Richi´s Lab

 

Seagate ST-177I

 

Seagate ST-177I

Die Seagate ST-177I ist eine 60MB-Festplatte mit einer ESDI-Schnittstelle.
Hier handelt es sich um die ESDI-Schnittstellenvariante, die ohne Verbindungskabel direkt in eine Buchsenleiste gesteckt werden kann.

 

Seagate ST-177I

Auf der Unterseite der Festplatte ist ein zusätzlicher Kunststoffrahmen angeschraubt, der der Form nach ein unkompliziertes Ein- und Ausstecken innerhalb einer Trägerstruktur ermöglicht.

Der Antriebsmotor ist über drei lose Leitungen mit der Steuerplatine verbunden.

 

Seagate ST-177I IBM Armonk

Die Festplatte scheint exklusiv für IBM gefertigt worden zu sein.

 

Seagate ST-177I

Die Steuerungsplatine ist über einen Metallrahmen mit dem Gehäuse der Speicherscheiben verschraubt. Gummipuffer, wie hier links zu sehen, isolieren die Vibrationen der bewegten Teile.
Der Metallrahmen dient zusätzlich zur Befestigung der Festplatte innerhalb des Computersystems.

Durch die Dichtung zwischen den zwei schwarzen Gehäuseteilen führt ein Folienleiter, der das Innere der Festplatte mit der Steuerungsplatine verbindet.

 

Seagate ST-177I

Unter einem der Labels befindet sich eine Schraube, die im Gelenk der Arme mündet, die die Schreib-/Leseköpfe tragen. Das Gehäuse ist an dieser Stelle umfangreich ausgefräst, was eine gewisse Federwirkung mit sich bringt. Es scheint, dass bei einer massiven Befestigung die mechanischen Belastungen in der Gesamtkonstruktion zu hoch gewesen wären.

Unterhalb der Verschraubung befindet sich eine abgeklebte Bohrung, deren Nutzen auf den ersten Blick nicht zu erkennen ist.

 

Seagate ST-177I Gehäuse

Seagate ST-177I Innen

Im Deckel des Festplattengehäuses befindet sich ein kleines Kissen, das vermutlich Partikel binden soll.

Im Gehäuse sind drei Speicherscheiben untergebracht, die Konstruktion würde eine weitere Scheibe ermöglichen.
Die Schreib-/Leseköpfe werden im inneren Bereich der Festplatten geparkt.

Hier zeigt sich, dass die zusätzliche Bohrung unterhalb der Verschraubung des Schreib-/Lesearms genutzt werden konnte, um eine Steckverbindung auf dem Folienleiter zu kontrollieren. Ein Stecken desselben wird durch die Bohrung aber wahrscheinlich kaum möglich gewesen sein.

 

Seagate ST-177I Gehäuse

Das Gehäuse musste auf zwei Seiten ausgefräst werden damit die Speicherscheiben genug Platz hatten.
Es scheint unwahrscheinlich, dass es sich um einen Konstruktionsfehler handelt. Vermutlich war es einfacher eine dickere Wandstärke herzustellen und diese nachzuarbeiten als gleich eine dünnere Wandstärke zu fertigen.

 

Seagate ST-177I BLDC Motor gewuchtet

Seagate ST-177I BLDC Motor gewuchtet

Der Antrieb, ein BLDC-Motor, wurde auf der Ober- und auf der Unterseite mit kleinen Bleistücken ausgewuchtet.

 

Seagate ST-177I

Auf Höhe der Schreib-/Leseköpfe befindet sich neben den Speicherscheiben ein Element, dessen Funktion sich nicht erschließen lässt. Ein Metallwinkel trägt ein lackiertes Element, das vermutlich metallisch aber nicht magnetisch ist. Ein Anschlag für die Schreib-/Leseköpfe ist an dieser Stelle nicht notwendig, da der Bewegungsspielraum bereits am elektromagnetischen Aktuator ausreichend eingeschränkt ist.

 

Seagate ST-177I Schreib-/Lesekopf

Die Schreib-/Leseköpfe sind relativ groß. Die elektrische Anbindung erfolgt über eine mittig auf dem Arm platzierte, rote Zuleitung.

