Zweites Leben durch Gehäusewandler Abgekündigt – und was nun?

Die Lebenszyklen von Elektronik variieren sehr stark von unter einem Jahr bis hin zu über zehn Jahren in der Luft- und Raumfahrt. Bei Branchen mit langen Lebenszyklen kommt es öfters vor, dass wichtige Bauteile abgekündigt werden. Mit Gehäusewandlern lässt sich ein Redesign umgehen.

von Ila Pal, Vice President of Marketing bei Ironwood Electronics.

Durch die Erfolge der Halbleiterindustrie ist Elektronik bei ganz verschiedenen Kundenkreisen und Produkten mit ganz verschiedenen Lebenszyklen verbreitet. Nach dem von der Halbleiterindustrie weitergetriebenen Moore‘schen Gesetz verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren auf der gleichen Fläche Silizium etwa alle 18 Monate. Dies erfordert immer neue Halbleiterprozesse, Produktionsmittel und neue Werkstoffe. Nebeneffekt dabei ist, dass es sich für viele Chiphersteller nicht rentiert, alte Bauteile und Verfahren weiterzuführen, was schließlich dazu führt, dass veraltete Bausteine abgekündigt werden.

Eine solche Nichtverfügbarkeit von Chips betrifft alle Branchen mit langen Lebenszyklen. Als proaktiver Ansatz kommt ein Baukastensystem infrage, mit dem sich Komponenten upgraden lassen. Dies eignet sich zum Beispiel recht gut für Mikroprozessor und Mikrocontroller, weniger jedoch für viele andere Komponenten wie beispielsweise Spannungsregler, A/D-Wandler und ASICs.

Der reaktive Ansatz erfordert, entweder für die Lebensdauer des Produkts Ersatzteile zu kaufen oder Adapter für alternative Bausteine zu fertigen, oder ein komplettes Re-design zu fahren. Zu schätzen, wie viele Ersatzteile auf Lager zu legen sind, birgt erhebliche Risiken und ist fehleranfällig. Eine komplette Neuentwicklung ist in der Regel keine Option, denn sie verbraucht eine Menge Entwicklungsressourcen, und es bedarf einer neuerlichen Zulassung und Validierungen und erhöht die Herstellungskosten.

Gehäuse wandle dich

Wenn Verfügbarkeit und Leistung eines vorgegebenen ICs zum Problem werden, kann der Einsatz eines Gehäusewandlers mit einem Ersatzbauteil das komplette Redesign des Zielsystems verhindern und ist so oft die wirtschaftlichste und zeitsparendste Option. Technologische Fortschritte, wie geformtes Lot, J-Anschlüsse, Kanten-Routing, winzige Sacklöcher und Buried Vias, Flex-Leiterplatten, eingebettete Kondensatoren und Widerstände erleichtern die Verwendung von Adaptern, um Einschränkungen zu lösen, denen sich das Endprodukt gegenübersieht. Somit verlängern Adapter den Produktlebenszyklus eines Bauteils dramatisch und geben ihnen damit quasi ein zweites Leben.

Ersatzbausteine mit alternativen Gehäuseformaten erfordern einen einfachen Gehäusewandler (Package Converter), der einem Interposer ähnelt. Die Umwandlung der Stellfläche eines IC-Gehäuses auf einen anderen Gehäusetyp oder eine andere Gehäusegröße ist in vielen Fällen erforderlich, denn die Halbleiterindustrie hat Durchsteckgehäuse wie DIP und PGA oft komplett verbannt und durch oberflächenmontierbare Gehäuse wie QFP, BGA, CSP, QFN und WLP ersetzt.

Nicht selten ist ein Baustein, den ein Hersteller jahrelang beschafft hat, plötzlich nicht mehr in dem Gehäuse lieferbar, für das die Systemplatine entworfen wurde. Sofern die oft recht teure Systemplatine nicht überarbeitet und neu gelayoutet werden kann, ist ein Gehäusewandler nötig, um schnell auf so einen Umstand zu reagieren. Sehr häufig bestehen diese Adapter aus einer einfachen Leiterplatte mit einem 1:1-Mapping des neuen Gehäuses und der neuen Pinbelegung auf die alte.