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Western Digital Caviar 22500

 

Western Digital Caviar 22500

Die Western Digital Caviar 22500 unterscheidet sich für den Anwender nur wenig von der Caviar 22100. Sie bietet mit 2559,8MB etwas mehr Speicherplatz.

Bereits der Deckel zeigt gewisse Unterschiede.
Die Anschraubpunkte sind zwar gleich ausgeführt, das Blechteil ist aber anders geprägt.
Das Druckausgleichselement befindet sich bei dieser Festplatte sichtbar in der unteren rechten Ecke.
Die Caviar 22500 erhielt zusätzlich einen Aufkleber wie sie konfiguriert werden kann, um sie auch in älteren Systemen mit einer 2,1GB-Beschränkung betreiben zu können.
Die Produktion erfolgte in Malaysia, während die Caviar 22100 in Singapur hergestellt wurde. Der geografische Unterschied ist nicht allzu groß.

 

Western Digital Caviar 22500

Die Unterseite der Festplatte zeigt erhebliche Unterschiede zur Caviar 22100.

Die Anschraubpunkte der Platine sind noch die selben, die Platine konnte allerdings stark verkleinert werden.

Die Testpunkte wurden enorm reduziert. Die bei der Caviar 22100 mit "TN" markierten Testpunkte sind vollständig entfallen.
Weiterhin in gleicher Form vorhanden sind die Testkontakte, die in der rechten Hälfte der Platine mit einem länglichen Bestückungsdruck markiert sind.
Außerdem sind weiterhin großzügige Bestückmöglichkeiten für Stiftleisten oder ein ähnliches Kontaktsystem vorgehalten.

Der Bestückungsdruck zeigt unter anderem die Zeichenfolge "2.1 GB", was etwas irritiert.

Die WD-Bezeichnung der Platine lautet "60-600715-001 REV A", was im Vergleich zur "WDC 60-600621-004 REV A" der Caviar 22100 für eine überarbeitete, aktuellere Ansteuerung spricht.

 

Western Digital Caviar 22500

Der Deckel ist wie bei der Caviar 22100 mit einem gewissen Abstand auf dem Gehäuse verschraubt. Aluminiumklebeband schließt die Lücke sowohl elektrisch als auch gegenüber Partikel.

Der innere Aufbau der Festplatte hat sich zur Caviar 22100 kaum geändert.
Auch hier kamen zwei Speicherplatten zum Einsatz.

 

Western Digital Caviar 22500 Head

Bei dieser Festplatte ist deutlich zu sehen, dass die innerste Spur verkratzt ist. Dabei handelt es sich nicht um die Auswirkungen der Parkvorgänge. Den innersten Bereich der Platten kann der Schreib-/Lesekopf gar nicht erreichen. Der Parkbereich wird vielmehr während der Herstellung bewusst angeraut. Die weniger glatte Oberfläche verhindert, dass der Schreib-/Lesekopf im Stillstand zu stark auf den Platten haftet.

Obwohl zwischen dem Öffnen der Festplatte und den Fotos nicht viel Zeit verging, sind bereits die ersten Partikel auf den Magnetscheiben zu erkennen.

 

Western Digital Caviar 22500 Head

Die geometrischen Formen auf der Unterseite des Schreib-/Lesekopfes sind anders ausgeführt als bei der Caviar 22100.

Es stellt sich die Frage, ob die Formen tatsächlich nur eine aerodynamische oder auch eine elektromagnetische Funktion haben und damit von der Anordnung der Spulen abhängig sind. Hier befindet sich eine Spule in der Mitte des Schreib-/Lesekopfes, während bei der Caviar 22100 zwei Spulen seitlich angeordnet waren.

 

Western Digital Caviar 22500 Head

Wie bei der Caviar 22100 sind die gegenüberliegenden Schreib-/Leseköpfe grundsätzlich gleich aufgebaut.

Auch hier sind die Anschlüsse doppelt ausgeführt, es werden allerdings auf beiden Seite die gleichen Anschlüsse genutzt.

 

Western Digital Caviar 22500 Head

Auf der Front des Schreib-/Lesekopfes befindet sich die Zeichenfolge H01A und darunter ein Symbol, das ein oder zwei R darstellt. Rechts ermöglicht ein Kreuz die Justage des bei der Herstellung verwendeten Maskensatzes.

Die oberen Kontakte sind miteinander und mit der Spulenkonstruktion verbunden.
Die Funktion des Kontakts in der linken, oberen Ecke und der Leitung an der rechten Seite lässt sich nicht mit letzter Sicherheit definieren. Es könnte sich um einen Potentialausgleich handeln, der elektrostatische Aufladungen unterbindet.

 

Western Digital Caviar 22500 Head

Das Spulensystem zeigt den bekannten Aufbau mit einem silbernen Kernmaterial.