 

Seagate ST-177I head

Seagate ST-177I head

Das aktive Element befindet sich in einer Ecke des Schreib-/Lesekopfs. Aus vier Leitungen ist eine Spule geformt, die einen im Kunststoff eingebetteten magnetischen Kreis umgibt. Mit ziemlicher Sicherheit handelt es sich dabei um ein Ferritmaterial.
Die Eigenschaften des Systems wurden anscheinend mit einem Kunststoffkeil optimiert. Der Kunststoffkeil sorgt dafür, dass die Spule im oberen Bereich einen gewissen Abstand zum Ferritmaterial hält, was die Streuinduktivität erhöhen dürfte.

 

Seagate ST-177I head

Das Kunststoffelement dient der mechanischen Fixierung und vor allem der aerodynamischen Stabilisierung im Betrieb. Es ist im Vergleich zu neueren Schreib-/Leseköpfen sehr einfach strukturiert.

 

Seagate ST-177I head detail

Im Detail ist gerade so zu erkennen, dass sich im Ferritrahmen ein Schlitz befindet. Dieser Schlitz führt dazu, dass die Magnetfeldlinien das Ferritmaterial verlassen und sich über die darunter liegenden Speicherscheiben schließen, wodurch der Bereich entsprechend magnetisiert wird.
Beim Lesen koppelt der Schlitz das Magnetfeld der Speicherscheiben in den magnetischen Kreis ein.

Die Front des Schreib-/Lesekopfs ist über die komplette Breite leicht abgeschrägt, was vermutlich zu einem verbesserten Anlauf- und Schwebeverhalten führt.

 

Seagate ST-177I Schreib-/Lesekopf Leitungen

Im mechanischen Aufbau ist zu erkennen, dass hier noch nicht die maximale Kostenoptimierung im Vordergrund stand. Die Arme mit den Schreib-/Leseköpfen sind letztlich über zwei kleinen Schrauben mit der Trägerstruktur verbunden. Auch die Trägerstruktur besteht hauptsächlich aus verschraubten Teilen.

Leiterplattenstreifen fixieren die Leitungen der Schreib-/Leseköpfe. Bis auf den untersten Schreib-/Lesekopf sind alle Schutzröhrchen rot ausgeführt. Der unterste Schreib-/Lesekopf besitzt ein weißes Schutzröhrchen, das hier nur noch ansatzweise zu erkennen ist. Bei Festplatten dieses Alters war es üblich die notwendigen Hilfsinformationen wie Spur-, Sektormarkierungen, Burstbereiche zur Geschwindigkeitsregelung und ähnliche Informationen auf eine eigene Speicherscheibe abzuspeichern. Es ist sehr wahrscheinlich, dass das weiße Schutzröhrchen auf eine in der Art genutzte Speicherscheibe hinweißt.

Die in Gruppen verdrillten Kupferlackdrähte kontaktieren schließlich den Folienleiter. Die Lötstellen schützt eine mittlerweile brüchige Vergussmasse.
Zwei der vier Kupferlackdrähte sind miteinander an einem Lötpad angebunden. Vermutlich bestehen die Schreib-/Leseköpfe aus zwei gegensinnig gewickelten Spulen, über die die Flussrichtung des Magnetfelds eingestellt werden kann. Dafür spricht auch die Analyse der folgenden Schaltungsteile. Man hätte ebenso in der Elektronik eine Umpolung integrieren können, der Weg über zwei gegensinnig gewickelte Spulen war aber zur damaligen Zeit vermutlich einfacher zu realisieren.

Die zwei nicht genutzten Eingänge für die nicht eingebaute letzte Speicherscheibe sind kurzgeschlossen, damit sie keine Störungen übertragen.

Die Leitungsgruppen sind jeweils über eine Leiterbahnschleife voneinander geschirmt. Mit Ausnahme der Leitungen der untersten Speicherscheibe handelt es sich um das selbe Bezugspotential, das aber im Gehäuse nicht mit dem restlichen Massepotential verbunden ist.
Die Leitungen der untersten Speicherscheibe mit den Hilfsinformationen ist mit einem eigenen Potential geschirmt.

