Οδηγός σχεδίασης PCB και κατασκευής PCBA για Fitness Tracker
Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) για fitness tracker πρέπει να συνδυάζει αισθητήρες, συνδεσιμότητα PCB Bluetooth , μια διεπαφή οθόνης ή ένδειξης, απτική λειτουργία και PCB διαχείρισης μπαταρίας σε ένα λεπτό, φορετό περίβλημα. Η μηχανική πρόκληση δεν είναι ένα μόνο υποσύστημα. Είναι να τα κάνει όλα να συνυπάρχουν, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα του αισθητήρα, την ασύρματη απόδοση και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας για πολλές ημέρες. Η ίδια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να χρειάζεται να υποστηρίζει οπτικό PPG, μια μονάδα IMU, μνήμη flash, φόρτιση και έναν κινητήρα δόνησης χωρίς να επιτρέπει σε αυτά τα φορτία να διαταράσσουν την ευαίσθητη διαδρομή μέτρησης.
Η κατασκευή φορετών συσκευών προσθέτει επίσης μηχανικούς και περιβαλλοντικούς περιορισμούς. Η πλακέτα μπορεί να είναι λεπτή, εύκαμπτη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) ή άκαμπτη-εύκαμπτη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB ). Τα εξαρτήματα μπορεί να βρίσκονται πολύ κοντά στο περίβλημα. Ο ιδρώτας και η υγρασία μπορούν να φτάσουν σε ατελείς σφραγίσεις και το προϊόν φορτίζεται και φθείρεται επανειλημμένα. Ένα επιτυχημένο πρωτότυπο χρειάζεται επομένως ένα σχέδιο παραγωγής για την ευθυγράμμιση των αισθητήρων, την προστασία της κεραίας από το έδαφος, την λεπτή στεγανοποίηση (SMT), τις διεπαφές επίστρωσης ή στεγανοποίησης και τη λειτουργική δοκιμή.
Η Highleap Electronics μπορεί να κατασκευάσει πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) και συγκροτήματα PCB για ιχνηλάτες φυσικής κατάστασης σχεδιασμένα από τον πελάτη , να προμηθευτεί εξαρτήματα, να συναρμολογήσει πακέτα λεπτού βήματος και συγκροτήματα κάμψης όταν καθορίζεται, και να εκτελέσει προγραμματισμό και λειτουργικές δοκιμές που καθορίζονται από τον πελάτη. Η τελική βιομετρική ακρίβεια, οι αλγόριθμοι και οι ιατρικοί ισχυρισμοί ή οι ισχυρισμοί ευεξίας παραμένουν εκτός της συνηθισμένης κατασκευής PCB.
Πέντε προτεραιότητες μηχανικής για να ορίσετε μια πλακέτα ιχνηλάτη φυσικής κατάστασης
| Προτεραιότητα | Ερώτηση σχεδιασμού | Επιπτώσεις στην παραγωγή |
|---|---|---|
| Μινιατούρα | Πόση επιφάνεια/πάχος σανίδας είναι διαθέσιμη; | Λεπτή πολυστρωματική, εύκαμπτη/άκαμπτη-εύκαμπτη ή HDI PCB μόνο όπου χρειάζεται |
| Διάρκεια ζωής της μπαταρίας | Ποιος είναι ο πραγματικός κύκλος ενεργού/ύπνου λειτουργίας; | PMIC/ρυθμιστή BOM, έλεγχος διαρροής, δοκιμή ρεύματος |
| Απόδοση αισθητήρα | Πού βρίσκονται οι αισθητήρες PPG/IMU/θερμοκρασίας; | Ακρίβεια τοποθέτησης, οπτικά/μηχανικά δεδομένα, καθαρή συναρμολόγηση |
| Ασύρματη απόδοση | Πού βρίσκεται η κεραία BLE σε σχέση με τον καρπό/μπαταρία/οθόνη; | RF keep-out, έλεγχος εξαρτημάτων που ταιριάζουν, stack-up/ground |
| Αξιοπιστία φορετών συσκευών | Πώς θα επηρεάσουν τη συναρμολόγηση ο ιδρώτας, οι κραδασμοί, η φόρτιση και η κάμψη; | Επίστρωση/κάλυψη, στήριξη συνδετήρα, κάμψη και τελική δοκιμή |
Τυπική διαδρομή δεδομένων παρακολούθησης
Τυπική διαδρομή ισχύος
Αυτή η αρχιτεκτονική διαφέρει από ένα έξυπνο δαχτυλίδι, κυρίως επειδή ένα wearable tracker έχει συνήθως μεγαλύτερη επίπεδη επιφάνεια και μπορεί να περιλαμβάνει μια οθόνη. Αυτή η επιπλέον επιφάνεια καθιστά τις συμβατικές άκαμπτες ή λεπτές πολυστρωματικές πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB) πιο πρακτικές, αλλά οι υποδοχές οθόνης, οι διεπαφές αφής και τα απτικά φορτία εισάγουν τις δικές τους προκλήσεις δρομολόγησης και ισχύος. Η σωστή κατασκευή θα πρέπει να επιλέγεται με βάση το περίβλημα και την πυκνότητα της συσκευασίας, αντί να υποθέτουμε ότι κάθε wearable συσκευή χρειάζεται άκαμπτη-εύκαμπτη ή HDI.
