Avance en Miniaturización: Cómo Ajustar 2,000 Canales en una Placa de 900cm².
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Este estudio de caso presenta a un proveedor líder de circuitos integrados analógicos y de señal mixta que se especializa en circuitos integrados de gestión de energía (PMICs). Para validar estos dispositivos, se utilizan placas de carga de alta potencia y alta densidad, donde los relés manejan el conmutación crítica y el control de canales. Sin embargo, el espacio limitado en la placa restringió la cantidad de relés, obligando al uso de una placa de extensión de interfaz para agregar canales. Los relés electromecánicos convencionales también sufrían de cortas vidas útiles debido al desgaste de los contactos y a un gran tamaño que limitaba la densidad de canales, añadiendo volumen y complejidad innecesarios al montaje de prueba.
Desafío del Cliente: Ultra Densidad en una Aplicación de Conmutación Altamente Exigente
La validación de PMIC exigió placas de carga de alta potencia y alta densidad, pero el área física en la placa principal limitó la cantidad de relés, obligando a una placa de extensión de interfaz solo para alcanzar la cantidad de canales requerida.El enfoque heredado utilizaba relés electromecánicos (EMRs), que creaban dos restricciones fundamentales de ingeniería: (1) vida útil corta bajo carga debido al desgaste mecánico por conmutaciones frecuentes, aumentando el tiempo de inactividad y los costos de calibración/mantenimiento, y (2) gran huella de relé, limitando directamente la densidad de canales en la placa de carga.
Solución de Toward: 1920 canales, cada uno manejando señales de 2A
Toward reemplazó los EMRs con relés de caña de la serie VN y diseñó la placa para una integración extrema sin comprometer la integridad de las pruebas.Después de la migración, el cliente empaquetó 960 relés (~1,920 canales) en una huella de placa de 40 × 50 cm, eliminando las placas de extensión voluminosas y aumentando la densidad de canales a bordo.La tecnología de reed proporcionó una resistencia de conmutación significativamente mayor para un funcionamiento estable a largo plazo.Para prevenir la pérdida de precisión debido a EMI en este entorno de conmutación de alta densidad/alto poder, Toward utilizó un diseño impulsado por simulación, enrutamiento de trazas optimizado y estrategias de apantallamiento para mantener una integridad de señal limpia y una aislamiento consistente.Debido a que el cliente requería ensamblaje solo de SMT (sin orificios pasantes), Toward también personalizó el paquete VN con pines de ala de gaviota para una integración directa de montaje en superficie sin sacrificar densidad o rendimiento.
Más sobre cómo los relés electromecánicos se comparan con los relés de lámina
Los relés de lámina típicamente logran ~1,000,000 de operaciones cargadas (en condiciones resistivas y nominales) frente a ~100,000 para los EMRs estándar bajo estrés comparable, principalmente debido a diferencias fundamentales en la construcción.Los contactos de reed están sellados herméticamente en gas inerte o vacío, lo que previene la oxidación/contaminación que degrada los contactos EMR expuestos al aire.El elemento de conmutación también es de baja masa y se acciona magnéticamente de forma directa (sin armaduras/ resortes), reduciendo el desgaste, el rebote y la energía del arco.Además, el recubrimiento de contacto de rodio/rutenio mejora la resistencia a la erosión por arco y ayuda a limitar la deriva de resistencia de contacto con el tiempo.El mecanismo simplificado también permite paquetes más pequeños, apoyando una mayor densidad de canales para diseños compactos de ATE/placas de carga.
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