化芯的制作方法，其特征在于：包括如下
24.1)在玻璃基板上打孔制作多个微孔，该微孔贯通第一表面和第二表面且其中部内径小于两端内径；
25.2)在玻璃基板的第一表面制作加热层，该加热层设有延伸至所述微孔内壁中部或靠近中部的第一延伸结构；
26.3)在玻璃基板的第一表面或第二表面或外侧制作与加热层电性连接的电极。
27.优选的，所述步骤1)中，制作所述微孔时，采用激光诱导变形，再进行湿法刻蚀制作成中部内径小于两端的微孔。
28.由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
29.1、本发明中，在玻璃基板设有多个微孔，微孔中部内径设置成小于或等于两端内径，加热层位于玻璃基板的第一表面且设有延伸至微孔内壁中部或靠近中部的延伸结构，采用这种结构构成雾化芯，增加加热层与待雾化液体的接触面积实现快速雾化，并使得很小体积的雾化芯即可产生均匀细腻的大量雾气，加热层制作工序简单可大幅优化生产工艺流程、降低成本。
30.2、本发明中，加热层可为纯金属、金属化合物、金属合金或半导体材料中的一种或多种组合；实际应用中，为了提升雾化效果，还可在加热层上设置镂空图案，使得待雾化液体均匀加热生成更为均匀细腻的烟雾。
31.3、本发明中，玻璃基板的第一表面还设有电极，电极可设置成微凸点，极大压缩产品的厚度，提高可靠性；或者在玻璃基板第二表面设置电极，实现雾化面和电极面分开；或在玻璃基板外侧设置电极以便于贴装，简化结构、极大提升生产效率，降低成本。
32.4、本发明中，壳体设有顶盖、底座和固定套；固定套固定于腔体内并将腔体分隔成液腔和气腔，固定套还设有连通液腔的导流孔；玻璃基板通过粘接胶固定于固定套相对气腔一侧，微孔与导流孔连通；底座上设有引出电极以直接或间接与加热层电性连接，部件少、装配方便、体积小。
33.5、本发明中，顶盖设有压紧件，底座设有支撑槽，通过压紧件将玻璃基板和加热层压紧于支撑槽上，且底座还设有引出电极以与加热层的电极导电接触，节省空间，避开引线结构从而避免烟气与引线接触形成冷凝液，更为安全稳定，简化结构同时增强雾化装置的口感。
34.6、本发明中，底座可设置有支撑件，支撑件上设有引出电极，雾化芯的电极通过导电银浆固化与引出电极相连接，底座同时实现支撑与引线的功能，降低了内部的零件数量，简化结构，缩小雾化组件空间，使得相同大小的雾化器能够储存更多的液体。
35.7、本发明中，顶盖与底座之间采用卡扣连接，装配方便；在底座底部还设置有吸油棉来吸收烟气的冷凝液避免漏液；底座还可设置进气口用于导入空气，该进气口的进气端可高于底座底面以避免漏液。
36.8、本发明中，固定套设有导油孔以引导液体至微孔，该固定套可采用硅胶材质，柔软、耐高温、成本低、可组成更小的雾化芯；固体套也可采用陶瓷材质，耐高温、耐腐蚀，且可在外侧套设硅胶垫，实现与顶盖的密封配合，防止漏油。
附图说明
37.图1本发明雾化芯剖视图；
38.图2为本发明雾化芯俯视图；
39.图3为本发明雾化芯制作流程示意图；
40.图4为在焊盘上制作金属线示意图；
41.图5为在电极上安装弹簧夹示意图；
42.图6为在玻璃基板第二表面制作电极示意图；
43.图7为在玻璃基板外侧制作电极示意图；
44.图8为雾化器剖视图(实施例一)；
45.图9为顶盖的立体图；
46.图10为顶盖的剖视图；
47.图11为顶盖的俯视图；
48.图12为顶盖的仰视图；
49.图13为固定套的立体图；
50.图14为固定套的剖视图；
51.图15为固定套与雾化芯连接示意图；
52.图16为另一种固定套结构示意图；
53.图17为固定套于顶盖装配示意图；
54.图18为图17的剖视图；
55.图19为支架与顶盖装配剖视图；
56.图20为座体主视图；
57.图21为座体剖视图；
58.图22为外壳剖视图；
59.图23为外壳的俯视图；
60.图24为雾化装置局部剖视图；
61.图25为固定套立体图(实施例二)；
62.图26为图25的剖视图；
63.图27为固定套与雾化芯连接图；
64.图28为顶盖与固定套装配图；
65.图29为图28的剖视图；
66.图30为固定套于雾化芯连接图(实施例三)；
