淺談被動式保護元件
2014/3/15 10:00:47??????點擊：
薄膜制程(黃光微影制程)與厚膜制程，是現代被動元件的兩個重要制程，大毅科技將兩個制程發揮得淋漓盡致，甚至將兩種制程混合使用，創造最大效率與產品效能。
保護元件零零總總，可分為主動式與被動式，大毅科技生產之保護元件，主要是以被動式保護元件為主，如圖1。
電流保護元件即俗稱的保險絲，在應用上可細分為一次及多次型，目前由于朝向綠色設計，在功耗方面相對減低，換言之低電流低功率之保險絲產能需求將會大增。其工作原理乃是利用電流之焦耳定律(W=Pt=I^2 Rt=V^2/R t)將電流轉換為熱量，此熱量則提供融斷保險絲內之金屬層能量使電路開路，進而保護后端元件之安全性，小電流之保險絲其瓶頸在于如何克服涌浪電流(Inrush Current)，避免開機之涌浪電流對保險絲造成永久破壞。
有線的通訊自從USB火紅后，其應用就越來越多，象是IEEE 1394、HDMI、VGA Port，也因為傳輸速度快，其傳輸信息相對的對雜訊之耐受度要更高，因此需要低容值之ESD保護元件，大毅科技因應市場開發出低容值之Max Guard之ESD保護元件，實測眼圖如圖2所示，其效能非常之好。當然于無線通訊中之Base Band前級也會有ESD保護元件。
人體上常帶有靜電，因應此靜電會對電器產品產生放電之危害，因此有了靜電放電ESD(Electro-Static discharge)之防治機制，ESD會導致電子設備嚴重損壞或操作失常。靜電對器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當時看不出來，但會使器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。ESD之破壞能量通常會有兩種物理量呈現，一為「電流」由ESD電流產生熱量導致設備的熱失效，另一為「電壓」，由高電壓將絕緣擊穿，最嚴重之破壞通常都是兩種效應并行，例如，絕緣擊穿可能引發大的電流，這又進一步導致熱失效。ESD除了對電路造成損傷外，通常伴隨而來對電子電路的干擾，通常干擾可分為傳導干擾與輻射干擾兩大類，這當然也是保護元件的范疇。通常電器產品中需要進行ESD防護的部位有：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天線接口、VGA接口、DVI接口、按鍵電路、SIM卡、耳機及其它各類資料傳輸接口，另外LED之ESD保護亦是本公司之研發重點，因任何電器產品均須做ESD防護，避免靜電對產品破壞。
在溫度保護方面，目前市面上有NTC、PTC、PPTC和TCO等4種，前2種為負溫度系數與正溫度系數之保護元件，即俗稱的熱敏電阻，第3種為多次型的保險絲(Resettable Fuse)，PPTC核心由高分子材料和導電顆粒制成，兩端以鎳制成電極，外部包以樹脂或塑料薄膜。在低溫時，聚合物結晶間的導電粒子構成三維網絡，呈現導通狀態。當電流過大，致使溫度升高時，體積膨脹，聚合物由結晶態轉為非結晶態，使導電粒子的連接網絡斷裂，因而不導通或絕緣。當溫度降低，且不再有大電流后，待一小段時間恢復結晶狀態，又可導通。PPTC特性是在正常電流情況下呈現低電阻，約數mΩ到數Ω之間。在過電流故障下，電阻急劇升高，從而保護后端電路。由于具有優異的可恢復特性，用于過電流保護時，在故障消除之后，電路可自動恢復到導通狀態。在TCO(Thermal Cutoffs)方面，其利用電功率產生溫度，當阻體溫度到達其額定溫度時，TCO則會將電路開路，達到保護效果。
保護電路效果的發揮，需要優良的保護元件當后盾，大毅科技從厚膜電阻一路走來，經歷了薄膜電阻，并發展了一系列的保護元件，包含電流、電壓與溫度類之保護元件、LED散熱基板與LED散熱基板之ESD保護元件，并經常參與國際大廠之研發計畫，共同研發新產品以提供更完整的客戶服務。
