Relais MEMS 10A ultra rapide
Jusqu’à présent, selon la compagnie, de nombreuses industries ont dû composer avec les compromis liés aux contrôleurs solid state, notamment des courants de fuite élevés, l’absence de lame d’air et la gestion thermique compliquée ou avec des solutions électromécaniques lentes, volumineuses et coûteuses. Pour son relais de puissance intelligent 200V / 10A DMS, Menlo a combiné plus de 200 commutateurs micromécaniques à haute tension, avec une protection et des contrôles entièrement intégrés, et l’a intégré dans la carte d’évaluation Smart Power Relay. La carte de la taille d’une carte de crédit est capable de gérer 10A de courant continu, sans avoir besoin d’un dissipateur de chaleur.
Généralement, ces commutateurs sont des dispositifs à 3 bornes fonctionnant dans la gamme de 25W à 50W. Pour le Smart Power Relay, Menlo a créé une architecture à 4 bornes entièrement isolée, dotée de fonctionnalités avancées telles que la protection contre les surintensités.
Dans une interview accordée à eeNews Europe ( magazine partenaire de ECI), Chris Giovanniello, vice-président produits de Menlo Micro, nous a donné un aperçu de l’avenir.
Comme la société utilise les mêmes matériaux et processus propriétaires sur toutes ses lignes de commutateurs (RF et puissance), elle peut fabriquer différents produits avec exactement le même masque, en utilisant seulement un nombre différent de commutateurs (par réplication successive), explique Giovanniello. Décrivant les commutateurs MEMS comme des transistors mécaniques, il a déclaré que ceux-ci pourraient être utilisés comme blocs élémentaires pour concevoir des commutateurs de puissance.
« Pour le relais de puissance, nous empilons simplement davantage de ces transistors mécaniques, ce qui nous permet d’aller à 10A », a déclaré Giovanniello. «Plus il y a de métal, plus il y a de contacts, plus il peut s’adapter aux réseaux massifs», a-t-il ajouté, ajoutant que les relais de puissance pourraient facilement être conçus pour supporter 20, 50, 80 ou même 100 ampères.
L’architecture DMS du relais de puissance présente une réduction de 80 à 90% du volume et du poids par rapport aux relais électromécaniques. Chaque contact métal sur métal est plus petit qu’un cheveu humain et lorsqu’il est combiné dans des réseaux massifs, il présente des pertes extrêmement faibles (<10mohm) à l’état conducteur dans un encombrement très petit et élimine le besoin de dissipateurs thermiques importants et lourds. Cela permettra des facteurs de forme entièrement nouveaux pour les concepteurs d’électronique de puissance.
Les nouveaux relais offrent une amélioration de 1000 fois de la vitesse de commutation par rapport aux relais électromécaniques traditionnels et peuvent être intégrés dans des boîtiers semi-conducteurs traditionnels (comme System-in-Package ou Multi-Chip-Modules) tout en conservant les propriétés d’isolation galvanique des relais mécaniques traditionnels.
La société développe les commutateurs au niveau de la plaquette mais les découpe ensuite en puces individuelles pour les assembler en produits différenciés. Sur sa feuille de route, il travaille à l’encapsulation de davantage de commutateurs par mm2. «Pour les produits de santé de GE, nous avons livré 26 commutateurs sur une puce, puis notre premier produit RF comportait 48 commutateurs sur une puce, mais avant de quitter GE, nous avons même fabriqué une puce avec 400 commutateurs. Pour obtenir une plus grande densité de courant par puce, nous pourrions créer des puces de 32x32mm, mais pour un meilleur rendement et une plus grande efficacité, il est plus logique d’avoir des blocs de construction plus petits de 5x5mm2, avec environ 10A par puces »explique Giovanniello. « Ensuite, construire un commutateur 50A est juste une question d’empiler plus de puces ».
«Nous avons des projets ambitieux pour cette année: nous avons déjà qualifié trois autres commutateurs pour un lancement avant la fin de l’année pour quatre segments de marché différents. Nous sommes également en train de déplacer nos process de fabrication de chez GE vers une Fab commerciale qui permettra de réduire les coûts.
Le transfert est achevé à près de 90%, et nous passerons de tranches de 4 pouces à une production sur une ligne 8 pouces qui sera qualifiée au second semestre de cette année. Tout se passe très bien « , a commenté Giovanniello.
«Nous avons quatre ou cinq clients différents qui conçoivent leurs premiers produits avec nos MEMs pour évaluation et nous expédions des échantillons d’ingénierie. Nous ne pourrons pas annoncer de « Design wins » avant que notre ligne de production ne soit qualifiée, mais nous visons une poignée de le design wins avant la fin de 2018 « , a conclu Giovanniello.
Menlo Micro – www.menlomicro.com
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