淺談被動(dòng)式保護(hù)元件
2014-03-15 10:00:47??????點(diǎn)擊：
薄膜制程(黃光微影制程)與厚膜制程，是現(xiàn)代被動(dòng)元件的兩個(gè)重要制程，大毅科技將兩個(gè)制程發(fā)揮得淋漓盡致，甚至將兩種制程混合使用，創(chuàng)造最大效率與產(chǎn)品效能。
保護(hù)元件零零總總，可分為主動(dòng)式與被動(dòng)式，大毅科技生產(chǎn)之保護(hù)元件，主要是以被動(dòng)式保護(hù)元件為主，如圖1。
電流保護(hù)元件即俗稱(chēng)的保險(xiǎn)絲，在應(yīng)用上可細(xì)分為一次及多次型，目前由于朝向綠色設(shè)計(jì)，在功耗方面相對(duì)減低，換言之低電流低功率之保險(xiǎn)絲產(chǎn)能需求將會(huì)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(zhuǎn)換為熱量，此熱量則提供融斷保險(xiǎn)絲內(nèi)之金屬層能量使電路開(kāi)路，進(jìn)而保護(hù)后端元件之安全性，小電流之保險(xiǎn)絲其瓶頸在于如何克服涌浪電流(Inrush Current)，避免開(kāi)機(jī)之涌浪電流對(duì)保險(xiǎn)絲造成永久破壞。
有線的通訊自從USB火紅后，其應(yīng)用就越來(lái)越多，象是IEEE 1394、HDMI、VGA Port，也因?yàn)閭鬏斔俣瓤?，其傳輸信息相?duì)的對(duì)雜訊之耐受度要更高，因此需要低容值之ESD保護(hù)元件，大毅科技因應(yīng)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)出低容值之Max Guard之ESD保護(hù)元件，實(shí)測(cè)眼圖如圖2所示，其效能非常之好。當(dāng)然于無(wú)線通訊中之Base Band前級(jí)也會(huì)有ESD保護(hù)元件。
人體上常帶有靜電，因應(yīng)此靜電會(huì)對(duì)電器產(chǎn)品產(chǎn)生放電之危害，因此有了靜電放電ESD(Electro-Static discharge)之防治機(jī)制，ESD會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞或操作失常。靜電對(duì)器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當(dāng)時(shí)看不出來(lái)，但會(huì)使器件變得更脆弱，在過(guò)壓、高溫等條件下極易損壞。ESD之破壞能量通常會(huì)有兩種物理量呈現(xiàn)，一為「電流」由ESD電流產(chǎn)生熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效，另一為「電壓」，由高電壓將絕緣擊穿，最嚴(yán)重之破壞通常都是兩種效應(yīng)并行，例如，絕緣擊穿可能引發(fā)大的電流，這又進(jìn)一步導(dǎo)致熱失效。ESD除了對(duì)電路造成損傷外，通常伴隨而來(lái)對(duì)電子電路的干擾，通常干擾可分為傳導(dǎo)干擾與輻射干擾兩大類(lèi)，這當(dāng)然也是保護(hù)元件的范疇。通常電器產(chǎn)品中需要進(jìn)行ESD防護(hù)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(jī)及其它各類(lèi)資料傳輸接口，另外LED之ESD保護(hù)亦是本公司之研發(fā)重點(diǎn)，因任何電器產(chǎn)品均須做ESD防護(hù)，避免靜電對(duì)產(chǎn)品破壞。
在溫度保護(hù)方面，目前市面上有NTC、PTC、PPTC和TCO等4種，前2種為負(fù)溫度系數(shù)與正溫度系數(shù)之保護(hù)元件，即俗稱(chēng)的熱敏電阻，第3種為多次型的保險(xiǎn)絲(Resettable Fuse)，PPTC核心由高分子材料和導(dǎo)電顆粒制成，兩端以鎳制成電極，外部包以樹(shù)脂或塑料薄膜。在低溫時(shí)，聚合物結(jié)晶間的導(dǎo)電粒子構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)電流過(guò)大，致使溫度升高時(shí)，體積膨脹，聚合物由結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)為非結(jié)晶態(tài)，使導(dǎo)電粒子的連接網(wǎng)絡(luò)斷裂，因而不導(dǎo)通或絕緣。當(dāng)溫度降低，且不再有大電流后，待一小段時(shí)間恢復(fù)結(jié)晶狀態(tài)，又可導(dǎo)通。PPTC特性是在正常電流情況下呈現(xiàn)低電阻，約數(shù)mΩ到數(shù)Ω之間。在過(guò)電流故障下，電阻急劇升高，從而保護(hù)后端電路。由于具有優(yōu)異的可恢復(fù)特性，用于過(guò)電流保護(hù)時(shí)，在故障消除之后，電路可自動(dòng)恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)。在TCO(Thermal Cutoffs)方面，其利用電功率產(chǎn)生溫度，當(dāng)阻體溫度到達(dá)其額定溫度時(shí)，TCO則會(huì)將電路開(kāi)路，達(dá)到保護(hù)效果。
保護(hù)電路效果的發(fā)揮，需要優(yōu)良的保護(hù)元件當(dāng)后盾，大毅科技從厚膜電阻一路走來(lái)，經(jīng)歷了薄膜電阻，并發(fā)展了一系列的保護(hù)元件，包含電流、電壓與溫度類(lèi)之保護(hù)元件、LED散熱基板與LED散熱基板之ESD保護(hù)元件，并經(jīng)常參與國(guó)際大廠之研發(fā)計(jì)畫(huà)，共同研發(fā)新產(chǎn)品以提供更完整的客戶服務(wù)。