保護元件零零總總，可分為主動式與被動式，大毅科技生產之保護元件，主要是以被動式保護元件為主，如圖1。
電流保護元件即俗稱的保險絲，在應用上可細分為一次及多次型，目前由于朝向綠色設計，在功耗方面相對減低，換言之低電流低功率之保險絲產能需求將會大增。其工作原理乃是利用電流之焦耳定律(W=Pt=I^2 Rt=V^2/R t)將電流轉換為熱量，此熱量則提供融斷保險絲內之金屬層能量使電路開路，進而保護后端元件之安全性，小電流之保險絲其瓶頸在于如何克服涌浪電流(Inrush Current)，避免開機之涌浪電流對保險絲造成永久破壞。
有線的通訊自從USB火紅后，其應用就越來越多，象是IEEE 1394、HDMI、VGA Port，也因為傳輸速度快，其傳輸信息相對的對雜訊之耐受度要更高，因此需要低容值之ESD保護元件，大毅科技因應市場開發出低容值之Max Guard之ESD保護元件，實測眼圖如圖2所示，其效能非常之好。當然于無線通訊中之Base Band前級也會有ESD保護元件。
人體上常帶有靜電，因應此靜電會對電器產品產生放電之危害，因此有了靜電放電ESD(Electro-Static discharge)之防治機制，ESD會導致電子設備嚴重損壞或操作失常。靜電對器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當時看不出來，但會使器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。ESD之破壞能量通常會有兩種物理量呈現，一為「電流」由ESD電流產生熱量導致設備的熱失效，另一為「電壓」，由高電壓將絕緣擊穿，最嚴重之破壞通常都是兩種效應并行，例如，絕緣擊穿可能引發大的電流，這又進一步導致熱失效。ESD除了對電路造成損傷外，通常伴隨而來對電子電路的干擾，通常干擾可分為傳導干擾與輻射干擾兩大類，這當然也是保護元件的范疇。通常電器產品中需要進行ESD防護的部位有：USB接口、HDMI接口、IEEE1394接口、天線接口、VGA接口、DVI接口、按鍵電路、SIM卡、耳機及其它各類資料傳輸接口，另外LED之ESD保護亦是本公司之研發重點，因任何電器產品均須做ESD防護，避免靜電對產品破壞。
在溫度保護方面，目前市面上有NTC、PTC、PPTC和TCO等4種，前2種為負溫度系數與正溫度系數之保護元件，即俗稱的熱敏電阻，第3種為多次型的保險絲(Resettable Fuse)，PPTC核心由高分子材料和導電顆粒制成，兩端以鎳制成電極，外部包以樹脂或塑料薄膜。在低溫時，聚合物結晶間的導電粒子構成三維網絡，呈現導通狀態。當電流過大，致使溫度升高時，體積膨脹，聚合物由結晶態轉為非結晶態，使導電粒子的連接網絡斷裂，因而不導通或絕緣。當溫度降低，且不再有大電流后，待一小段時間恢復結晶狀態，又可導通。PPTC特性是在正常電流情況下呈現低電阻，約數mΩ到數Ω之間。在過電流故障下，電阻急劇升高，從而保護后端電路。由于具有優異的可恢復特性，用于過電流保護時，在故障消除之后，電路可自動恢復到導通狀態。在TCO(Thermal Cutoffs)方面，其利用電功率產生溫度，當阻體溫度到達其額定溫度時，TCO則會將電路開路，達到保護效果。
保護電路效果的發揮，需要優良的保護元件當后盾，大毅科技從厚膜電阻一路走來，經歷了薄膜電阻，并發展了一系列的保護元件，包含電流、電壓與溫度類之保護元件、LED散熱基板與LED散熱基板之ESD保護元件，并經常參與國際大廠之研發計畫，共同研發新產品以提供更完整的客戶服務。
- 上一篇：我國電子制造業能耗增長率逐年遞減 2014/3/15
- 下一篇：錫珠缺陷工藝技術研究 2014/3/15
