詳細分析機電1-Wire接觸封裝解決方案及其安裝方法

本文介紹已獲專利的適用于機電接觸應用的1-Wire?接觸封裝解決方案，并對比傳統的封裝解決方案以展示1-Wire接觸封裝解決方案的優越性。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，并作了機械規格和可靠性分析。

越來越多的系統要求為傳統的非電子外設或耗材添加電子功能，包括存儲校準數據或制造信息，或者存儲外設、配件或耗材的OEM認證。這就要求系統需要添加存儲和安全功能，還必須在主機和外設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）專為機電接觸環境而設計，典型應用包括對象識別、身份驗證、以及使用存儲芯片中的數據進行自動校準。身份驗證可以確保產品的可靠性和質量，從而避免假冒產品的出現。該封裝非常適合打印機耗材、醫療傳感器和試劑瓶等應用。

1-Wire接觸封裝僅設計用于接觸，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。

圖2. 1-Wire接觸封裝尺寸（底視圖）

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 或類似產品。有關其它機械數據，請參閱表1列出的外形圖。

表1. 封裝和接觸焊盤尺寸

安裝方法

該封裝首選安裝方法是使用機械夾具。客戶必須根據其應用設計與終端產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計，圖4顯示了一種已經商用的機械夾具，其已經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》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?公司生產這些適用于各種環境的壓敏粘合劑產品。

選擇連接器

1-Wire接觸封裝經過專門設計，可與低成本的行業標準連接器兼容。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的工業應用溫度范圍內，該封裝滿足與常規IC封裝相同的可靠性要求。

表2. 1-Wire接觸封裝鑒定試驗

結語

相比于將焊有芯片的PCB模塊安裝到待識別的外設物品上，1-Wire 接觸封裝是一種經濟高效的替代方案，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用等低成本連接器提供電氣連接，可靠性與常規IC的封裝相當。