Das Trägersystem für die Schreib-/Leseköpfe ist über eine Schraube an ein Massepotential angeschlossen, dass im weiteren Verlauf auch als Schirmung für die Zuleitungen der Spule dient, die das Trägersystem bewegt.

 

Seagate ST-177I

Die Signale der Schreib-/Leseköpfe werden mit Hilfe des Folienleiters zu einem Fixpunkt am Rand des Gehäuses geführt.

Für die Spule, die das Trägersystem bewegt, war es anscheinend fertigungstechnisch einfacher einen eigenen Folienleiter anzufertigen, der von den Anschlüssen der Spule zu Stiftkontakten am Rand des Gehäuses führt.
Trotz des Abstands zwischen den Steuerungsleitungen und den Signalleitungen der Schreib-/Leseköpfe sind die zwei Leitungen beidseitig von Masseleitungen geschirmt.

 

Die Platzierung des Schreib-/Lesekopfs erfolgt über eine Spule, die sich in einem recht massiven magnetischen System befindet.
Anschläge an beiden Seiten begrenzen den Bereich innerhalb dessen sich die Schreib-/Leseköpfe bewegen dürfen.
Zwei weiß beschichtete Magnete erzeugen das Magnetfeld mit dem das Positioniersystem arbeitet.

 

Seagate ST-177I

An der Fixierung des Folienleiters ist das Festplattengehäuse über eine Verschraubung mit dem Massepotential der Steuerungsplatine verbunden.

Die Schirmleitungen der Positionierungsspule werden hier mit dem Massepotential des Trägersystems verbunden und zum außenliegenden Stecker geführt.

 

Seagate ST-177I Platine

Seagate ST-177I Platine

Die Steuerungsplatine ist vierlagig ausgeführt und beidseitig dicht bestückt.
Um eine Leuchtdiode noch an der gewünschten Stelle der Platine platzieren zu können, wurde sogar eine Steckstelle und ein Stück Leitung in Kauf genommen.

Zwei Verschraubungen in der Nähe der Steckerschnittstelle dienen dazu das Bezugspotential der Platine mit dem Hilfsrahmen zu verbinden.

Die meisten integrierten Schaltkreise tragen spezielle Teilenummern der Firma Seagate, über deren Funktion sich entsprechend wenig heraus finden lässt.

 

Seagate ST-177I Platine Detail   Seagate ST-177I Platine Detail

An der Pinleiste, die die Signale aus dem Inneren der Festplatte entgegen nimmt, befinden sich ein TL592B-Operationsverstärker und ein IC mit der Bezeichnung 11900-502.
Die Platinenunterseite ist hier gespiegelt, um die einzelnen Schaltungsteile besser zuordnen zu können.

Der TL592B nimmt das Signal des untersten Schreib-/Lesekopfs entgegen, der vermutlich die notwendigen Hilfsinformationen liefert, um die Daten der Festplatte korrekt auslesen zu können. Es ist durchaus logisch, dass für diesen Pfad eine separate Auswertung erfolgt, schließlich muss sich die Steuerung mit diesen Informationen zuerst synchronisieren, bevor die eigentlichen Schreib-/Leseprozesse gestartet werden können.
Auf der Platinenunterseite ist eine passive, symmetrische Signalaufbereitung zu erkennen. Über diesen Pfad ist lediglich das Lesen der Informationen auf der untersten Speicherscheibe möglich. Das bedeutet, dass die zum Betrieb notwendigen Informationen während der Produktion darauf gespeichert wurden und bei einem Verlust ohne spezielle Hilfsmittel nicht erneut geschrieben werden können.
Der TL592B bietet einen differentiellen Ausgang und seine Verstärkung lässt sich über einen externen Widerstand einstellen. Die Tatsache, dass dafür auf der Platinenunterseite ein 0Ω-Widerstand bestückt und kein einfacher Kurzschluss im Layout realisiert wurde, spricht dafür, dass man es sich offen halten wollte den Verstärkungsfaktor des Frontends noch anzupassen.

Die Signale der restlichen fünf Schreib-/Leseköpfe nimmt der IC mit der Bezeichnung 11900-502 entgegen.
Von diesem IC aus führt eine noch umfangreichere, passive, symmetrische Signalaufbereitung zuerst nach unten und dann nach links.

