Apple Watch被拆成这样了,库克是你组装的吗?本文主要展示了Apple Watch的主板结构以及传感器的一些相关信息,包括惯性传感器、MEMS麦克风、环境光传感器的具体工艺细节。
Apple Watch对于苹果进军可穿戴市场来说是一个重大打击。
作为以创新着称的尖端科技品牌,苹果的每一款新品都必然备受关注。
一经发布,各分析机构的分析报告便纷至沓来。
SITRI将从更深入的工艺分析入手,为您带来更直观的Apple Watch。
产品外观及拆解照片 产品外观 产品拆解照片 零件照片 行业领先技术 Taptic Engine 是一种用于产生触觉反馈的线性执行器。
通俗地说,就是当你收到提醒、通知,或者按下显示屏时,它会轻拍你的手腕。
同时,特别设计的扬声器驱动器将释放微妙的音频信号,并与 Taptic Engine 配合,与您的感官进行交互,带来细致而微妙的用户体验。
Force Touch 是苹果在春季发布的一项新触控板技术。
通过Force Touch,设备可以感知轻压和重压的强度,并调用不同的相应功能。
Force Touch 是继 Multi-Touch 之后的另一项重要的新传感功能。
Apple Watch 使用光电体积描记器作为心率传感器,其工作原理是基于血液反射红光和吸收绿光的特性。
Apple Watch 使用绿色 LED 灯,结合光敏感光器,可以随时检测流经手腕的血流量。
当心脏跳动时,流经手腕的血液会增加,吸收的绿光也会增加;在心跳间隔期间,流经手腕的血液会减少,吸收的绿光也会减少。
Apple Watch 内置的两个绿色 LED 灯每秒可以闪烁数百次,以计算每分钟的心跳次数,即心率。
通常情况下,Apple Watch 首先每 10 分钟使用红外光测量一次您的心率。
不过,如果红外系统提供的读数不足,Apple Watch 会自动切换到绿色 LED 灯模式。
此外,为了补偿心率信号,防止信号太弱而影响读数,苹果表示对心率传感器进行了针对性设计,例如提高LED亮度和采样率。
看完Apple Watch的产品外观和拆解照片后,工研院在这部分主要为大家展示了Apple Watch的主板结构以及传感器的相关信息。
S1 SiP主板我们第一次在Apple Watch上看到了系统级封装,它真正体现了封装整个系统的本质。
在这块26.15毫米的主板上,除了惯性组合传感器产品外,其他的都完全封装在一起了。
主板整体封装的纵向解剖图显示,整个系统级封装的厚度仅为1.16mm。
S1 SiP OM封装厚度照片在整个系统级封装之上有一层厚度为10.38um的金属铜,封装内含有二氧化硅作为填充球。
S1 SiP 封装 SEM 截面 PhotoEDS 分析 S1 Sip 封装 Apple Watch 中的传感器惯性传感器 之前猜测是 Invensense 产品的惯性组合传感器,最终被确认为 ST 的 6 轴惯性组合传感器产品。
这款惯性组合传感器位于 Apple Watch 主板的左上角,并未与其他芯片一起放入整个系统级封装中。
这使我们能够在其他芯片之前移除该传感器并对其进行分析。
该惯性组合产品采用3.00 x 3.00 x 0.86 mm LGA封装。
包装正面的标记并不代表传统的Partnumber等信息,而是由二维码和C组成。
ST 6轴IMU包装照片 从X光照片中,我们可以清楚地看到包装中包含一个MEMS惯性传感器集成在一个芯片上,并通过Wire Bonding与ASIC芯片接合。
ST 6轴IMU封装顶层金属为铝布线,下面4层均为铜布线。
数字区域的最小测量线宽为0.0nm。
ST 6 轴 IMU ASIC 芯片 SEM 总体结构ST 6 轴 IMU ASIC 芯片 SEM 逻辑区域中的多晶硅栅极 为了查看有关 MEMS 芯片的更多信息,我们使用红外显微镜 (IR) 拍摄了 MEMS 芯片的平面照片。
