Durchbruch in der Miniaturisierung: Wie ['TOWARD'] 2.000 Kanäle auf einer 900cm² großen Platine unterbrachte.
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Diese Fallstudie präsentiert einen führenden Anbieter von analogen und gemischten Signal-ICs, der sich auf Power-Management-ICs (PMICs) spezialisiert hat. Um diese Geräte zu validieren, werden Hochleistungs- und hochdichte Lastplatten verwendet, bei denen Relais das kritische Schalten und die Kanalsteuerung übernehmen. Allerdings beschränkte der begrenzte Platz auf der Platine die Anzahl der Relais, was die Verwendung einer Schnittstellen-Erweiterungsplatine erforderte, um Kanäle hinzuzufügen. Konventionelle elektromechanische Relais litten ebenfalls unter kurzen Lebensdauern aufgrund von Kontaktverschleiß und einem großen Platzbedarf, der die Kanaldichte einschränkte – was unnötige Größe und Komplexität in das Testsetup einbrachte.
Kundenherausforderung: Ultra-Dichte in einer hochanspruchsvollen Schaltanwendung
Die PMIC-Validierung erforderte Hochleistungs-, hochdichte Lastplatinen, aber der physische Platz auf der Hauptplatine begrenzte die Relaisanzahl – was eine Schnittstellenerweiterungsplatine erforderlich machte, um die benötigte Kanalanzahl zu erreichen.Der traditionelle Ansatz verwendete elektromechanische Relais (EMRs), die zwei grundlegende ingenieurtechnische Einschränkungen mit sich brachten: (1) kurze Lebensdauer unter Last aufgrund mechanischer Abnutzung bei häufigem Schalten, was die Ausfallzeiten und den Kalibrierungs-/Wartungsaufwand erhöht, und (2) große Relaisfläche, die die Kanaldichte auf der Lastplatine direkt begrenzt.
Die Lösung von ['TOWARD']: 1920 Kanäle, die jeweils 2A-Signale verarbeiten
['TOWARD'] ersetzte EMRs durch VN Series Reed-Relais und konstruierte die Platine für extreme Integration, ohne die Testintegrität zu beeinträchtigen.Nach der Migration hat der Kunde 960 Relais (~1.920 Kanäle) in einem 40 × 50 cm großen Platinenbereich untergebracht, wodurch sperrige Erweiterungsplatinen eliminiert und die Dichte der Onboard-Kanäle erhöht wurde.Reed-Technologie bietet eine deutlich höhere Schaltfestigkeit für einen stabilen Langzeitbetrieb.Um Genauigkeitsverluste durch EMI in dieser hochdichten/hocheffizienten Schaltumgebung zu verhindern, ['TOWARD'] wurde ein simulationsgestütztes Layout, optimierte Leiterbahnführung und Abschirmstrategien verwendet, um eine saubere Signalintegrität und konsistente Isolation aufrechtzuerhalten.Da der Kunde nur SMT-Montage (keine Durchgangsbohrungen) benötigte, hat ['TOWARD'] auch das VN-Paket mit Flügelanschlüssen für die direkte Oberflächenmontage angepasst, ohne Dichte oder Leistung zu opfern.
Mehr darüber, wie elektromechanische Relais mit Reed-Relais verglichen werden
Reed-Relais erreichen typischerweise ~1.000.000 Lastwechsel (unter resistiven, nennwertigen Bedingungen) im Vergleich zu ~100.000 für Standard-EMRs unter vergleichbarem Stress, hauptsächlich aufgrund grundlegender Konstruktionsunterschiede.Reed-Kontakte sind hermetisch in Inertgas oder Vakuum versiegelt, was Oxidation/Kontamination verhindert, die EMR-Kontakte, die Luft ausgesetzt sind, verschlechtert.Das Schaltelement ist ebenfalls leicht und wird direkt magnetisch betätigt (keine Anker/Federn), was den Verschleiß, das Nachschwingen und die Lichtbogenenergie reduziert.Darüber hinaus verbessert die Kontaktbeschichtung mit Rhodium/Ruthenium den Widerstand gegen Lichtbogenabtrag und hilft, die Drift des Kontaktwiderstands im Laufe der Zeit zu begrenzen.Der vereinfachte Mechanismus ermöglicht auch kleinere Gehäuse, die eine höhere Kanaldichte für kompakte ATE-/Lastplatinenlayouts unterstützen.
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Fallstudie: Wie ['Toward'] 2.000 Kanäle auf einer 900cm² Platine untergebracht hat.
Durchbruch in der Miniaturisierung
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