让全球家电装上“中国电热芯片”

佛山市海辰科技有限公司 王克政

随着电子技术的迅猛发展，热敏电阻的应用领域日益增多。海辰科技生产的采用热敏电阻厚膜电路制作工艺融合热敏电阻独特控制性质结合厚膜功能电路制作而成的稀土厚膜电路智能电热芯片，可以实现多温区梯度设置，高效运作智能操控，节能节材降低成本。

2012 年海辰科技“稀土厚膜电路智能PTCR-xthm芯片”被中科院列为创新集群重点规划项目；2013年5月海辰科技主导起草的《稀土厚膜电路电热元件》行业标准已通过国标委审定，目前正在报批中；2013年7月海辰科技企标《稀土厚膜电路电热元件》，荣获2013年度中国家用电器创新奖企业标准创新奖。

广东省佛山市海辰科技有限公司（以下简称海辰科技）是一家成立于2004年的国家高新技术企业。专业从事电热领域稀土厚膜电路PTCR-xthm电热芯片、系列稀土电子浆料、高导热系数系列稀土金属、非金属基板材料，及其终端家电产品的研究、设计、生产、销售于一体的国家高科技企业。公司目前拥有三十余项具有自主知识产权，国内国际领先的发明专利技术和多项科研成果，业已形成了专利群。海辰科技开发制造的PTCR-xthm稀土厚膜电路智能电热芯片产品已获得美国、欧盟、日本等国的发明专利授权。PTCR-xthm稀土厚膜电路智能电热芯片产品在国际上处领先地位。

对专业用于电热领域的稀土厚膜电路PTCR-xthm芯片技术的研究和生产，可以说无论国内外都是从海辰科技开始的。海辰科技在实践中发现，将稀土氧化物用于制备厚膜电路的基板材料、系列电子浆料，使产品在电学、热学、机械、化学性能方面产生了近乎神奇的效果。稀土厚膜电路也由此得名。

稀土厚膜PTCR-xthm芯片技术

以稀土掺杂而半导化的稀土厚膜热敏电阻电路具有在室温至一定温度范围内的电阻很小，但达到某一温度（居里点温度）后，电阻则急剧上升，突变温度可以从常温到550℃范围调整，R-T曲线呈线性。这一特性称为正温系数热敏厚膜电路电阻效应（简称PTCR效应），用该电路集成的电热器件称为PTCR-xthm芯片即稀土厚膜热敏电阻集成电路智能电热芯片。PTCR热敏电阻厚膜电路不但具有热敏电阻的一般特性，而且由于其材料的组成及工艺的独特性，又使其具有一般热敏电阻所没有的独特优良性能。它可以厚膜电路的形式和厚膜电阻电路垂直叠加或横向分布集成若干层、若干个温区于一个平面内，控制厚膜电路电热芯片的梯度温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提高。实现多温区梯度设置，高效运作智能操控，节能节材降低成本。

稀土应用解析

稀土是冶金工业材质中的有效添加剂，被科技界誉为工业味精、维生素、工业主材，是高科技的代名词。稀土元素具有很高的化学活性、低电位和特殊的电子壳层结构，几乎能与所有元素反应发生作用。近年来,稀土在冶金、机械、石油化工、电子、原子能、医疗、农业、航空和国防工业等领域已得到广泛的应用。稀土在电子浆料、铝及其合金中的应用起步较晚，但发展很快,尤其是在热敏电阻电路用电子浆料和铝合金基板、铜铝复合基板、铜钢复合基板的作用和应用研究已经取得了突破性的效果。

稀土元素非常活泼，极易与气体(如氢)、非金属(如硫)及金属作用生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径小于常见的金属，如铜、铝、镁等，在这些金属中的固溶度极低，几乎不能形成固溶体。稀土元素加入到电子浆料、铝合金中可起到微合金化的作用；此外,它与氢等气体和许多非金属材料有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物。同时，稀土元素化学活性极强，它可以在已形成的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，结果导致晶粒细化，起到变质的作用。用物理参数表达，经稀土参杂的材料如铝、铜、镁、矽、电子浆料等的电性能、热性能、机械性能都会有数量级的提高。

将稀土厚膜电路稀土电子浆料用于电热领域，尤其是将PTCR-xthm电热芯片专业用于电热领域，在国内外海辰科技都处于领先的地位。海辰科技的PTCR-xthm电热芯片、系列稀土电子浆料技术、基板技术和芯片集成制备技术先进，填补了国内外稀土电子浆料技术、基板技术在电热领域中的应用空白。

海辰科技拥有四大系列基板技术、三十余种稀土电子浆料配方。PTCR-xthm金属基芯片专利技术是其中之一。它专业用于远红外电热领域、LED封装领域。是联合国提倡的最佳远红外发热能源材料、高亮度、大功率LED基板材料。在电热领域、新能源领域，以稀土电子浆料作为一种新型材料应用的TCR-xthm金属基芯片，性能远远优异于传统电热器材，且具有远红外、智能、环保、集成、高效和节能等特点，其成本也与传统材料接近甚至低于传统材料，市场潜力巨大，无疑是将来的主要发展应用方向。