In der linken, oberen Ecke kontaktieren die oberen beiden Anschlüsse die außenliegende Windung der Spule. Die unteren beiden Kontakte führen hinter das Spulensystem.

 

Western Digital Caviar 22500 Head

Das Kernmaterial des Spulensystems ist im Hinblick auf die geometrischen Strukturen der Unterseite nicht ganz mittig platziert.

Die Breite des magnetischen Kreises beträgt an der schmalsten Stelle weniger als 5µm.

 

Western Digital Caviar 22500 Frontend

Das System, das die Schreib-/Leseköpfe trägt, ist gleich aufgebaut wie in der Caviar 22100.

 

Frontend VM355635

Als erste Verstärkerstufe ist hier ein VM355635 von VTC eingesetzt.
Der Chip bietet die gleichen Funktionalitäten wie der 775430FSSL in der Caviar 22100 und existiert mit vier, sechs und acht Kanälen. Die vorliegende Variante kann sechs Schreib-/Leseköpfe bedienen, obwohl nur vier verbaut sind.

Auf der flexiblen Platine sind mittig zwei ungenutzte Anschlusspaare zu erkennen. Das bedeutet, dass mit dieser Platine problemlos zwei zusätzliche Schreib-/Leseköpfe eingelesen werden könnten.
Der Rest des Aufbaus entspricht elektrisch dem in der Caviar 22100.

 

VM355635 Die

Die Struktur des Dies zeigt, dass es auch in der achtkanäligen Variante eingesetzt werden konnte. In der Mitte des Dies ist die Steuerungslogik platziert. Oberhalb befinden sich vier, rechts und links zwei weitere Blöcke, die jeweils für einen Schreib-/Lesekopf den ersten Eingangsverstärker und die Ausgangstreiber darstellen.
Wie beim 775430FSSL befinden sich anscheinend an der Außenseite die Ausgangstreiber. Schön zu sehen sind die massiven Versorgungsleitungen, die getrennt zu den Ausgangstreibern und den Eingangsverstärkern führen.

 

VM355635 Die

Das Die trägt ein Copyrightzeichen von 1996 und ist damit etwas aktueller als das des 775430FSSL in der Caviar 22100.
Die interne Typbezeichnung scheint 60113800 zu lauten.

 

VM355635 Die

Auf dem Die befinden sich zwei relativ große, quadratische Blöcke, die vermutlich Kapazitäten darstellen. Um Testpads handelt es sich dem Anschein nach nicht.
Der dritte quadratische Block in der linken oberen Ecke besitzt am Rand einige Schaltungsteile und wird von drei Zuleitungen kontaktiert.

 

Western Digital Caviar 22500

Das Design der flexiblen Leiterplatte stammt aus dem Jahr 1997 und zeigt einige Modifikationen.

Der Umgang mit dem Massepotential wurde überarbeitet.
In der Caviar 22100 befand sich auf der flexiblen Leiterplatte neben den zwei Anschraubpunkten ein zusätzlicher Anschraubpunkt, der die Masseverbindung zum Gehäuse herstellte. Hier agiert der rechte Anschraubpunkt gleichzeitig als Befestigung und Massekontakt. Um diese Funktion darstellen zu können, wurde die Platine verlängert und nach oben gefaltet, wo sie oberhalb des im verbauten Zustand darunter liegenden Kunststoffelements die Schraube kontaktiert.
Das RC-Glied zwischen dem örtlichen Massepotential und des Gehäusepotential ist entfallen.
Für die Anbindung der Schreib-/Lesekopf-Trägerstruktur an das Massepotential ist kein Bestückplatz mehr vorhanden. Eine hochohmige Anbindung ist somit nicht mehr möglich.

Der Bestückplatz für den Kodierungswiderstand R2 ist noch vorhanden, aber nicht bestückt.

 

Western Digital Caviar 22500 Platine

Die Platine trägt logischerweise weniger Bauteile als die Platine der Caviar 22100.

Das Copyrightzeichen weist auf den Jahrgang 1996 hin.

 

Western Digital Caviar 22500 Massekonzept

Auf der Platine zeigt sich, dass die beiden Massepins, die auf der flexiblen Leiterplatte im Inneren der Festplatte die Masseflächen kontaktieren könnten, nicht bestückt sind. Sie würden das innere Massepotential mit dem Massepotential der Platine verbinden.
Grundsätzlich sind die Massepotentiale die gleichen. Das Gehäusepotential als zentralen, sternförmig kontaktierten und ansonsten isolierten Massepunkt zu nutzen verringert allerdings die Gefahr von Störungen.

