讓全球家電裝上“中國電熱芯片”

佛山市海辰科技有限公司 王克政

隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，熱敏電阻的應(yīng)用領(lǐng)域日益增多。海辰科技生產(chǎn)的采用熱敏電阻厚膜電路制作工藝融合熱敏電阻獨特控制性質(zhì)結(jié)合厚膜功能電路制作而成的稀土厚膜電路智能電熱芯片，可以實現(xiàn)多溫區(qū)梯度設(shè)置，高效運作智能操控，節(jié)能節(jié)材降低成本。

2012 年海辰科技“稀土厚膜電路智能PTCR-xthm芯片”被中科院列為創(chuàng)新集群重點規(guī)劃項目；2013年5月海辰科技主導(dǎo)起草的《稀土厚膜電路電熱元件》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已通過國標(biāo)委審定，目前正在報批中；2013年7月海辰科技企標(biāo)《稀土厚膜電路電熱元件》，榮獲2013年度中國家用電器創(chuàng)新獎企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新獎。

廣東省佛山市海辰科技有限公司（以下簡稱海辰科技）是一家成立于2004年的國家高新技術(shù)企業(yè)。專業(yè)從事電熱領(lǐng)域稀土厚膜電路PTCR-xthm電熱芯片、系列稀土電子漿料、高導(dǎo)熱系數(shù)系列稀土金屬、非金屬基板材料，及其終端家電產(chǎn)品的研究、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售于一體的國家高科技企業(yè)。公司目前擁有三十余項具有自主知識產(chǎn)權(quán)，國內(nèi)國際領(lǐng)先的發(fā)明專利技術(shù)和多項科研成果，業(yè)已形成了專利群。海辰科技開發(fā)制造的PTCR-xthm稀土厚膜電路智能電熱芯片產(chǎn)品已獲得美國、歐盟、日本等國的發(fā)明專利授權(quán)。PTCR-xthm稀土厚膜電路智能電熱芯片產(chǎn)品在國際上處領(lǐng)先地位。

對專業(yè)用于電熱領(lǐng)域的稀土厚膜電路PTCR-xthm芯片技術(shù)的研究和生產(chǎn)，可以說無論國內(nèi)外都是從海辰科技開始的。海辰科技在實踐中發(fā)現(xiàn)，將稀土氧化物用于制備厚膜電路的基板材料、系列電子漿料，使產(chǎn)品在電學(xué)、熱學(xué)、機械、化學(xué)性能方面產(chǎn)生了近乎神奇的效果。稀土厚膜電路也由此得名。

稀土厚膜PTCR-xthm芯片技術(shù)

以稀土摻雜而半導(dǎo)化的稀土厚膜熱敏電阻電路具有在室溫至一定溫度范圍內(nèi)的電阻很小，但達到某一溫度（居里點溫度）后，電阻則急劇上升，突變溫度可以從常溫到550℃范圍調(diào)整，R-T曲線呈線性。這一特性稱為正溫系數(shù)熱敏厚膜電路電阻效應(yīng)（簡稱PTCR效應(yīng)），用該電路集成的電熱器件稱為PTCR-xthm芯片即稀土厚膜熱敏電阻集成電路智能電熱芯片。PTCR熱敏電阻厚膜電路不但具有熱敏電阻的一般特性，而且由于其材料的組成及工藝的獨特性，又使其具有一般熱敏電阻所沒有的獨特優(yōu)良性能。它可以厚膜電路的形式和厚膜電阻電路垂直疊加或橫向分布集成若干層、若干個溫區(qū)于一個平面內(nèi)，控制厚膜電路電熱芯片的梯度溫度，使控制精度和靈敏度得以大幅度提高。實現(xiàn)多溫區(qū)梯度設(shè)置，高效運作智能操控，節(jié)能節(jié)材降低成本。

稀土應(yīng)用解析

稀土是冶金工業(yè)材質(zhì)中的有效添加劑，被科技界譽為工業(yè)味精、維生素、工業(yè)主材，是高科技的代名詞。稀土元素具有很高的化學(xué)活性、低電位和特殊的電子殼層結(jié)構(gòu)，幾乎能與所有元素反應(yīng)發(fā)生作用。近年來,稀土在冶金、機械、石油化工、電子、原子能、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、航空和國防工業(yè)等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。稀土在電子漿料、鋁及其合金中的應(yīng)用起步較晚，但發(fā)展很快,尤其是在熱敏電阻電路用電子漿料和鋁合金基板、銅鋁復(fù)合基板、銅鋼復(fù)合基板的作用和應(yīng)用研究已經(jīng)取得了突破性的效果。