 

TL592B Die

Der Operationsverstärker TL592B ist relativ einfach aufgebaut.

 

11900-502 Die

Das Die des 11900-502 zeigt einige Strukturen, die Rückschlüsse auf ihre Funktionen zulassen.
An der oberen Kante und in den oberen Ecken des Dies befinden sich insgesamt acht Bondpad-Paare, die jeweils große, gleichförmige Formen kontaktieren. Dahinter verbirgt sich höchstwahrscheinlich die Schaltungstechnik, die das Schreiben und das Lesen von Daten ermöglicht. Das bedeutet, dass das Die für acht Schreib-/Leseköpfe ausgelegt wurde.

Am linken Rand des Dies befinden sich zwei Bondpads, zwischen denen eine größere Struktur eingearbeitet ist. Hierbei könnte es sich um die differentielle Schnittstelle handeln, die die Daten der Speicherscheiben einliest bzw. ausgibt.

 

11900-502 Die Detail

Die interne Bezeichnung des Chips lautete anscheinend SSI 317. Das Design stammt aus dem Jahr 1987.

SSI steht für die amerikanische Firma Silicon Systems Inc. Es ist unwahrscheinlich, dass es sich um einen speziellen für Seagate gefertigten ASIC handelt, da die Entwicklung von integrierten Schaltkreisen für Festplatten ein Kerngeschäft von Silicon Systems war. Es wird sich noch zeigen, dass die meisten der anderen integrierten Schaltkreise ebenfalls das Kürzel SSI tragen.

 

11900-502 Die Detail

Den Markierungen der Masken nach zu schließen handelte es sich um einen Prozess mit neun Masken, der zwei Metalllagen enthält.
Die meisten anderen ICs bilden ebenfalls neun Masken ab.

 

11900-502 Die Detail

Jeweils vier der größeren, quadratischen Elemente sind zwei Bondpads zugeordnet.
Zwischen den quadratischen Strukturen und den Bondpads befindet sich ein Streifen, der ebenfalls aktive Elemente enthält.

Es ist davon auszugehen, dass die großen, quadratischen Strukturen die Endstufen darstellen, über die die Spulen der Schreib-/Leseköpfe magnetisiert werden können und somit der Schreibvorgang erfolgt. Die Elemente oberhalb der Endstufen müssen dann die Auswertung der induzierten Spannungen realisieren.

 

Seagate ST-177I Platine Detail

Seagate ST-177I Platine Detail

Die differentielle Signalübertragung des Frontend-ICs 11900-502 durchläuft drei integrierte Schaltkreise (11733-501, 11741-502 und 11740-501), bevor sie den großen VLSI-Chip erreicht, der die Schnittstelle zum Bus des Computersystems darstellt.

Die zwei differentiellen Signalleitungen sind die einzigen direkt als Datenleitungen erkennbaren Potentiale, die der Front-End-IC ausgibt. Es führen zwar noch drei weitere Leitungen zum hier mittig dargestellten IC (11741-502), diese sind aber auch mit dem auf der Platine bestückten Mikrocontroller verbunden und stellen vermutlich eher eine Steuerungs- als eine Datenschnittstelle dar. Das würde allerdings bedeuten, dass die hier zu erkennende, differentielle Datenleitung bidirektional ausgeführt ist.

 

11733-501 Die

Das Die des 11733-501, das auf den Frontend-IC folgt, trägt die Bezeichnung SSI 541 und wurde 1986 entwickelt.

Die Funktion des ICs lässt sich nicht ohne Weiteres erkennen. Die Strukturen sind dennoch nicht allzu komplex. Recht offensichtlich ist eine große Anzahl von Widerständen. Es könnte sich hier um eine automatische Verstärkung zur Anpassung des Signalpegels handeln. Eventuell ist auch eine Art Schmitt-Trigger-Funktion für die ausgelesenen Daten enthalten.

 

11741-501 Die

Der darauf folgende 11741-502 ist deutlich komplexer aufgebaut, enthält aber gut erkennbar sehr viele relativ große, regelmäßige Strukturen.

Neben der differentiellen Signalleitung ist der IC über drei Leitungen mit dem Front-End-IC und einem Mikrocontroller verbunden. Er besitzt auch einen eigenen Quarzresonator.

