NTC系列半导体纳米粉体技术产业化取得进展

NTC纳米粉体丝网印刷0603微型NTC电阻器半成品在显微镜下放大。

经过多年的研发，西北工业大学副教授苏力宏成功研制出一系列符合负温度系数半导体(NTC)电阻电子浆料应用的锰钴镍(MCN)氧化物纳米粉体，并已应用于民用领域。利用纳米粉*备的电子浆料制备的薄膜具有优异的性能测试，并已被相关公司成功应用于制造NTC电阻器件。这是我国首次将NTC纳米粉体应用于工业电子元器件制造领域，材料配方已由苏瑞红公司通过长期实验进行系列化，并拥有自主知识产权。

由过渡金属如锰、铜、硅、钴、铁、镍等的氧化物组成的半导体材料。是具有负温度系数(NTC)的热敏电阻半导体材料，其电阻值随着温度的升高而降低。它们是具有最佳稳定性和寿命的NTC电阻器材料，并且大多属于尖晶石氧化物陶瓷。由这种材料制成的器件产品可广泛应用于工业电子设备、供电设备、测试仪器仪表等。它们可用于集成电路领域，如电子电路的浪涌消除、温度的精确检测和监控、液位测量、大气压力测量、火灾报警、气象探测、开关电路、自动增益调节等。它们还可用于红外探测薄膜、航空航天中的微波和激光功率测量等。它们具有广阔的市场应用前景和战略价值。作为一种功率NTC热敏电阻，它可以抑制电路电源开启时电路中产生的高浪涌电流。NTC热敏电阻具有较大的初始电阻值，可抑制集成电路中的过大电流，从而保护电源电路和负载。当电路进入正常工作状态时，NTC热敏电阻将不会影响电路的正常工作，因为电阻器的温度将上升，并且由于流过它的电流，电阻值将下降到非常小的值。NTC热敏电阻可以被认为是一种能够自动恢复熔丝功能的完美集成电路，因此被大规模应用于集成电路。这个元素每天都用在每个人的手机和电脑、移动基站和网络服务器中。可以说，哪里有集成电路，哪里就有集成电路。

日美相关企业垄断了半导体纳米粉体材料的合同销售，导致近90%用于国内手机和电脑以及微型、高精度NTC电阻器件的半导体材料来自日美企业，每年进口数百亿件。传统的国产NTC电阻属于体积大、精度差的型号，不能满足大规模集成电路小型化、高精度和高集成度的要求。相关企业面临产业升级的压力。船舶、飞机和高速列车上的高性能、高精度小型化热敏器件也将面临在特殊情况下被禁止在国外销售的威胁。解决纳米半导体材料在NTC小型化器件中的国产化问题，具有至关重要的产业升级驱动效应和战略意义。

苏利红一直从事纳米粉体的制备、应用和理论研究。他和他的学生多年来一直在改造家用设备。通过反复试验，纳米粉体的均匀性有了很大的提高。所获得的粒径分布的偏差可以控制在±5-100纳米的范围内，克服了过去20年来纳米材料制备中普遍存在的问题。通过工艺和设备的改进，可以实现纳米粉体干燥后仍能保持良好的单分散性。在检测技术方面，他还在如何评估和分析纳米粉末的分散、样品处理等方面形成了专有技术。

在中国空间卫星技术的研发过程中，苏利红的研究在提高纳米粉末烧结薄膜的致密性方面取得了突破。然而，由于空间使用量小，为了提高技术适用性并使公众受益，苏利红通过改变配方和工艺数年来发展了纳米粉末在民用NTC热敏电阻器中的应用，并且在由两种或更多种民用过渡金属如锰、铜、硅、钴、铁、镍等的氧化物组成的半导体纳米粉末材料的制造工艺中实现了重大创新。，这是一个典型的军转民工程。所得粉体均为纳米级，从而实现了NTC系列半导体纳米粉体所有球形的单分散、尺寸和高度均匀制造。目前，用该技术生产的半导体纳米粉体已形成六大系列不同电阻值和热敏性指标的品种。通过与许多其他单位的合作，已经生产了一批成品设备样品。这是中国第一次使用纳米半导体粉末作为原料制备小型高精度的民用NTC电阻器件。中国已经成为一个完全掌握半导体热敏器件制造技术整个产业链的国家。