 

UCC3285QP BLDC-Controller

Der Chip U2 trägt die Bezeichnung UCC3285QP. Ein Datenblatt findet sich dazu nicht. Die dickeren Leiterbahnen zeigen, dass der Chip den BLDC-Motor ansteuert.

Weniger offensichtlich aber durch die Leiterbahnen erkennbar ist die Tatsache, dass in diesen Chip nun auch die Ansteuerung der Spule integriert wurde, die den Arm mit den Schreib-/Leseköpfen bewegt.

 

UCC3285QP Die

Das Die ist erkennbar höher integriert als beim L6232E der Caviar 22100.

An der oberen Kante befinden sich die drei Halbbrücken des BLDC-Motors.
Die Endstufentransistoren scheinen unterschiedliche Größen aufzuweisen. Tatsächlich sind die Transistorstrukturen aber gleich groß. Der Übergang von den fingerförmigen Strukturen zur massiven Metalllagen erfolgt bei den Highside-Transistoren lediglich früher. Der Grund dafür dürfte in den unterschiedlichen Eigenschaften der Highside- und Lowside-Transistoren zu suchen sein.

An der unteren Kante befinden sich Leistungstransistoren in Form einer H-Brücke, die für die Platzierung der Schreib-/Leseköpfe genutzt werden können.

 

UCC3285QP Die

An der rechten Kante des Dies ist die Modellbezeichnung 3285 abgebildet.
Außerdem sind vier Testpads mit Fuses zu erkennen, die während der Produktion kontaktiert wurden und vermutlich dem Abgleich eines Verstärkers in einer Stromregelung dienten.
Der Kratzer am obersten Testpad entstand während des Freilegens des Dies.

 

UCC3285QP Die

Interessant ist ein Bereich oberhalb der unteren Leistungshalbleiter. Die Metalllage bildet über einer rechteckigen Fläche eine Reihe von parallelen, gleich lange Streifen ab. Einige der Streifen sind an andere Leitungen angebunden, sehr viele haben aber oberflächlich keinen weiteren Kontakt.
Entweder befindet sich darunter eine sehr spezielle Schaltung, die die vielen Metallstreifen tatsächlich benötigt oder der Hersteller wollte damit die darunterliegenden Strukturen verschleiern und so vor Nachahmern schützen.

 

CL-SH3356-130HC-G Signalverarbeitung

Der Chip an der Schnittstelle zum Schreib-/Lesekopf trägt die Bezeichnung CL-SH3356-130HC-G. Der Baustein wurde von Cirrus Logic gefertigt.

Ein Datenblatt findet sich nur für den SH3300, der dem Anschein nach die Basisversion des Chips darstellt.
Demnach war es bei dieser Generation bereits möglich alle notwendigen Schaltungsteile in einem CMOS-Prozess umzusetzen.
Der Chip realisiert wie der P32P4910 in der Caviar 22100 die komplette Signalverarbeitung. Hier wird zusätzlich der ebenfalls enthaltene Servo-Schaltungsteil genutzt, der es ermöglicht die exakte Platzierung der Schreib-/Leseköpfe zu erkennen. Auf einen zusätzliche Servo-Chip konnte so verzichtet werden.

 

CL-SH3356-130HC-G Die

CL-SH3356-130HC-G Die

Die Komplexität des Dies ist wie zu erwarten war sehr hoch.
Mehr als die Hälfte der Fläche nimmt ein Logikblock ein. Speicherelemente sind nicht zu erkennen.
Im linken Bereich dürften sich analoge Schaltungsteile und Signalprozessorelemente befinden.

 

CL-SH3356-130HC-G Die

In der linken oberen Ecke zeigt sich, dass das Design zumindest zum Teil von Crystal Semiconductor stammt. Cirrus Logic übernahm Crystal Semiconductor im Jahr 1991.
Das Copyright weist das Jahr 1996 aus.
Die Zeichenfolge CLI0853E stellt vermutlich eine interne Modellbezeichnung dar. Dafür spricht das darauffolgende X in einer der tieferen Lagen.
Die Maskenbezeichnungen weisen acht Maskensätze aus. Die Endung A lässt vermuten, dass keine Überarbeitung des ursprünglichen Designs notwendig war.

 

CL-SH3356-130HC-G Die

Zwischen dem Logikbereich und den Bondpads befinden sich regelmäßige Strukturen, wie sie für Eingangs- und Ausgangsbeschaltung von Gatearrays typisch sind.

 

CL-SH3356-130HC-G Die

Der Logikbereich besitzt mindestens zwei Metalllagen. Die minimale Strukturbreite muss sich im Bereich von 1µm oder darunter bewegen.

 

CL-SH3356-130HC-G Die

CL-SH3356-130HC-G Die

Die große, gleichmäßige Struktur im unteren, linken Bereich zeigt einen interessanten Aufbau. Die Funktion lässt sich allerdings nicht bestimmen.