 

11741-501 Die Detail

11741-501 Die Detail

Am linken Rand des Dies war genug Freiraum für einen ausladenden "silicon systems" Schriftzug.
Der Schaltkreis wurde 1987 entwickelt, seine Bezeichnung lautet SSI532.

Oberhalb der Typbezeichnung befindet sich eine Geometrie, die ein kleines Kunstwerk darstellen könnte. Die Platzierung unterhalb der Metallstrukturen spricht allerdings eher für ein ungewolltes Artefakt.

 

11741-501 Die Detail

In der unteren rechten Ecke des Dies ist eine Art Logo zu erkennen, das die Zeichenfolge dcg abbildet.

 

11741-501 Die Detail

Die genaue Funktion der sich wiederholenden Schaltungsblöcke lässt sich ohne weitere Informationen nicht sicher ergründen. Der Aufbau ist allerdings nicht allzu komplex. Es ist denkbar, dass es sich um eine Art Schieberegister handelt, dass einen sehr kleinen Pufferspeicher darstellt. Darüber könnte eine gewisse Synchronisation zwischen den von den Schreib-/Leseköpfen eintreffenden Signale und der verarbeitenden Logik erfolgen.

 

11740-501 Die

Der dritte größere IC mit der Bezeichnung 11740-501 besitzt auch ein relativ großes Die, dessen Struktur einem Gatearray ähnelt.

Der obere längliche Bereich stellt deutlich erkennbar einen Speicher dar, im großen Block darunter würde man einen typischen Gatearray-Logikbereich erwarten.

 

11740-501 Die Detail

Die Bezeichnung des 1987 entwickelten ICs lautet SSI 452.

 

11740-501 Die Detail

Der große Block unterhalb des Speichers stellt ein kleines Rätsel dar. Erwarten würde man die bekannten Logikzeilen eines Gatearrays. Tatsächlich sind aber überhaupt keine typischen Strukturen zu erkennen. Die oberste Metalllage bildet zwar in der Übersicht und auch im Detail in gewissen Bereichen regelmäßige Geometrien ab, diese lassen aber keinen Rückschluss auf die darunterliegenden Strukturen zu.
Eventuell sollte hier die Verschaltung der Logik verdeckt werden, um das darin enthaltene Know-How zu schützen. Dafür würde sprechen, dass es sich anscheinend nicht um ein Gatearray eines bekannten Herstellers handelt, sondern um eine Eigenentwicklung von Silicon Systems.

 

Seagate ST-177I Platine Detail

Die Schnittstelle zum Bus des Computersystems stellt ein Gatearray von VLSI dar.
Auch dieser IC trägt eine Seagete-Teilenummer: 12703-501

 

12703-501 Die

Das Gatearray enthält einen relativ großen Speicherbereich und einen klassischen, nicht allzu großen Gatearraybereich.

 

12703-501 Die Detail

Das Design des Gatearrays selbst stammt von VLSI und wurde 1987 entwickelt.
Über die Maskenkennzeichnungen sind beeindruckende 13 Maskensätze zu erkennen.

Aus den Ziffernfolgen 60 0003, 51 0003 und 61 0003 und deren optischen Erscheinung kann man darauf schließen, dass es sich wahrscheinlich um die dritte Revision des Gatearrays handelt. Die Ziffern 0003 sind auch auf dem Package abgebildet. Die Ziffern 60, 51 und 61 passen zu den Bezeichnungen der vermutlich letzten Masken. Das ist in soweit stimmig, da die Funktionen eines Gatearrays durch die Variation der Metalllagen realisiert wird. Vermutlich stellen die Masken 60 und 61 jeweils eine Metalllage und die Maske 51 die Vias zwischen den Metalllagen dar.
Die Ziffernfolge 2988 0003 lässt sich nicht ohne Weiteres zu einer speziellen Maske zuordnen.