PTCR-xthm芯片应用范围

稀土厚膜电路PTCR-xthm芯片，除加热温度场均匀可自控、集成度高、热响应快、功率密度大、热兼容度宽、设计灵活、结构紧凑、节能环保、安全可靠外，还具有高温远红外功能。不仅适用于平面制备，而且适用于曲面加工。

远红外稀土厚膜电路智能PTCR-xthm芯片，中、高温远红外系列稀土电子浆料是海辰科技的核心专利技术应用。目前，海辰科技开发的PTCR-xthm芯片产品已有四个系列。PTCR-xthm芯片在家电领域开发的终端产品已达数十种。仅金属基板PTCR-xthm芯片产品规格已达到近百种，是电热领域家用、商用、工业、交通、军工电器的更新换代产品。由PTCR-xthm芯片设计生产的终端产品以广泛应用于即热型多功能电热水壶、饮水机、电热水器，微晶电热炉、过热气体（微波）炉、多功能咖啡机、豆浆机、多功能烧烤炉及远红外医疗器戒-神灯等家用电器产品中，而且后续可开发产品的市场前景仍然无限广阔。

海辰科技IR-LED高效远红外功能陶瓷基稀土厚膜电路电热元件制备技术，根据不同元素具有不同的光谱波长特性，选择某些稀土氧化物作添加剂，大大增强了功能陶瓷基板电热元件远红外线发射能量，其中被誉为“阳光生命线”的2.5～25μm波长射线，能激活动、植物细胞内能。已广泛用于强身健体、医疗保健、家用电器等领域。

海辰科技专利技术“组合式模块化新型电热元件”业界俗称“无胆锅炉”。已经成功用于即热式电热水壶、即热式饮水机、电热水器等水系列产品，并出口到日本、欧盟。该热水壶（器）由单片机、变频水泵控制，即用即开、即开即热，无需等待。水温25℃～100℃可调，水流量150ml～850ml可选，完全颠覆人们传统的（注水—加热—再饮用）生活习惯和方式，并将逐步取代国外公司控制器垄断的有胆电热水壶产品，成为新一代的智能、高效、健康、环保绿色水系列产品。

被誉为最新一代电加热技术的PTCR-xthm电热芯片技术业已成熟，是传统电热技术，更新换代现有家用、商用电器的“加热心脏”的理想替代产品，将成为今后远红外直流家电的主角和市场的引领者。

PTCR-xthm芯片与中国家电

2012 年以来，国内外经济形势错综复杂。在世界经济不景气，国际大环境变差，实体经济尤其是中小企业发展和出口遇到了前所未有的困难和挑战下，转型成为中国经济发展的必然选择。转型重塑中国实体经济，给我国家用电器技术升级、更新换代创造了机遇。

随着国际新能源应用和家用电器直流化进程加速，各类基板的稀土厚膜电路PTCR-xthm芯片、稀土电子浆料的应用开发将逐步渗透到国民经济的各个领域，除了新能源、日用家电等领域外，还将进入到电子工业、军事工业、生物医药等高科技领域。稀土厚膜电路PTCR-xthm芯片、稀土电子浆料产业正面临着良好的发展契机，预计在今后相当长的时间内将会持续增长，生命周期将穿越两个世纪,正是海纳百川，龙腾辉煌的时代!

科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，处于国家发展全局的核心位置。创新已成为中国的国家战略，创新能力成为整个国家发展的驱动力。海辰科技以先进的技术、装备为依托，专利技术为核心，本着“质量——生命；创新——动力；管理——效率；人才——关键”的企业宗旨，朝着全新一代家用电器的目标——注重产品质量管理和环境、社会责任的承诺，建立和完善企业标准创新体系而努力。

海辰科技早在2006年就完成了企标制定工作，首先夯实了企业标准化基础。面对目前基于多种基板的稀土厚膜电路电热元件、系列稀土电子浆料国内外尚无完全对口的标准，导致了市场上的产品质量参差不齐，严重阻碍了电热行业的科技进步和技术创新。海辰科技在健全技术标准为主体的企业标准创新体系下，不断将市场上比较成熟的技术和试验手段纳入到标准中来，以“有标可依、有标必依、执标必记录”的运行模式，使海辰科技始终引领行业的发展。

技术专利化，专利标准化正在成为世界经济贸易中的新格局。建立和完善企业标准创新体系，推动行业标准的制订和发展也为海辰科技带来了蓬勃生机。目前，海辰科技四大系列基板技术、三十余种稀土电子浆料制备的稀土厚膜电路PTCR-xthm电热芯片，已进行批量生产，为大规模、产业化奠定了良好的应用基础。

为世界家电装上“中国电热芯片”是不仅是海辰人的梦想，更是中国家电企业的梦想！