稀土元素非常活潑，極易與氣體(如氫)、非金屬(如硫)及金屬作用生成相應(yīng)的穩(wěn)定化合物。稀土元素的原子半徑小于常見的金屬，如銅、鋁、鎂等，在這些金屬中的固溶度極低，幾乎不能形成固溶體。稀土元素加入到電子漿料、鋁合金中可起到微合金化的作用；此外,它與氫等氣體和許多非金屬材料有較強的親和力，能生成熔點高的化合物。同時，稀土元素化學(xué)活性極強，它可以在已形成的晶粒界面上選擇性地吸附，阻礙晶粒的生長，結(jié)果導(dǎo)致晶粒細化，起到變質(zhì)的作用。用物理參數(shù)表達，經(jīng)稀土參雜的材料如鋁、銅、鎂、矽、電子漿料等的電性能、熱性能、機械性能都會有數(shù)量級的提高。

將稀土厚膜電路稀土電子漿料用于電熱領(lǐng)域，尤其是將PTCR-xthm電熱芯片專業(yè)用于電熱領(lǐng)域，在國內(nèi)外海辰科技都處于領(lǐng)先的地位。海辰科技的PTCR-xthm電熱芯片、系列稀土電子漿料技術(shù)、基板技術(shù)和芯片集成制備技術(shù)先進，填補了國內(nèi)外稀土電子漿料技術(shù)、基板技術(shù)在電熱領(lǐng)域中的應(yīng)用空白。

海辰科技擁有四大系列基板技術(shù)、三十余種稀土電子漿料配方。PTCR-xthm金屬基芯片專利技術(shù)是其中之一。它專業(yè)用于遠紅外電熱領(lǐng)域、LED封裝領(lǐng)域。是聯(lián)合國提倡的最佳遠紅外發(fā)熱能源材料、高亮度、大功率LED基板材料。在電熱領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域，以稀土電子漿料作為一種新型材料應(yīng)用的TCR-xthm金屬基芯片，性能遠遠優(yōu)異于傳統(tǒng)電熱器材，且具有遠紅外、智能、環(huán)保、集成、高效和節(jié)能等特點，其成本也與傳統(tǒng)材料接近甚至低于傳統(tǒng)材料，市場潛力巨大，無疑是將來的主要發(fā)展應(yīng)用方向。

PTCR-xthm芯片應(yīng)用范圍

稀土厚膜電路PTCR-xthm芯片，除加熱溫度場均勻可自控、集成度高、熱響應(yīng)快、功率密度大、熱兼容度寬、設(shè)計靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能環(huán)保、安全可靠外，還具有高溫遠紅外功能。不僅適用于平面制備，而且適用于曲面加工。

遠紅外稀土厚膜電路智能PTCR-xthm芯片，中、高溫遠紅外系列稀土電子漿料是海辰科技的核心專利技術(shù)應(yīng)用。目前，海辰科技開發(fā)的PTCR-xthm芯片產(chǎn)品已有四個系列。PTCR-xthm芯片在家電領(lǐng)域開發(fā)的終端產(chǎn)品已達數(shù)十種。僅金屬基板PTCR-xthm芯片產(chǎn)品規(guī)格已達到近百種，是電熱領(lǐng)域家用、商用、工業(yè)、交通、軍工電器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。由PTCR-xthm芯片設(shè)計生產(chǎn)的終端產(chǎn)品以廣泛應(yīng)用于即熱型多功能電熱水壺、飲水機、電熱水器，微晶電熱爐、過熱氣體（微波）爐、多功能咖啡機、豆?jié){機、多功能燒烤爐及遠紅外醫(yī)療器戒-神燈等家用電器產(chǎn)品中，而且后續(xù)可開發(fā)產(chǎn)品的市場前景仍然無限廣闊。

海辰科技IR-LED高效遠紅外功能陶瓷基稀土厚膜電路電熱元件制備技術(shù)，根據(jù)不同元素具有不同的光譜波長特性，選擇某些稀土氧化物作添加劑，大大增強了功能陶瓷基板電熱元件遠紅外線發(fā)射能量，其中被譽為“陽光生命線”的2.5～25μm波長射線，能激活動、植物細胞內(nèi)能。已廣泛用于強身健體、醫(yī)療保健、家用電器等領(lǐng)域。