 

12703-501 Die Detail

Auf dem Die ist außerdem eine Seagatebezeichnung zu finden.
Die Verschaltung der Logik stammt der Beschriftung nach ebenfalls aus dem Jahr 1987. Das bedeutet, dass ein zur damaligen Zeit brandneuer Gatearraytyp eingesetzt wurde.
Die Teilenummer 12652 501 bezog sich vermutlich auf das Basisdesign, da die Bezeichnung auf dem Package davon abweicht: 12703-501

 

Seagate ST-177I Platine Detail

Die Signale der untersten Speicherscheibe, die über den TL592B verstärkt werden, münden differentiell im daneben liegenden integrierten Schaltkreis 10208-502. Dieser IC ist über mehrere Leitungen mit dem Chip in der oberen rechten Ecke mit der Bezeichnung TIT040AN verbunden. Der 10208-502 liefert das Signal differentiell zum integrierten Schaltkreis 10209-502 in der linken unteren Ecke. Von dort führen Leitungen, die an einen Datenbus erinnern zu einem Mikrocontroller.

 

10208-502 Die

Der Chip 10208-502 scheint hauptsächlich analoge Schaltungsteile zu enthalten, was in Anbetracht seiner Platzierung nicht verwundert.
Es handelt sich höchstwahrscheinlich um eine ähnliche Vorverarbeitung des Rohsignals wie im anderen Datenpfad. Denkbar ist auch hier eine variable Verstärkung zur Anpassung des Pegels und eine gewisse Signalaufbereitung.

 

TIT040AN Die

Der mit TIT040AN bezeichnete Chip enthält ein kleines Gatearray. Die zehn Logikzeilen sind deutlich zu erkennen. Im relativ breiten Rahmen befinden sich variable Ein- und Ausgangsblöcke.

Entweder steuert das Gatearray den obigen 10208-502 auf eine bestimmte Art und Weise oder es findet hier bereits die Auswertung eines Teils der Informationen statt, die der Lesekopf liefert.

 

TIT040AN Die Detail

Das Design entwickelte Texas Instruments im Jahr 1985. Die interne Bezeichnung lautete anscheinend CF60204A.

 

TIT040AN Die Detail

Sieben Masken sind über Ti-Zeichenfolgen dargestellt.
Am Ende einer Logikzeile befindet sich ein komplettes Ti-Logo.

 

TIT040AN Die Gatearray Detail

TIT040AN Die Gatearray Detail

Die Logikzeilen sind deutlich zu erkennen. Die Logikzellen selbst und deren Verschaltung lässt sich erahnen.

Die optische Erscheinung und die Abbildung der Masken sprechen dafür, dass mit nur einer Metalllage gearbeitet wurde und die restlichen Verbindungen über das Silizium realisiert wurde, was für ein derart kleines Gatearray ausreichend ist.

Die Unregelmäßigkeit der Logikzellen erweckt den Eindruck als ob zur Konfiguration des Gatearrays nicht nur die Metalllage, sondern auch die Logikzellen selbst angepasst wurden.

 

TIT040AN Die Detail

TIT040AN Die Detail

Die Umgebung der Bondpads zeigt deutlich die Konfigurierbarkeit der Anschlüsse. Je nach Anforderung können dort wahrscheinlich Highside-, Lowside- oder Push-Pull-Ausgänge realisiert werden. Ebenso lässt sich an den Eingängen auswählen ob ein Pullup- oder ein Pulldownwiderstand aktiv sein soll.

 

10209-502 Die

Vom obigen 10208-502 führt eine differentielle Signalleitung zu einem mit 10209-502 bezeichneten IC. Dieser IC ist dann wiederum über eine Art Bus mit dem Mikrocontroller verbunden.

Der 10209-502 ist recht komplex aufgebaut. An der unteren Kante sind acht Bondpads mit regelmäßigen Strukturen zu erkennen. Hier handelt es sich ziemlich sicher um den Datenbus zum Mikrocontroller.
Die meisten Strukturen sind so komplex, dass sie sich nicht bestimmten Funktionen zuordnen lassen. Auffällig ist allerdings eine Art Zeile im unteren Bereich des Dies, die fast die komplette Breite überstreicht und an der linken Kante sogar einen Knick beschreibt, um die notwendige Länge darstellen zu können.

 

10209-502 Die Detail

Die Bezeichnung des Chip lautet SSI 304. Das Design stammt aus dem Jahr 1988.

 

10209-502 Die Detail

Der Chip besitzt einen recht ausladenden Testbereich.