Το πακέτο κατασκευής θα πρέπει επίσης να καθορίζει ποιες λειτουργίες είναι ενότητες και ποιες είναι σε επίπεδο τσιπ. Μια προ-πιστοποιημένη ενότητα BLE μπορεί να απλοποιήσει τη διάταξη RF με κόστος την περιοχή. Ένα BLE SoC με κεραία PCB μπορεί να εξοικονομήσει χώρο, αλλά απαιτεί αυστηρότερη διάταξη αναφοράς και έλεγχο αντιστοίχισης. Το ίδιο συμβιβασμό ισχύει για τις ενσωματωμένες μονάδες οπτικών αισθητήρων έναντι των διακριτών LED και των φωτοδιόδων.
Διάταξη PCB αισθητήρα PPG και οπτική ενσωμάτωση
Το ανακλαστικό PPG χρησιμοποιείται ευρέως σε φορητές συσκευές καρπού. Τα LED φωτίζουν τον ιστό και ο φωτοανιχνευτής λαμβάνει το διαμορφωμένο ανακλώμενο σήμα. Οι ενσωματωμένοι οπτικοί αισθητήρες που μπορούν να φορεθούν μπορούν να περιλαμβάνουν οδηγούς LED, αναλογικό μπροστινό μέρος και ADC, αλλά εξακολουθούν να εξαρτώνται από τη φυσική οπτική. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) ορίζει τη θέση του εξαρτήματος. το περίβλημα καθορίζει την επαφή με το δέρμα, την οπτική απομόνωση και τη φωτεινή διαδρομή.
Γεωμετρία LED-προς-φωτοδιόδο
Η απόσταση και ο προσανατολισμός θα πρέπει να ακολουθούν τις οδηγίες αναφοράς του κατασκευαστή του αισθητήρα και τον οπτικό σχεδιασμό του κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM). Η μετακίνηση του αισθητήρα για ευκολότερη δρομολόγηση μπορεί να αλλάξει τη διαδρομή μέτρησης. Το περίγραμμα της πλακέτας και τα μηχανικά σημεία αναφοράς θα πρέπει επομένως να καθιστούν την θέση του αισθητήρα επαναλήψιμη σε σχέση με το παράθυρο που βλέπει στον καρπό.
Οπτική μόνωση
Η άμεση διαρροή φωτός από το LED στη φωτοδίοδο μπορεί να μειώσει το χρήσιμο σήμα. Τα μηχανικά φράγματα, οι σκούρες φλάντζες και τα χυτευμένα χαρακτηριστικά συχνά κάνουν περισσότερα από τον χαλκό PCB. Το σχέδιο συναρμολόγησης θα πρέπει να εξακολουθεί να επισημαίνει τα οπτικά φράγματα, ώστε η μάσκα συγκόλλησης, η κόλλα, η επίστρωση ή τα κοντινά ανακλαστικά εξαρτήματα να μην εισχωρούν στην καθορισμένη κοιλότητα.
Ισχύς και γείωση
Οι παλμοί LED δημιουργούν μεταβατικά ρεύματα που μπορούν να συνδεθούν στο αναλογικό μπροστινό μέρος ή στην τροφοδοσία MCU. Οι τοπικές διαδρομές αποσύνδεσης και επιστροφής θα πρέπει να ακολουθούν τον σχεδιασμό αναφοράς του αισθητήρα. Μια ράγα μπαταρίας που φαίνεται σταθερή στο μέσο ρεύμα μπορεί να μειωθεί κατά τη διάρκεια παλμών LED ή ραδιομετάδοσης, επομένως οι δοκιμές πρωτοτύπου θα πρέπει να καταγράφουν την πραγματική ενεργή κυματομορφή.
Αποφύγετε να μετατρέψετε έναν αισθητήρα ευεξίας σε μη υποστηριζόμενη ιατρική αξίωση
Η κατασκευή PCBA μπορεί να επαληθεύσει την επικοινωνία του αισθητήρα και μια οπτική απόκριση που ορίζεται από τον πελάτη. Δεν καθορίζει την κλινική ακρίβεια ή την κανονιστική κατάσταση. Το άρθρο και η προσφορά του εργοστασίου θα πρέπει να διατηρούν σαφή αυτά τα όρια, ειδικά όταν ο ιχνηλάτης περιλαμβάνει οπτικά μήκη κύματος ή χαρακτηριστικά καρδιακού ρυθμού που σχετίζονται με το SpO2.