67.图31为底座剖视图(实施例三)；
68.图32为底座与固定套装配图(实施例三)；
69.图33为固定座剖视图(实施例四)；
70.图34为图33的主视图；
71.图35为加热层图案示意图一；
72.图36为加热层图案示意图二；
73.其中：
74.10、玻璃基板，12、微孔，13、弹簧夹，20、加热层，21、电极，22、延伸结构，24、金属线，25、镂空图案，30、壳体，31、出气通道，32、液腔，33、气腔，34、顶盖，34a、进液口，34b、压紧件，34c、扣部，35、底座，35a、支撑槽，35b、进气口，35c、凸环，35d、支撑件，35e、扣孔，36、固定套，36a、导流孔，36b、斜面，36c、凹槽，37、引出电极，38、支架，38a、连接电极，39、座体，40、吸油棉，50、外壳，51、储液腔，52、吸气口，60、硅胶套，70、液体。
75.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
76.以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
77.本发明中，对于术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。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技术中的具体含义。
78.另外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
79.实施例一
80.参见图1至图7，一种雾化芯，包括玻璃基板10和加热层20；该玻璃基板10设有多个微孔12，该微孔12贯通玻璃基板10的第一表面和第二表面；该加热层20覆盖玻璃基板10第一表面的局部或全部，不覆盖微孔12，即微孔12依然贯通第一表面和第二表面。其中，玻璃基板10的厚度为200μm-600μm，优选为450μm-550μm。微孔12中部内径小于或等于两端内径，优选中部内径小于两端内径，即微孔12内径从中部沿两端逐渐增大，其为tgv结构(玻璃通孔)。
81.其中多个微孔12可均匀分布或非均匀分布于整个玻璃基板10或玻璃基板10的局部。均匀分布可采用阵列分布，非均匀分布可采用局部微孔较密集，局部微孔较稀疏等分布方式。
82.其中，微孔12两端内径范围为10μm-100μm，优选20μm-60μm；微孔中部内径范围为5μm-80μm，优选10μm-50μm；相邻的微孔间距为20μm-400μm，优选40μm-120μm。微孔与微孔之间还可设置成无间距，即微孔和微孔相连构成连续的孔线。图1、图3-图8、图19中，为了更好地体现微孔12形状，将微孔12尺寸进行放大处理，其并不代表实际尺寸。
83.本发明中，加热层20可作为电阻层，其材质可以是纯金属、金属化合物、金属合金或半导体材料中的一种或多种组合。纯金属可采用钛、铝、金、银、铂等，金属化合物可采用金属氮化物如氮化钛、金属氧化物如氧化铝等，金属合金可采用镍铁合金等，半导体材料可采用硅、锗半导体等。举例，该加热层可采用钛+铝+铂，或者钛+氮化钛、或者钛+铝+氧化铝，或者半导体薄膜+氮化硅。
84.根据需要，加热层外可额外沉积保护层，保护电阻层材料、阻止金属层腐蚀或氧化，如氮化硅等氮化物或贵金属。为了增加电阻面积，加热层20还设有延伸至微孔12内壁中部或靠近中部延伸结构22，优选的，延伸结构22延伸至微孔12内壁中部。
85.进一步的，第一表面可设有焊盘或焊点作为电极21，焊点可设置成微凸点，通过改变电极21形态来提高可靠性、实现小型化。参见图4，焊盘上还可设置金属线24，以用于实现后续的引线键合(wb工艺)。参见图5，也可将焊盘做大，在玻璃基板10外侧套设弹簧夹13与焊盘电性连接，可以增加连接可靠性减少制造的故障率。
86.参见图6，根据需要也可在玻璃基板10第二表面设置电极21，玻璃基板10对应设置有通孔，电极21穿过该通孔与加热层20电性连接，采用这种tgv背面引线做电极的方式，能实现雾化面和电极21分开。参见图7，也可将电极21设置于玻璃基板10外侧且与加热层20电性连接，该电极21类似分立器件的外引脚方式，可直接smt贴装至电池的电极端，极大提升生产效率，降低成本。