Links und rechts scheinen sich zweimal die gleichen Strukturen zu befinden. Rechts stellt eine zusätzliche Umrahmung höchstwahrscheinlich eine isolierende pn-Struktur dar.
Links und rechts befinden sich jeweils zwei ähnliche aktive Elemente. Das ganze linke Element lässt einen MOSFET mit einem Metall-Gate erahnen. Das Gate befindet sich über einer Linie eines anderen Materials. Das aktive Element rechts daneben besteht dagegen aus zwei Leitungen eines unteren Materials, die ebenfalls von einem Metall-Gate überlappt werden. Wahrscheinlich handelt es sich bei den beiden Strukturen um einen p-Kanal- und einen n-Kanal-MOSFET.
Wenn sich links bereits ein p-Kanal- und ein n-Kanal-MOSFET befinden, stellt sich die Frage welche andere Funktion die gleichen Elemente im rechten Rahmen darstellen. Die elektrische Anbindung des inneren, isolierten Bereichs lässt vermuten, dass hier die Schaltschwellen der Transistoren über eine Variation des Bulk-Potentials eingestellt werden kann.

Das dunkle Quadrat im mittigen Bereich dürfte einen Kondensator darstellen.
Die Linie links davon ermöglicht vermutlich das Vermessen eines Widerstandwerts.

 

10209-502 Die Detail

In der auffällig großen Zeile sind sehr regelmäßige Strukturen zu erkennen. Der Aufbau erinnert an die sich wiederholenden Blöcke des 11741-502 im anderen Datenpfad. Auch hier kann man spekulieren, dass es sich um eine Art Schieberegister handelt, um Daten zwischenzuspeichern und so zu synchronisieren.

 

Seagate ST-177I Platine Detail

Die Ansteuerung der Spule, die die Schreib-/Lesearme bewegt erfolgt über den Chip 11892-011.
Ein LM358-Operationsverstärker und ein 5,1Ω-Shunt ermöglichen vermutlich eine Stromregelung.

 

11892-011 Die

An der oberen Kante des 11892-011 sind deutlich die Leistungstransistoren erkennbar. Darunter befindet sich die Ansteuerung.

Dem Aufbau nach handelt es sich bei den Leistungstransistoren um eine H-Brücke. In der Mitte ist dann das eine Versorgungspotential, an den Seiten das andere Versorgungspotential angebunden. Die zwei dazwischen befindlichen Bondpads stellen die Ausgänge dar.
Auch die Treibertransistoren sind gut zu erkennen. Es handelt sich um die vier größeren Blöcke unterhalb der H-Brücke. Das Ausgangspotential eines jeden Treibertransistors führt jeweils eine dünne Leitung zu den Endstufentransistoren.

Ebenfalls gut zu erkennen sind die vier Eingänge an der unteren Kante des Dies, die die Steuerung der H-Brücke ermöglichen. Die vier Bondpads führen paarweise zu zwei kleinen, symmetrischen Eingangstransistoren.

In der Mitte, unterhalb der H-Brücke befindet sich ein kleiner, runder Testpunkt, der anscheinend auch in der Fertigung kontaktiert wurde.

 

11892-011 Die Detail

Das Design des Chips stammt anscheinend von Seagate selbst und wurde 1988 erstellt.

 

11892-011 Die Detail

11892-011 Die Detail

Neben einigen undefinierbaren Zeichen findet sich ein BF auf dem Die. Es könnte sich dabei um die Initialen des Entwicklers handeln.

Etwas schlechter zu erkennen ist das A der Metalllage, das sich im unteren Bild, in der linken unteren Ecke befindet. Das A könnte für die erste Revision der Metalllage stehen.

 

LM358 Die

Der LM358 ist ein Zweifach-Operationsverstärker. Der Aufbau stellt sich entsprechend symmetrisch dar. Ansonsten ist des ICs eher unspektakulär.

 

Seagate ST-177I Platine Detail

Neben den vielen Gatearrays befindet sich auf der Festplatte auch ein Mikrocontroller. Es handelt sich um einen SCN8052 von Signetics, der zusätzlich eine Seagate-Bezeichnung trägt: 80146-502. Der Mikrocontroller arbeitet mit bis zu 12MHz und bietet 8kB ROM und 256B RAM.

