Richi´s Lab

Analog Devices ADR1001

ADR1001 Package

ADR1001 Package

Während es sich bei der ersten ADR1001 noch um ein Entwicklungsmuster handelt, ist hier eines der ersten Serienteile zu sehen. Produziert wurde diese ADR1001 in der Kalenderwoche 7 im Jahr 2024.

 

ADR1001 Datenblatt Blockschaltbild

Das Datenblatt enthält ein Blockschaltbild. Es entspricht dem Blockschaltbild, das man vorab in einer Produktpräsentation finden konnte.

 

ADR1001 Package

Die elektrische Anbindung des Gehäusedeckels hat sich im Vergleich zum Entwicklungsmuster nicht geändert. Es ist weiterhin mit dem inneren Gehäuseboden verbunden, aber ansonsten isoliert.

 

ADR1001 Aufbau

ADR1001 Aufbau

Der innere Aufbau entspricht dem im ADR1001 Entwicklungsmuster.

 

ADR1001 thermische Isolation

Zur thermischen Isolation vom Gehäuse kam auch hier ein spezielles Material als Die Attach zum Einsatz. Es handelt sich um Glaskugeln, die in ein Polymer eingebettet sind.

 

ADR1001 thermische Isolation

Der Durchmesser der Glaskugeln beträgt ungefähr 0,1mm. Im Gegensatz zu dem Material, dass bei der LTZ1000A zum Einsatz kam, finden sich hier nur sehr ähnliche Durchmesser und keine deutlich kleineren Partikel. Unter dem Die befindet sich eine Lage der Kugeln. Der Abstand beträgt damit ungefähr 0,1mm. Beim ADR1001 Entwicklungsmuster scheint die Schicht etwas dicker zu sein.

 

ADR1001 thermische Isolation Glaskugeln

Die Glaskugeln enthalten zwar teilweise Luftblasen, scheinen aber grundsätzlich massiv zu sein. Wahrscheinlich handelt es sich um die gleichen Kugeln, die in der PCN 23_0011 der LTZ1000A als neues Material beschrieben werden. Das wären dann die Glaskugeln der Firma COSPHERIC mit Durchmessern zwischen 90µm und 106µm.

 

ADR1001 thermische Isolation

Wie bei der LTZ1000A findet sich auch hier ein kleiner Bereich, der frei geblieben ist.

 

ADR1001 thermische Isolation

Entfernt man das Die, so zeigt sich, dass das mit Glaskugeln durchsetzte Material nur im Außenbereich aufgebracht wurde. In der Mitte sorgt ein Hohlraum für eine bessere thermische Isolation. Wie im Rahmen der LTZ1000A gezeigt wurde, ist der Hohlraum unbedingt notwendig, da die Glaskugeln Wärme noch relativ gut leiten. Im Gegensatz zur LTZ1000A ist hier der Hohlraum allerdings verhältnismäßig klein.

Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass das Entwicklungsmuster der ADR1001 keine Aussparung an den Kanten des Dies besitzt. Entweder hat man dort das Material vollflächig aufgebracht oder unter dem Die befindet sich ein abgeschlossenes Volumen. Es ist zumindest denkbar, dass sich ein abgeschlossenes Volumen negativ auf die Eigenschaften der Referenzspannungsquelle auswirkt. Zum einen könnten darin Stoffe zurückbleiben, die normalerweise am Ende der Fertigung ausgespült werden. Außerdem ergeben sich bei Temperaturänderungen Druckunterschiede im Bezug zum Rest des Gehäuses, die wiederum mechanische Spannungen im Die erzeugen.

 

ADR1001 thermische Isolation

Hier wird nun auch deutlich sichtbar, dass sich unter dem Die genau eine Schicht Kugeln befindet.

 

ADR1001 Die

Bis auf einen Punkt ist das Die genauso strukturiert wie das Die im Entwicklungsmuster. Dieses Bild ist auch in höherer Auflösung verfügbar: 44MB

 

ADR1001 Engineering Sample Die Ausgangsverstärker

ADR1001 Engineering Sample Die Ausgangsverstärker

In die ADR1001 ist ein Ausgangsverstärker integriert. Mit zwei ebenfalls integrierten Widerständen lässt sich die 5V-Referenzspannung auf 10V erhöhen. In diesem Zusammenhang kann es problematisch sein, dass sich zwischen dem Knotenpunkt, an dem die Rückkopplungswiderstände angebunden sind und dem Ausgang BUF_F ein parasitärer Widerstand befindet. Bei Lastwechseln ändert sich der Spannungsabfall an diesem Widerstand. Da sich der Spannungsabfall außerhalb der Regelschleife befindet, wird er nicht kompensiert.

 

ADR1001 Die Ausgangsverstärker

Offensichtlich hat man den Ausgangswiderstand auch bei Analog Devices als problematisch erkannt. Ideal wäre es gewesen den Knotenpunkt am Ausgang des Operationsverstärkers aufzulösen, so dass man die Rückkopplungswiderstände von außen kontaktieren kann. Dafür hätte man aber das Pinout ändern müssen. Stattdessen hat man die Endstufe jetzt über eine verhältnismäßig große Metallfläche mit dem Bondpad verbunden. Die Verbindung mit den Rückkopplungswiderständen erfolgt über einen langen Kontakt zwischen den beiden Metalllagen. Dieser Kontakt befindet sich so nah wie möglich am Bondpad.

Die lange Kontaktierung der Rückkopplungswiderstände wäre nicht notwendig gewesen, da über diesen Pfad nicht viel Strom fließt. Tatsächlich wäre es besser gewesen weiterhin einen kleinen Kontakt zu wählen und diesen dafür noch näher an das Bondpad heranzuführen. Kritisch ist diese Strecke allerdings nicht mehr. Ihr Widerstand dürfte 15-30mΩ betragen. Alleine der Bonddraht addiert dazu einen Widerstand von 140mΩ. Dazu kommen Übergangswiderstände am Bondpad und am Kontaktpad des Gehäuses.

 

ADR1001 Die Detail

In der unteren linken Ecke befindet sich unter anderem die Bezeichnung ADR1001-0A. Die Zeichen 0A scheinen eine Revisionierung darzustellen. Obwohl sich die obere Metalllage verändert hat, wurde diese Kennzeichnung aber nicht angepasst.

 

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