并对芯片进行纵向分析。
从IR图中我们可以看到,这款惯性组合产品的MEMS芯片在同一芯片上集成了3轴加速度计和3轴陀螺仪。
这个布局与ST官方发布的iNEMO惯性模块一模一样。
此外,ST在2018年推出了全新Always-On 6轴惯性传感器组合产品系列,并于2018年量产。
其中代表的是LSM6D系列。
据称,该产品系列中的高能效MEMS传感器的功耗小于2mA,并且均采用相对较小的封装。
种种迹象表明,该系列产品极有可能是针对可穿戴设备推出的。
Apple Watch中的这款6轴惯性组合传感器产品是不是来自该系列产品? ST 6轴IMU MEMS IR Die照片通过SEM纵向图片,我们可以观察惯性传感器芯片的盖板和基板的厚度,以及可移动结构层的主要厚度。
ST采用THELMA表面硅工艺来制造惯性传感器,并使用传统的含铅玻璃密封将盖子密封到主MEMS芯片上。
ST 6 轴 IMU MEMS SEM 总体结构加速度计 MEMS SEM 总体结构加速度计 SEM MEMS 结构横截面陀螺仪 MEMS SEM 总体结构陀螺仪 SEM MEMS 结构横截面IMU MEMS 中玻璃料密封的 EDS 分析 MEMS 麦克风苹果在 iPhone6 中没有使用楼氏电子??再加上麦克风产品,但在Apple Watch中,我们再次发现了来自Knowles Electronics的麦克风。
产品封装尺寸为2.80 x 1.88 x 0.92 mm,封装标志由QR码和KMM1组成。
Knowles 麦克风封装照片Knowles 麦克风封装 X 射线俯视图和侧视图照片 拆下麦克风芯片的金属外壳,可以直接观察麦克风 MEMS 芯片。
Knowles 麦克风 Decap SEM PhotoKnowles 麦克风 ASIC OM 芯片 PhotoKnowles 麦克风 ASIC OM 芯片 Mark 麦克风中的 ASIC 芯片厚度为 0.00um,采用 3 层铝布线工艺。
Knowles 麦克风 ASIC SEM 芯片厚度Knowles 麦克风 ASIC SEM 总体结构Knowles 麦克风 MEMS OM 芯片 PhotoKnowles 麦克风 MEMS OM 芯片标记 当我们观察这颗 Knowles 麦克风芯片时,我们发现了一个有趣的现象。
一般麦克风芯片的振膜上的声孔位于中部,而该芯片的声孔位于靠近芯片边缘的位置。
MEMS 芯片 OM 膜片孔位置照片 MEMS 芯片 SEM 角度视图照片 以下两张图片是麦克风芯片的 SEM 放大细节。
通过上背板,我们可以比较出声孔的位置和非声孔的位置。
振动膜上声孔的位置如左图中白色虚线框内圈出的位置。
右图中没有声孔,我们可以看到振动膜是连续的。
MEMS Die SEM Angled View Photo可以通过横截面图片更清晰地观察麦克风MEMS芯片中的背板和振动膜的结构。
整个麦克风MEMS芯片的厚度为0.20um,腔体深度为0.10um,这意味着6.10um的距离内包含了背板和振膜以及其中的空隙空间。
MEMS Die SEM 总体结构 PhotoMEMS Die SEM 横截面 PhotoApple Watch 中使用的环境光传感器是 AMS 的 TSL 产品,封装尺寸为 2.15mmx1.30mmx0.42mm。
该芯片采用3层铝布线工艺,数字区测得的最小线宽为0.35um。
环境光传感器封装 光环境光传感器 OM Die 光环境光传感器 OM Die Mark 环境光传感器 SEM 总体结构环境光传感器 SEM 逻辑区 Poly Gate 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是。
是90umx80um。