Dem Mikrocontroller ist ein TC51832-RAM zur Seite gestellt. Es bietet zusätzliche 32kB Arbeitsspeicher.

 

SCN8052 Die

Der Mikrocontroller ließ sich eher schlecht aus dem Package herausarbeiten. Der Inhalt eines Mikrocontrollers bietet aber auch wenig überraschendes.
Links und rechts sind die großen Speicherblöcke zu erkennen.

 

SCN8052 Die Detail

Das Design stammt von Signetics aus dem Jahr 1985 und trägt die interne Bezeichnung XSC5022A.
Anscheinend wurde Knowhow von Intel integriert, da ein entsprechender Copyrighthinweis vermerkt wurde.

 

TC51832 Die

Das Die des RAM bietet ebenfalls wenig Überraschendes. Es ist mit einer Polyimidschicht überzogen.

 

Seagate ST-177I Platine Detail

Die Ansteuerung des BLDC-Antriebsmotors nimmt recht viel Platz auf der Platine ein.

Ein Teil der Ansteuerungslogik ist in einem Gatearray von Signetics integriert, das die Seagate-Bezeichnung 11804-511 trägt.
Auf das Gatearray folgt ein 7460-Treiber, der den notwendigen Strom für die Leistungstransistoren liefert.
Die eigentliche Ansteuerung des Motors realisiert eine B6-Brücke aus sechs diskreten MOSFETs, drei p-Kanal-MOSFETs des Typs IRF9020 und drei n-Kanal-MOSFETs des Typs IRFD120.

 

11804-511 Die

11804-511 Die Detail

Das Gatearray zeigt den üblichen Aufbau.
Die interne Bezeichnung lautete anscheinend XSC5534A und ist damit der internen Bezeichnung des Mikrocontrollers (XSC5022A) überraschend ähnlich.

 

7406 Die

Auf dem Die des 7406-Pufferbausteins sind deutlich die sechs gleich strukturierten Verstärker zu erkennen.
Jeder Verstärker enthält einen relativ großen Ausgangstreiber.

 

IRF9020 Die

Das Die des p-Kanal-MOSFETs IRF9020 zeigt die übliche große Metallfläche mit Gitterstruktur, die die einzelnen kleinen MOSFETs miteinander verbindet.
Innerhalb des rechten Quadrats wurden mehrere Bonddrähte aufgepresst.

Von links kontaktiert das Gatepotential den MOSFET.
Eine dünne Leitung sorgt für eine möglichst niederohmige Verteilung des Gatepotentials ohne den Widerstand der oberen Metalllage unnötig zu erhöhen.

 

IRF9020 Die Detail

Im Detail ist ansatzweise die Verschaltung der einzelnen MOSFETs zu erahnen.

 

IRFD120 Die

Das Die des n-Kanal-MOSFETs IRFD120 ist etwas kleiner, aber ansonsten gleich aufgebaut.
Die n-Ladungsträger, die Elektronen, sind beweglicher als die p-Ladungsträger, wodurch bei einem n-Kanal-MOSFET für den gleichen Widerstand weniger Siliziumfläche benötigt wird als für einen p-Kanal-MOSFET.

 

Zwischen den größeren integrierten Schaltkreisen befinden sich noch einige kleinere ICs, die sich nicht mit letzter Sicherheit zuordnen lassen. Sie dienen wahrscheinlich großteils als sogenannte Gluelogik, die verschiedene Funktionsblöcke miteinander verbindet.

 

74HC04 Die

Der 74HC04 ist ein Sechsfach-Inverter.

 

74HTC00 Die

Beim 74HTC00 handelt es sich um ein Vierfach-Und-Gatter.

 

74HCT30 Die

Der 74HCT30 stellt ein Und-Gatter mit acht Eingängen dar.

 

LM339 Die

Der LM339 enthält vier Operationsverstärker.

 

LM393 Die

Der LM393 beinhaltet zwei Operationsverstärker.

 

LS123 Die

Der LS123 ist zweimal bestückt und enthält jeweils zwei astabile Kippstufen.

 

Um die Festplatte zu steuern waren 29 größere integrierte Schaltkreise notwendig.

 

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