87.基于此，参见图3，本发明还提出一种雾化芯的制作方法，包括如下步骤：
88.1)在玻璃基板10上打孔制作均匀分布的多个微孔12，该微孔12贯通玻璃基板10的第一表面和第二表面。该步骤中，制作的微孔12中部内径小于两端内径，可先采用激光诱导变形、再进行湿法刻蚀打孔形成微孔12。
89.2)在玻璃基板10的第一表面制作加热层20。加热层可分为薄膜与厚膜：薄膜可采用沉积与蒸镀工艺；厚膜可采用印刷与点胶工艺。加热层厚度范围为20nm-5μm之间。其中，加热层20还可包括延伸结构22，延伸结构22为沿微孔12内壁延伸至中部。
90.3)在玻璃基板10的第一表面或第二表面或外侧制作与加热层20电性连接的电极21，该电极21可为焊盘或焊点等。具体的，可在玻璃基板10的第一表面制作焊盘或焊点。也
可在玻璃基板10第二表面制作电极21，或者还可在玻璃基板10的侧边制作电极。
91.参见图8-图24，本发明还提出一种雾化器，包括壳体30，该壳体30设有出气通道31、液腔32和气腔33；该出气通道31与气腔33连通，还包括上述的一种雾化芯，玻璃基板10固定于液腔32和气腔33之间，加热层20与气腔33相对，微孔12连通液腔32和气腔33。
92.其中，壳体30设有顶盖34、底座35和固定套36等。该顶盖34与底座35可拆卸固定连接，二者之间形成有腔体，顶盖34上设有出气通道31和进液口34a。参见图9-图12，可包括两进液口34a，该进液口34a开设于顶盖34顶部且纵向延伸。该出气通道31包括进气端和出气口，该进气端横向贯通盖体，该出气口形成于盖体顶部且与进气端连通。
93.参见图13-图14，该固定套36固定于腔体内并将腔体分隔成液腔32和气腔33，固定套36与顶盖34之间形成有液腔32，该液腔32与进液口34a连通，固定套36还设有连通液腔32的导流孔36a，液体70可通过进液口34a经导流孔36a进入液腔32。固定套36与底座35之间形成有气腔33，该气腔33与出气通道31连通。该液体70可以是烟油或精油或水或其它。
94.玻璃基板10固定于固定套36相对气腔33一侧，微孔12与导流孔36a连通。其中，玻璃基板10与固定套36之间可采用粘接胶粘接，参见图15，或者，玻璃基板10与固定套36之间采用套接，参见图16。固定套36内的导流孔36a还设置斜面36b，以引导液体70进入的微孔12。该导流孔36a相对微孔12一端面积可大于等于多个微孔12所在区域的面积。
95.本实施例中，固定套36可采用硅胶材质，硅胶柔软、耐高温、成本低、便于组成更小的雾化芯。固定套36和玻璃基板10的尺寸、形状可根据需求设定，在此不作限定。
96.进一步的，顶盖34设有压紧件34b，该压紧件34b压紧固定套36顶部边沿；底座35内壁设有支撑槽35a，玻璃基板10第二表面抵靠于该支撑槽35a上，即固定套36和玻璃基板10被压紧于压紧件34b和支撑槽35a之间。
97.本发明中，底座35上设有引出电极37，该引出电极37间接与加热层20电性连接。具体的，底座35设有支架38和座体39，该支架38套设于顶盖34底部，支架38与顶盖34可拆卸连接。其中，顶盖34可设置扣部34c，支架38设置扣孔，通过扣部34c扣于扣孔实现卡扣连接。支架38上还有连接电极38a，该连接电极38a与加热层20的焊点或焊盘电性连接，该连接电极38a可采用金属片，且该连接电极38a与焊点或焊盘电性接触。该座体39套设于支架38外且还设有引出电极37，该引出电极37与连接电极38a电性连接。底座35和支架38上还设有进气口35b，进气口35b与气腔33连通，进气口35b可位于气腔33侧部或底部或其他合适位置。
98.本实施中，支架38内壁设有支撑槽35a，通过顶盖34与支架38挤压等物理形式使雾化芯的加热层20与连接电极38a物理贴合接触形成电通路。这样能够节省空间，避免采用引线结构使得烟气与引线接触形成冷凝液，更为安全稳定。
99.进一步的，还包括有吸油棉40，该吸液棉安装于气腔33底部的进气口35b所在位置，用于吸收烟气的冷凝液避免漏液。
