SCP故事：Dexeria的次要防護元素如何與電子設備一同演化

二級防護元件（SCP）的開發

自控保護器（SCP）是一種次級保護保險絲，當鋰離子電池的充放電電路發生過載或過電流時，會切斷電路。這些技術由 Dexerials 獨家開發，已安裝於超過 20 億台電子裝置中。

本文闡述了SCP的背景和未來發展方向。

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SCP 的開發始於 1991 年。當時鋰離子電池的量產剛開始，正溫度係數（PTC）熱敏電阻被用作充放電電路的保護保險絲。PTC 熱敏電阻由另一家公司申請專利，且是一個昂貴的元件。這也是為什麼我們的客戶要求 Dexerials 開發替代它的產品。

其他公司製造的保險絲有一個系統，當它們達到高溫時，會增加電阻並阻止電流流動。然而，一旦溫度下降，電流就會重新開始。由於鋰離子電池中使用易燃材料，因此禁用出現問題的產品會更安全。因此，我們決定開發一種在過充或過流情況下完全關閉電路的保險絲，從而提高鋰離子電池的安全性。

Dexeirals的技術是如何被用來開發SCP的？

當然，之後還有反復試驗。首先，我們開發的不是像現在這樣的表面貼裝部件，而是在柔性印刷電路板 (FPC) 上印刷加熱材料並壓接保險絲的結構。由於FPC是一種柔軟彎曲的基板，因此它是通過手工焊接而不是表面安裝連接的。因此，客戶要求“我希望您能夠在自動機器上安裝它”，一年後，我們開發並上市了可以安裝在現有自動安裝機上的產品。

從筆記型電腦到智慧型手機及無鉛次級保護元件（SCP）

―-之後有哪些改進?

我們在 1994 年售出了第一批 SCP，當時配備 SCP 的設備大多是筆記型電腦。隨著各公司不斷提升筆記型電腦的效能，CPU 的功耗也隨之增加。因此，人們開始需要電阻更低、能夠承受更高電流的 SCP。

最初，SCP透過將電路放置在陶瓷基板的末端來確保前後導電。然而，由於短邊上的導線較細，這不可避免地導致電阻較高。因此，我們在基板上開孔並填充金屬，以增加橫截面積，從而以最短路徑連接前後兩面，降低電阻。

SCP 越來越多地用於智能手機

尤其是隨著「快充」智慧型手機的興起，我們正開發新的 SCP 產品以迎合這股趨勢。電池需要大電流才能快速充電。SCP現在被要求比傳統產品更具更低的阻力。

智慧型手機也變得更薄且多功能，因此SCP本身的尺寸無法改變。因此，我們必須同時滿足低抗性與微型化 SCP 的矛盾需求，這是一項相當艱難的任務。

―-你是如何解決這個難題的?

以往，保險絲元件採用焊料合金製成，但透過使用鍍銀錫合金，已解決了這個問題。正如這篇文章中更詳細地解釋的那樣，銀是一種容易導電的材料，因此它可以通過相同尺寸的傳統產品約三倍的電流。此外，透過在內部使用錫基合金，可以在與焊料基合金相同的溫度範圍內熔化保險絲。

這項技術的另一個優勢在於其無鉛特性，而這對焊料合金而言難以實現。歐盟的RoHS指令對電子設備中使用的材料中的有害物質進行了規定，但截至2021年，該指令並未對高熔點焊料進行監管。然而，隨著全球對環境問題的日益關注，未來含鉛焊料有可能受到監管。如果這種情況發生，我們相信市場對我們無鉛、低電阻SCP的需求將大幅成長。

疫情導致對二級防護元件（SCP）的需求不斷增長

疫情對人們的工作和日常生活產生了巨大影響。為了回應日益增長的 SCP 需求，Dexerials 正為即將到來的電動車（EV）時代開發新技術。

SCP的未來。

由於新型冠狀病毒傳染病的流行，遠程工作和在線學習在全世界範圍內傳播，對筆記本電腦和平板電腦的需求正在迅速增加。首先，堅定地應對需求的增長是第一位的。除此之外，隨著在“住在家裡”的時間增加，用於清潔的清潔劑和用於DIY的電動工具也被出售，並且騎電動單車和電動單車以避免擁擠的火車的人也在增加是的。

此類電子設備配備了能夠處理大容量和大電流的SCP（短路電流保護電路）。此外，我們正在開發與電動車相容的SCP，以應對從汽油動力汽車轉向電動車的轉變。

電動汽車中使用的SCP的要求

電動車所用鋰離子電池組與電子裝置最大的差異在於，它能產生高達400V到1,000V直流的電壓。在如此高電壓下，會發生「電弧放電」，即電流透過空氣釋放並像閃電一樣傳遞，即使電路被保險絲切斷後仍持續傳播。因此，需要與傳統 SCP 不同的方法與結構。

電壓越高，斷開電路就越困難。但若沒有可靠的鋰離子電池安全方法，乘客與應變人員在事故發生時將面臨風險。毫無疑問，全球對配備 SCP 的電動車需求將持續增加。我們正全力以赴提升和開發這類產品。