海辰科技專利技術(shù)“組合式模塊化新型電熱元件”業(yè)界俗稱“無膽鍋爐”。已經(jīng)成功用于即熱式電熱水壺、即熱式飲水機、電熱水器等水系列產(chǎn)品，并出口到日本、歐盟。該熱水壺（器）由單片機、變頻水泵控制，即用即開、即開即熱，無需等待。水溫25℃～100℃可調(diào)，水流量150ml～850ml可選，完全顛覆人們傳統(tǒng)的（注水—加熱—再飲用）生活習(xí)慣和方式，并將逐步取代國外公司控制器壟斷的有膽電熱水壺產(chǎn)品，成為新一代的智能、高效、健康、環(huán)保綠色水系列產(chǎn)品。

被譽為最新一代電加熱技術(shù)的PTCR-xthm電熱芯片技術(shù)業(yè)已成熟，是傳統(tǒng)電熱技術(shù)，更新?lián)Q代現(xiàn)有家用、商用電器的“加熱心臟”的理想替代產(chǎn)品，將成為今后遠紅外直流家電的主角和市場的引領(lǐng)者。

PTCR-xthm芯片與中國家電

2012 年以來，國內(nèi)外經(jīng)濟形勢錯綜復(fù)雜。在世界經(jīng)濟不景氣，國際大環(huán)境變差，實體經(jīng)濟尤其是中小企業(yè)發(fā)展和出口遇到了前所未有的困難和挑戰(zhàn)下，轉(zhuǎn)型成為中國經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。轉(zhuǎn)型重塑中國實體經(jīng)濟，給我國家用電器技術(shù)升級、更新?lián)Q代創(chuàng)造了機遇。

隨著國際新能源應(yīng)用和家用電器直流化進程加速，各類基板的稀土厚膜電路PTCR-xthm芯片、稀土電子漿料的應(yīng)用開發(fā)將逐步滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，除了新能源、日用家電等領(lǐng)域外，還將進入到電子工業(yè)、軍事工業(yè)、生物醫(yī)藥等高科技領(lǐng)域。稀土厚膜電路PTCR-xthm芯片、稀土電子漿料產(chǎn)業(yè)正面臨著良好的發(fā)展契機，預(yù)計在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)將會持續(xù)增長，生命周期將穿越兩個世紀(jì),正是海納百川，龍騰輝煌的時代!

科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，處于國家發(fā)展全局的核心位置。創(chuàng)新已成為中國的國家戰(zhàn)略，創(chuàng)新能力成為整個國家發(fā)展的驅(qū)動力。海辰科技以先進的技術(shù)、裝備為依托，專利技術(shù)為核心，本著“質(zhì)量——生命；創(chuàng)新——動力；管理——效率；人才——關(guān)鍵”的企業(yè)宗旨，朝著全新一代家用電器的目標(biāo)——注重產(chǎn)品質(zhì)量管理和環(huán)境、社會責(zé)任的承諾，建立和完善企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新體系而努力。

海辰科技早在2006年就完成了企標(biāo)制定工作，首先夯實了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。面對目前基于多種基板的稀土厚膜電路電熱元件、系列稀土電子漿料國內(nèi)外尚無完全對口的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了市場上的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，嚴(yán)重阻礙了電熱行業(yè)的科技進步和技術(shù)創(chuàng)新。海辰科技在健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為主體的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新體系下，不斷將市場上比較成熟的技術(shù)和試驗手段納入到標(biāo)準(zhǔn)中來，以“有標(biāo)可依、有標(biāo)必依、執(zhí)標(biāo)必記錄”的運行模式，使海辰科技始終引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)專利化，專利標(biāo)準(zhǔn)化正在成為世界經(jīng)濟貿(mào)易中的新格局。建立和完善企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新體系，推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和發(fā)展也為海辰科技帶來了蓬勃生機。目前，海辰科技四大系列基板技術(shù)、三十余種稀土電子漿料制備的稀土厚膜電路PTCR-xthm電熱芯片，已進行批量生產(chǎn)，為大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。

為世界家電裝上“中國電熱芯片”是不僅是海辰人的夢想，更是中國家電企業(yè)的夢想！