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水晶宫赌场Apple Watch超强拆解:主板结构及内部传

  Apple Watch智能手表是苹果公司冲击可穿戴市场的一记重拳,作为以创新而闻名的尖端科技品牌,Apple的每一款新产品都必定备受瞩目,一经发售,各家分析机构的分析报告便接踵而至。SITRI将从更深层次的工艺分析方面入手,带给大家一个更直观的Apple Watch。

  Taptic Engine它是一个线性致动器,用来生成触觉反馈。通俗地说,就是当你收到提醒、通知,或按压显示屏的时候,它会轻点一下你的手腕。与此同时,特别设计的扬声驱动器会释放出细微的音频信号,配合Taptic Engine共同与你的感官互动,带来一种细致而微妙的使用体验。

  Force Touch压感触控是苹果在2015春季发布的全新的触控板技术。通过Force Touch,设备可以感知轻压以及重压的力度,并调出不同的对应功能。Force Touch是自Multi-Touch之后,又一个意义非凡的全新传感功能。

  Apple Watch在心率传感器方面,采用的是光体积描记器,其工作原理是血液反射红光并吸收绿光的特性。Apple Watch使用绿色LED灯,配合对光敏感的感光器,可以检测任意时间点流经手腕的血液流量。心脏跳动时,流经手腕的血液会增加,吸收的绿光也会增加;心跳间隔期,流经手腕的血液会减少,吸收的绿光也会随之减少。Apple Watch内置的两颗绿色LED灯可以每秒闪动数百次,从而计算出每分钟的心跳次数,也就是心率。

  通常,Apple Watch先利用红外线分钟就测量一次你的心率。不过,如果红外线系统提供的读数不充分时,Apple Watch就会自动切换至绿色LED光模式。此外,为了应对对心率信号进行补偿,避免信号过弱影响读数,苹果表示对心率传感器进行了针对性的设计,比如提高LED亮度和采样率。

  看过Apple Watch的产品外观及拆解照后,SITRI将在这部分主要为大家展示Apple Watch的主板结构以及其中传感器的相关信息。

  我们在Apple Watch中首次看到了系统级封装,这种封装真正体现了将整个系统进行封装的精髓。在这块26.15 mm x 28.50 mm的主板上,集成了多达14颗左右核心芯片产品以及上百个电阻电容等元器件,这些元器件都各自有独立的封装,并被紧密有序的排列在主板上,除了惯性组合传感器产品外,其他都被整个封装在一起。主板整体封装的纵向解剖图片显示,整个系统级封装的厚度仅为1.16mm。

  在整个系统级封装的上面有一层厚度为10.38um的金属铜,并且封装内含有二氧化硅作为填充球。水晶宫赌场水晶宫赌场

  早前推测的惯性组合传感器为Invensense的产品,最终被证实使用了ST的6轴惯性组合传感器产品。这颗惯性组合传感器位于Apple Watch 主板的左上角,并没有与其他的芯片一起被放入整个系统级封装,这使得我们能够将这颗传感器先于其他芯片取下并进行分析。这颗惯性组合产品使用了3.00 x 3.00 x 0.86 mm的LGA封装,封装正面的标记并不是传统的代表Partnumber等信息,而是由一个二维码以及C504组成。

  通过x-ray图片我们可以清晰的看到,封装内包含集成在一个芯片的MEMS惯性传感器,并且使用Wire Bonding的方式与ASIC芯片进行键合连接。

  这颗6轴惯性组合传感器中的ASIC芯片使用了5层金属布线,其中顶层金属为铝布线层都为铜布线。数字区域中测量到的最小线-axis IMU ASIC Die SEM General Structure

  为了能够看到更多MEMS芯片的信息,我们使用红外显微镜(IR)拍摄了这颗MEMS芯片的平面图片,并且对芯片进行了纵向分析。通过IR图片,我们可以看出,这款惯性组合产品的MEMS芯片将3轴加速度计与3轴陀螺仪集成在同一颗芯片上,这种布局与ST官方发布的iNEMO Inertial Module如出一辙。加之2013年ST新推出Always-On 6轴惯性传感器组合产品系列,并在2014年进行量产,其中具有代表性的是LSM6D系列。据称这个产品系列中高能效MEMS传感器的功耗小于2mA,并且都采用了相对较小的封装,种种迹象都表明这系列的产品非常有可能是为了可穿戴设备推出的。Apple Watch中的这款6轴惯性组合传感器产品,是否出自这个系列的产品呢?

  通过SEM纵向图片,我们可以观察到惯性传感器芯片的盖子及衬底的厚度,以及可动结构层的主要厚度。ST使用THELMA表面硅工艺制造惯性传感器,并且使用传统的含铅的玻璃熔封将盖子与MEMS的主要芯片进行密封连接。

  苹果在iPhone6 Plus中没有使用楼氏电子的麦克风产品,但在Apple Watch中,我们再次发现了楼氏电子的麦克风的身影。产品封装尺寸为2.80 x 1.88 x 0.92 mm,封装的标记由二维码以及0444KMM1组成。

  我们在查看这颗楼氏电子的麦克风芯片时,发现了一个有趣的现象。一般麦克风芯片的振动薄膜上的声学孔位于中间位置,而这颗芯片的声学孔靠近芯片的边缘位置。

  以下两张图片为麦克风芯片的SEM放大倍率细节图,透过上层的背板,我们可以将声学孔的位置和非声学孔的位置进行对比。其中左图白色虚线框内圈出的即振动薄膜上的声学孔位置,右图没有声学孔的地方我们可以看到振动薄膜是连续的。

  通过剖面图片,能够更清楚的观察出麦克风MEMS芯片中的背板与振动薄膜的结构。整个麦克风MEMS芯片的厚度为248.20um,其中空腔的深度为242.10um,这意味着在6.10um的距离中包含背板和振动薄膜以及其中的空隙空间。

  Apple Watch 中使用的环境光传感器是来自于AMS的产品TSL2590,封装尺寸为2.15mmx1.30mmx0.42mm。芯片使用了3层铝布线制程,数字区域测量到的最小线um。

  环境光传感器中的光敏器件区域尺寸为0.75mmx0.83mm,其中每个单元的尺寸大约为90umx80um。