Verbessern die Audio-Signalqualität

<p>Die Doppel-SP3T-Analogschalter MAX4908/MAX4909 von Maxim unterstützen negative Signale bei positiven Versorgungsspannungen, was zum einen Bauteile spart und zum anderen zu besserer Audio-Signalqualität führt.

Der Ansatz, komplette Systeme monolithisch auf einem Chip (SoC, System on a Chip) zu realisieren, ist durch einen sehr hohen technologischen Aufwand und niedrige Ausbeute geprägt. Aus diesen Gründen ist es wirtschaftlicher, Systeme in hybrider Weise, aber mit den Vorteilen der monolithischen Integration hinsichtlich Miniaturisierung und Zuverlässigkeit zu realisieren. Elektronische, optische, bioelektronische und mikromechanische Funktionen auf engstem Raum zu integrieren, ist Gegenstand der Hetero-Systemintegration.

Die Doppel-SP3T-Analogschalter MAX4908/MAX4909 von Maxim unterstützen negative Signale bei positiven Versorgungsspannungen, was zum einen Bauteile spart und zum anderen zu besserer Audio-Signalqualität führt. Hinzu kommen Eigenschaften wie ein On-Widerstand von nur 0,38 ? und die THD-Verzerrung von 0,02 %.
Beide ICs sind für den erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +85 °C im 12-Bump-UCSP (1,5 mm ×2 mm) oder in einem 14-poligen TDFN-Gehäuse (3 mm × 3 mm) verfügbar.

Maxim GmbH
Tel. (089) 8 57 990
###www.maxim-ic.com/MAX4908###

In der Hetero-Systemintegration werden Komponenten unterschiedlichster Komplexität und Funktionsumfangs für elektrische und nichtelektrische Signaldetektion, elektrische Signal- und Datenverarbeitung, drahtlose Kommunikation, Energieversorgung und Speicher zu einem einheitlichen Gesamtsystem in einem Gehäuse kombiniert (Bild 1). Um den Forderungen nach einem hohen Funktionsumfang bei minimaler Größe und Gewicht und geringen Herstellungskosten gerecht zu werden, besteht die Notwendigkeit, modernste Technologien einzusetzen. Das Konzept der Hetero-Systemintegration ist von besonderer Bedeutung, da es im Vergleich zu SoC ein geringeres Risiko bei gleichzeitig niedrigeren Herstellungskosten ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Hetero-Systemintegration liegt damit in der kürzeren Herstellungsphase und somit auch in der Möglichkeit der schnelleren Markteinführung neuer Produkte bei gleichzeitig hoher Flexibilität. Systemintegration ist heute der Schlüssel für die Realisierung moderner Produkte und die Quelle für Innovationen.

Anforderungen an die Hetero-Systemintegration

Viele Anwendungsbereiche für die Hetero-Systemintegration können unter dem Begriff „Intelligente Umgebung“ zusammengefasst werden. Bestehende Märkte sind drahtlose vernetzte Geräte, PDAs, Computer mit z.T. integrierten optischen Komponenten, MEMS (Micro Electro-Mechanical System), Speicher, Displays etc. Die „intelligenten elektronischen Systeme“ sind an die Umgebung angepasst bzw. in sie eingebunden und gleichzeitig über ein dynamisch konfigurierbares Netzwerk mit anderen Komponenten verbunden. Extrem geringe Verlustleistungen, eine hohe Bandbreite und hohe Rechenleistungen sind einige der speziellen Voraussetzungen in diesem Bereich, die sowohl neue technologische Entwicklungen als auch neue Designmethoden wie das Chip-Package-Co-Design erfordern.

Wichtige Parameter für die Auswahl der in einem Hetero-System angewendeten Technologie sind:

  • Komplexität der Funktionen,
  • technologische Komplexität und Herstellungskosten,
  • Größe und Einsatzbedingungen des Systems,
  • Zuverlässigkeitsanforderungen, thermische Verlustleistung,
  • Testbarkeit,
  • Massenproduktion,
  • Marktverfügbarkeit.

Zu den technologischen Herausforderungen zählen einerseits die Herstellung und Bereitstellung hochqualitativer Einzelkomponenten wie z.B. verlustleistungsarmer CMOS-Schaltkreise, HF-Komponenten und MEMS, andererseits das Vorhandensein innovativer Integrationskonzepte für das Gesamtsystem. Hierbei ist es zwingend erforderlich, nicht nur einzelne Komponenten (Bauelemente, Substrate), sondern das Gesamtsystem hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Funktion und Zuverlässigkeit sowie Produktionsgesichtspunkten optimal zu gestalten.

Eine außerordentliche Herausforderung stellt dabei die Überwindung der technischen Schwierigkeiten bei gleichzeitiger Kostenminimierung dar. Dies erfordert eine interdisziplinäre Herangehensweise. Das Chip-Package-Co-Design bedingt den Austausch einer Vielzahl von komplexen Entwurfsparametern zwischen Systemen, Einzelkomponenten und deren unterschiedlichen Technologien. Dieser Gesichtspunkt erfordert einen engen Zusammenschluss von Systemdesignern, Software-Spezialisten, Hardware-Herstellern (Geräte und Komponenten), Technologen, Materialwissenschaftlern etc.

In der letzten Zeit wurden zahlreiche Technologien entwickelt, bei denen die aktiven Bauelemente nicht nur auf die Oberflächen des Substrat, sondern auch in das Substrats hinein integriert wurden. Darüber hinaus ist, ähnlich wie bei der Keramiktechnologie, mittlerweile auch eine Reihe von leiterplattenkompatiblen Verfahren zur Integration der passiven Komponenten (Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Filter, Übertrager etc.) entwickelt worden. Zusätzlich werden auch Bemühungen unternommen, aktive Komponenten in mehreren Lagen dreidimensional in einer Platine zu integrieren. Als Beispiel für die Integration von aktiven und passiven Komponenten sei hier die am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration entwickelte Chip-in-Polymer-Technologie (Bild 2) benannt. Hierbei werden gedünnte aktive Halbleiterkomponenten (Dicke ca. 50 µm) in die Laminatlagen oder aber in eine Epoxydharzlage integriert. Durchkontaktie-rungen (Vias) werden mittels Photolithographie oder Laser realisiert. Die elektrische Ankopplung der dünnen Chips erfolgt durch stromlose chemische Kupferabscheidung. Die ebenfalls in der Leiterplatte integrierten Widerstände werden durch eine chemische NiP-Abscheidung realisiert. Der Vorteil dieser Technologie liegt in hoher Integrationsdichte bei gleichzeitiger Nutzung etablierter, hocheffektiver Leiterplattenprozesse. Durch die Integration der Bauelemente in das Substrat wird einerseits die dritte Dimension erschlossen, andererseits werden die Substrat-Oberfächen für die Bestückung mit weiteren Komponenten freigehalten.