保護(hù)元件零零總總，可分為主動(dòng)式與被動(dòng)式，大毅科技生產(chǎn)之保護(hù)元件，主要是以被動(dòng)式保護(hù)元件為主，如圖1。
電流保護(hù)元件即俗稱(chēng)的保險(xiǎn)絲，在應(yīng)用上可細(xì)分為一次及多次型，目前由于朝向綠色設(shè)計(jì)，在功耗方面相對(duì)減低，換言之低電流低功率之保險(xiǎn)絲產(chǎn)能需求將會(huì)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(zhuǎn)換為熱量，此熱量則提供融斷保險(xiǎn)絲內(nèi)之金屬層能量使電路開(kāi)路，進(jìn)而保護(hù)后端元件之安全性，小電流之保險(xiǎn)絲其瓶頸在于如何克服涌浪電流(Inrush Current)，避免開(kāi)機(jī)之涌浪電流對(duì)保險(xiǎn)絲造成永久破壞。
有線的通訊自從USB火紅后，其應(yīng)用就越來(lái)越多，象是IEEE 1394、HDMI、VGA Port，也因?yàn)閭鬏斔俣瓤?，其傳輸信息相?duì)的對(duì)雜訊之耐受度要更高，因此需要低容值之ESD保護(hù)元件，大毅科技因應(yīng)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)出低容值之Max Guard之ESD保護(hù)元件，實(shí)測(cè)眼圖如圖2所示，其效能非常之好。當(dāng)然于無(wú)線通訊中之Base Band前級(jí)也會(huì)有ESD保護(hù)元件。
人體上常帶有靜電，因應(yīng)此靜電會(huì)對(duì)電器產(chǎn)品產(chǎn)生放電之危害，因此有了靜電放電ESD(Electro-Static discharge)之防治機(jī)制，ESD會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞或操作失常。靜電對(duì)器件造成的損壞有顯性和隱性兩種。隱性損壞在當(dāng)時(shí)看不出來(lái)，但會(huì)使器件變得更脆弱，在過(guò)壓、高溫等條件下極易損壞。ESD之破壞能量通常會(huì)有兩種物理量呈現(xiàn)，一為「電流」由ESD電流產(chǎn)生熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效，另一為「電壓」，由高電壓將絕緣擊穿，最嚴(yán)重之破壞通常都是兩種效應(yīng)并行，例如，絕緣擊穿可能引發(fā)大的電流，這又進(jìn)一步導(dǎo)致熱失效。ESD除了對(duì)電路造成損傷外，通常伴隨而來(lái)對(duì)電子電路的干擾，通常干擾可分為傳導(dǎo)干擾與輻射干擾兩大類(lèi)，這當(dāng)然也是保護(hù)元件的范疇。通常電器產(chǎn)品中需要進(jìn)行ESD防護(hù)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(jī)及其它各類(lèi)資料傳輸接口，另外LED之ESD保護(hù)亦是本公司之研發(fā)重點(diǎn)，因任何電器產(chǎn)品均須做ESD防護(hù)，避免靜電對(duì)產(chǎn)品破壞。
在溫度保護(hù)方面，目前市面上有NTC、PTC、PPTC和TCO等4種，前2種為負(fù)溫度系數(shù)與正溫度系數(shù)之保護(hù)元件，即俗稱(chēng)的熱敏電阻，第3種為多次型的保險(xiǎn)絲(Resettable Fuse)，PPTC核心由高分子材料和導(dǎo)電顆粒制成，兩端以鎳制成電極，外部包以樹(shù)脂或塑料薄膜。在低溫時(shí)，聚合物結(jié)晶間的導(dǎo)電粒子構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)，呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)電流過(guò)大，致使溫度升高時(shí)，體積膨脹，聚合物由結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)為非結(jié)晶態(tài)，使導(dǎo)電粒子的連接網(wǎng)絡(luò)斷裂，因而不導(dǎo)通或絕緣。當(dāng)溫度降低，且不再有大電流后，待一小段時(shí)間恢復(fù)結(jié)晶狀態(tài)，又可導(dǎo)通。PPTC特性是在正常電流情況下呈現(xiàn)低電阻，約數(shù)mΩ到數(shù)Ω之間。在過(guò)電流故障下，電阻急劇升高，從而保護(hù)后端電路。由于具有優(yōu)異的可恢復(fù)特性，用于過(guò)電流保護(hù)時(shí)，在故障消除之后，電路可自動(dòng)恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)。在TCO(Thermal Cutoffs)方面，其利用電功率產(chǎn)生溫度，當(dāng)阻體溫度到達(dá)其額定溫度時(shí)，TCO則會(huì)將電路開(kāi)路，達(dá)到保護(hù)效果。
保護(hù)電路效果的發(fā)揮，需要優(yōu)良的保護(hù)元件當(dāng)后盾，大毅科技從厚膜電阻一路走來(lái)，經(jīng)歷了薄膜電阻，并發(fā)展了一系列的保護(hù)元件，包含電流、電壓與溫度類(lèi)之保護(hù)元件、LED散熱基板與LED散熱基板之ESD保護(hù)元件，并經(jīng)常參與國(guó)際大廠之研發(fā)計(jì)畫(huà)，共同研發(fā)新產(chǎn)品以提供更完整的客戶服務(wù)。
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