 

CL-SH3356-130HC-G Die

An der Oberseite des Dies befinden sich sechs Testpads, über die dem Anschein nach drei Fuses ausgelöst werden können. Entweder werden darüber während der Fertigung analoge Schaltungsteile abgeglichen oder es lassen sich verschiedene Funktionen einstellen.

 

Western Digital Caviar 22500

Auch hier ist unter dem Chip ein "MADE IN CHINA" versteckt.

 

WD 29-600412-000

Auf die Signalaufbereitung folgt ein WD-Chip mit der Bezeichnung 29-600412-000.

 

WD 29-600412-000 Gatearray Die

Das Die hat während der Extraktion aus dem Package Schaden genommen.
Es scheint sich grundsätzlich um den selben Gatearray-Typ wie bei der Caviar 22100 zu handeln. Das bedeutet natürlich nicht, dass die Funktion die gleiche ist.

 

WD 29-600412-000 Gatearray Die

Die minimale Strukturbreite beträgt auf jeden Fall weniger als 1µm.

 

WD 29-600412-000 Gatearray Die

Am nicht vollständig genutzten Rand des Chips sind dennoch die typischen Zeilenstrukturen eines Gatearrays zu erkennen.

 

WD 29-600412-000 Gatearray Die

Das Design des grundlegenden Gatearrays wurde 1993 von IBM entworfen.
Genau dieser Bereich war beim an der selben Stelle in der Caviar 22100 eingesetzten Gatearray beschädigt.

 

WD 29-600412-000 Gatearray Die

Auch hier sind die nicht zu entziffernden Schriftzeichen auf dem Rand des Dies abgebildet.

 

Flash AT27C516

In der Nähe des Gatearrays befindet sich kein eigener RAM-Speicher, es kam allerdings der gleiche Atmel-Flash-Speicher wie bei der Caviar 22100 zum Einsatz (AT27C516). Hier lautet die interne Bezeichnung 62-602210-079.

 

Flash AT27C516 Die

Obwohl es sich um den gleichen Flash-Speicher handelt, ist das Die doch klar erkennbar unterschiedlich aufgebaut.

 

WD69C24-SS00-01

Ein weiteres Gatearray war bei der Caviar 22500 nicht notwendig.
Als Verbindung zur IDE-Schnittstelle dient hier allerdings ein sehr großes TQFP-144-Package mit der Bezeichnung WD69C24-SS00-01.

 

WD69C24-SS00-01 Die

Es handelt sich um ein sehr großes Gatearray mit verschiedenen regelmäßigen Blöcken, die dynamische Speicher darstellen könnten.

 

WD69C24-SS00-01 Die

Das Gatearray wurde 1996 von STMicroelectronics entworfen.

 

WD69C24-SS00-01 Die

In einer anderen Ecke des Dies befindet sich die Zeichenfolge QRBSN.

 

RAM LC322260J-70

Die Western Digital Caviar 22500 enthält 256kB Cache, die durch einen LC322260J-70 dargestellt werden.

Der Chip enthält exakt den für den Cache notwendigen Speicherplatz. Das bedeutet, dass bei der Caviar 22500 tatsächlich auf einen zusätzlichen Speicher neben dem Zwischenspeicher verzichtet werden konnte.

 

RAM LC322260J-70 Die

Die Clusterung des Speichers scheint die gleiche wie beim Cache der Caviar 22100 zu sein. Es handelt sich um acht Spalten, die hier zweimal acht Speicherblöcke enthalten.

Auch bei diesem Die sind die bekannten Unterbrechungen vorhanden. Wie bei der Caviar 22100 befinden sich vier im oberen Rand und vier im unteren Rand.

 

RAM LC322260J-70 Die

Das Die ist als LC322260 gekennzeichent.

 

RAM LC322260J-70 Die

RAM LC322260J-70 Die

Die Unterbrechungen zeigen sich ähnlich wie in der Caviar 22100. Allerdings sind bei diesem Speicher immer zweimal sechzehn Leitungen an einer Stelle zusammengeführt.

Die Auflösung der Strukturen ist etwas besser, wodurch erkennbar wird, dass die jeweils sechzehn Leitungen hinter der Unterbrechung nicht einzeln weitergeführt werden. Die Leitungen scheinen folglich gemeinsam an ein Potential angebunden worden zu sein.

 

LM358 Die

Der Vollständigkeit halber ist hier das Die des Zweifach-Operationsverstärkers LM358 abgebildet.

 

LS05 Die

Ebenso ist hier das Die des Sechsfach-Inverters LS05 zu sehen.

 

Western Digital Caviar 22500 Die

Der Halbleitereinsatz konnte im Vergleich zur Caviar 22100 reduziert werden.

 

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