100.参见图22-图24，本发明还提出一种雾化装置，包括电源组件、外壳50和上述的一种雾化器，该电源组件与加热层20电性连接，该外壳50可拆卸地套设于壳体30外，外壳50与壳体30之间可采用螺纹连接或卡扣连接或其他。外壳设有储液腔51和吸气口52，该储液腔51与液腔32连通，该吸气口52与所述出气通道31连通。其中，电源组件可通过底座35的引出电极37与加热层20电性连接。
101.进一步的，顶盖34外周还可套设密封套以与外壳密封配合，从而形成一密封的储
液腔51。
102.本发明雾化器和雾化装置，参见图8、图24，液体70存储于外壳50的储液腔51内，且通过进液口34a加入液腔32内。工作时：第一表面的加热层20通电加热，则液体70进入微孔12接触延伸结构22即加热层20并被加热雾化形成雾气，雾气进入气腔33，与气腔33的气体混合，再从出气通道31排出至吸气口52。
103.实施例二
104.一种雾化芯及其制作方法，雾化器和雾化装置，其主要结构与实施例一相同，区别在于：参见图25-图29，固定套36采用陶瓷材料制成，陶瓷具有耐高温、耐腐蚀优点。该固定套36也压紧于顶盖34和底座35之间，玻璃基板10的第二表面通过粘结胶粘贴于固定套36底部，玻璃基板10的第一表面设有焊盘或焊点。
105.由于液腔32为一相对封闭的空间，雾化芯雾化产生的烟气与外界空气结合后通过顶盖34的出气通道31排出。则玻璃基板10与顶盖34结合区域外周套有硅胶套60，使得二者结合紧密、防止漏油。
106.实施例三
107.一种雾化芯及其制作方法，雾化器和雾化装置，其主要结构与实施例二相同，区别在于：
108.参见图30-图32，雾化芯中，在玻璃基板10的第二表面设置电极21。其中，固定套36外周设有凹槽36c。底座35内壁靠近中部位置设有凸环35c，通过凹槽36c抵靠于凸环35c顶面实现支撑固定套36。
109.另外，凸环35c底面还设有延伸至支架38底部的引出电极37，该引出电极37与玻璃基板10第二表面上的电极21电性接触。底座35底部还设有进气口35b和吸油棉40。
110.实施例四
111.参见图33-图34，一种雾化芯及其制作方法，雾化器和雾化装置，其主要结构与实施例一相同，区别在于：底座35内设有至少一支撑件35d，支撑件35d内设有引出电极37，该引出电极37可采用电极钉。雾化芯固定于支撑件35d顶部，即玻璃基板10的第一表面上的焊盘或焊点与支撑件35d顶端的引出电极37通过导电银浆固化相连接，也可靠物理挤压等方法同时实现支撑与电连接。
112.该实施例中，底座35靠近顶部设有扣孔35e以与顶盖34卡扣连接，底部还设有进气口35b和吸油棉40，其中，进气口35b与气腔33相连端高于底座35底面，以避免漏液。支撑件35d的可以是柱状或环状或块状等，也可以是金属簧片等，数量可根据实际情况设定，在此不作限定。
113.本实施例的结构，能够降低雾化装置内部的零件数量，省去引线部分更为安全稳定，压缩空间提高储液量，简化工序降低成本。
114.实施例五
115.一种雾化芯及其制作方法，雾化器和雾化装置，其主要结构与实施例一相同，区别在于：为了改善雾化芯工作时的温度均匀性，提升加热层20温度峰值，加热层20还设有镂空图案25，该镂空图案25包括直线、曲线和点中的一种或多种组合。实际应用中，为了加热更为均匀，提升雾化效果，镂空图案以微孔为核心节点进行设计。
116.参见图35，其加热层20上的镂空图案25为直线和点的组合，即图中除微孔12外，直
线和点处镂空，该直线和点为线性间隔分布，可位于相邻两行的微孔之间，其可在水平方向上平衡加热温度。
117.参见图36，其加热层20上的镂空图案25为曲线和直线的组合，该直线为沿水平方向或竖直方向延伸，曲线连接于水平方向和竖直方向上的直线之间，该镂空图案25可设置成包围玻璃基板10的中部。由于加热层20在工作时，存在中心区域温度高，边缘区域温度低的情况，因此，将玻璃基板10中部的加热层20设置成不镂空，中部周围设置成具有镂空图案25，可降低中部的发热量，增加周围的发热量。
118.上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。