作者：Aaron Arellano，應(yīng)用工程師

摘要

本文介紹已獲專利的適用于機電接觸應(yīng)用的1-Wire®接觸封裝解決方案，并對比傳統(tǒng)的封裝解決方案以展示1-Wire接觸封裝解決方案的優(yōu)越性。本文還就如何將該解決方案安裝到配件或耗材提供了建議，并作了機械規(guī)格和可靠性分析。

引言

越來越多的系統(tǒng)要求為傳統(tǒng)的非電子外設(shè)或耗材添加電子功能，包括存儲校準數(shù)據(jù)或制造信息，或者存儲外設(shè)、配件或耗材的OEM認證。這就要求系統(tǒng)需要添加存儲和安全功能，還必須在主機和外設(shè)之間添加機電連接功能。

已獲專利的1-Wire接觸封裝（以前稱為SFN封裝）專為機電接觸環(huán)境而設(shè)計，典型應(yīng)用包括對象識別、身份驗證、以及使用存儲芯片中的數(shù)據(jù)進行自動校準。身份驗證可以確保產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量，從而避免假冒產(chǎn)品的出現(xiàn)。該封裝非常適合打印機耗材、醫(yī)療傳感器和試劑瓶等應(yīng)用。

1-Wire接觸封裝僅設(shè)計用于接觸，不能用于焊接。

1-Wire接觸封裝

1-Wire接觸封裝是將機電觸點整合到應(yīng)用中的出色解決方案，它將IC和接觸焊盤集成到單個封裝中以減小產(chǎn)品尺寸并提高機械可靠性。圖1為1-Wire接觸封裝的示意圖。

圖1.6 mm × 6 mm × 0.9 mm 1-Wire接觸封裝。

封裝特性

1-Wire接觸封裝提供三種尺寸（如表1所示），圖2顯示了這三種封裝的相對尺寸。

表1. 封裝和接觸焊盤尺寸

芯片的引線框架由CDA194銅合金制成，焊盤鍍有1.02 μm的鎳、0.02 μm的鈀和0.005 μm的金。芯片的塑封材料是Sumitomo® G600/G770或類似產(chǎn)品。有關(guān)其它機械數(shù)據(jù)，請參閱表1列出的外形圖。

安裝方法

該封裝首選安裝方法是使用機械夾具?？蛻舯仨毟鶕?jù)其應(yīng)用設(shè)計與終端產(chǎn)品相兼容的機械夾具。圖3顯示了一種定制固定夾具的理論設(shè)計，圖4顯示了一種已經(jīng)商用的機械夾具，其已經(jīng)被集成到了待認證的物品中。該封裝也可以被注塑成型為塑料部件，如《將IC注塑到一個連接器或消耗品內(nèi)》所述。

圖3.插入1-Wire接觸封裝前和插入1-Wire接觸封裝后的固定夾具

圖4.最終產(chǎn)品中的1-Wire接觸封裝的安裝夾具

可以用雙面泡沫膠帶或雙面膠帶替代夾具。3M®公司生產(chǎn)這些適用于各種環(huán)境的壓敏粘合劑產(chǎn)品。

選擇連接器

1-Wire接觸封裝經(jīng)過專門設(shè)計，可與低成本的行業(yè)標準連接器兼容。此處顯示了兩個商用連接器及其大致尺寸。

示例1：Bourns 70AB/公頭——模塊化觸點

圖5顯示了這種連接器的大致觸點位置，觸點間距為1.27 mm。這種連接器適用于6.5 mm × 3.5 mm和6.0 mm × 6.0 mm的1-Wire接觸封裝，并且便于在插入時擦拭觸點。

圖5.Bourns 70AB/公頭——模塊化觸點。

示例2：Mill-Max系列811/813彈簧式觸點

圖6顯示了這種連接器的大致觸點位置，觸點間距為2.54 mm。這種連接器適用于所有三種1-Wire接觸封裝。

圖6.Mill-Max®系列811/813觸點。

圖7.第三方觸點解決方案。

示例3：定制觸點設(shè)計指南

圖8展示了一種定制彈簧觸點的指南，該觸點為貫通式安裝，即可以使得封裝沿著彈簧滑動，并且在插入時擦拭觸點。

圖8.定制觸點示例。

可靠性測試

可靠性測試對該封裝進行鑒定試驗，以確保在-40°C至+85°C的工業(yè)應(yīng)用溫度范圍內(nèi)，該封裝滿足與常規(guī)IC封裝相同的可靠性要求。

表2.1-Wire接觸封裝鑒定試驗

我們的網(wǎng)站提供了1-Wire接觸封裝的鑒定試驗報告。

結(jié)語

相比于將焊有芯片的PCB模塊安裝到待識別的外設(shè)物品上，1-Wire接觸封裝是一種經(jīng)濟高效的替代方案，可以使用夾具或雙面膠帶安裝1-Wire接觸封裝。這種封裝可以用于為手機電池應(yīng)用等低成本連接器提供電氣連接，可靠性與常規(guī)IC的封裝相當。

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關(guān)于ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，致力于在現(xiàn)實世界與數(shù)字世界之間架起橋梁，以實現(xiàn)智能邊緣領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新。ADI提供結(jié)合模擬、數(shù)字和軟件技術(shù)的解決方案，推動數(shù)字化工廠、汽車和數(shù)字醫(yī)療等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)，并建立人與世界萬物的可靠互聯(lián)。ADI公司2022財年收入超過120億美元，全球員工2.4萬余人。攜手全球12.5萬家客戶，ADI助力創(chuàng)新者不斷超越一切可能。更多信息，請訪問www.analog.com/cn。

關(guān)于作者

Aaron Arellano擔(dān)任ADI公司應(yīng)用工程師已有10多年。他目前從事協(xié)調(diào)設(shè)計、驗證和客戶應(yīng)用等工作。在此期間，他開發(fā)了多種軟件工具、評估套件和參考設(shè)計，幫助了多家客戶和許多同事了解并應(yīng)用ADI公司的高性能安全IC。在加入ADI公司之前，Aaron在信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和計算機硬件領(lǐng)域擔(dān)任過不同職務(wù)，工作時間超過15年。他擁有電氣工程學(xué)士學(xué)位。