Αρχιτεκτονική ισχύος για διάρκεια ζωής μπαταρίας πολλών ημερών
Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι αποτέλεσμα ενός χρονικά σταθμισμένου λειτουργικού προφίλ. Ένας ιχνηλάτης μπορεί να περνάει τον περισσότερο χρόνο του σε κατάσταση χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, να ξυπνάει περιοδικά για να δειγματοληπτεί αισθητήρες, να ενεργοποιεί παλμικά LED PPG, να ανανεώνει την οθόνη, να καταγράφει δεδομένα και να μεταδίδει μέσω BLE. Ο σχεδιασμός θα πρέπει επομένως να βελτιστοποιεί τόσο το ρεύμα ηρεμίας όσο και την ενέργεια των ενεργών εκρήξεων.
| Φορτίο | Χαρακτηριστικό ισχύος | Κατεύθυνση βελτιστοποίησης |
|---|---|---|
| BLE MCU/SoC | Χαμηλό ρεύμα ύπνου, σύντομες κορυφές RF | Βαθύς ύπνος, αποτελεσματικό πρόγραμμα αφύπνισης/διαφήμισης |
| LED PPG / AFE | Παλμικό οπτικό φορτίο | Κύκλος λειτουργίας, ρεύμα LED, ρυθμός δειγματοληψίας |
| Display | Μπορεί να κυριαρχήσει στην ενεργή ενέργεια | Φωτεινότητα, ρυθμός ανανέωσης, τεχνολογία οθόνης |
| Μονάδα Ενέργειας / αισθητήρες | Συχνά υποστηρίζουν λειτουργίες χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας | FIFO, αφύπνιση εν κινήσει, κύκλος λειτουργίας |
| Κινητήρας δόνησης | Υψηλό ρεύμα αλλά μικρή διάρκεια | Αύξηση της αποδοτικότητας και της διάρκειας των εκδηλώσεων |
| Φορτιστής / PMIC | Η διαρροή που είναι πάντα συνδεδεμένη έχει σημασία | Χαμηλή ισχύς ηρεμίας και αποτελεσματική μετατροπή |
Επιλογή ρυθμιστή
Ένα LDO μπορεί να παρέχει μια απλή αθόρυβη ράγα όταν η τάση της μπαταρίας και του φορτίου είναι κοντά. Ένας μετατροπέας buck ή buck-boost μπορεί να εξάγει περισσότερη αξιοποιήσιμη ενέργεια καθώς η μπαταρία αποφορτίζεται, αλλά εισάγει θόρυβο μεταγωγής και το δικό του ρεύμα ηρεμίας. Τα φορετά PMIC μπορούν να συνδυάζουν φόρτιση και πολλαπλές ράγες. Η καλύτερη αρχιτεκτονική εξαρτάται από το εύρος τάσης της μπαταρίας, την ευαισθησία του αισθητήρα και τον κύκλο λειτουργίας και όχι από μια καθολική προτίμηση για LDO ή DC-DC.
Δοκιμή ρεύματος παραγωγής
Το ρεύμα ύπνου είναι μια χρήσιμη οθόνη κατασκευής, επειδή οι γέφυρες συγκόλλησης, οι λανθασμένες τιμές εξαρτημάτων, η διαρροή ή η διαμόρφωση του υλικολογισμικού μπορούν να το αυξήσουν δραματικά. Το εξάρτημα θα πρέπει να καθορίζει την κατάσταση του υλικολογισμικού και τον χρόνο σταθεροποίησης. Τα όρια ενεργού ρεύματος μπορούν επίσης να μετρηθούν κατά τη λειτουργία του αισθητήρα ή του BLE. Αυτές οι δοκιμές είναι πιο σημαντικές από τον έλεγχο μόνο του ότι η πλακέτα ενεργοποιείται.
Διάταξη κεραίας BLE, φόρτωση καρπού και διατήρηση RF εκτός λειτουργίας
Μια φορητή συσκευή χειρός λειτουργεί κοντά στο σώμα, την οθόνη, την μπαταρία και το περίβλημα. Αυτά τα υλικά επηρεάζουν την κεραία. Εάν ο ιχνηλάτης χρησιμοποιεί κεραία PCB, η προστασία από το νερό και η γείωση αναφοράς γύρω από αυτήν αποτελούν μέρος του σχεδιασμού RF. Μια εύκαμπτη ουρά, ένα μεταλλικό πλαίσιο ή μια αλλαγή μπαταρίας μπορούν να αλλάξουν τον συντονισμό ακόμα και όταν το σχηματικό του ραδιοφώνου παραμένει το ίδιο.
Ακολουθήστε τη διάταξη αναφοράς ραδιοφώνου
Διάταξη πλακέτας RF : το δίκτυο αντιστοίχισης BLE SoC και η γεωμετρία τροφοδοσίας θα πρέπει να παραμένουν κοντά στην επικυρωμένη αναφορά. Οι χάλκινες ροές, οι οπές διέλευσης και τα δοκιμαστικά μαξιλαράκια που προστίθενται γύρω από την κεραία μπορούν να αλλάξουν την παρασιτική χωρητικότητα και σύνθετη αντίσταση. Το DFM θα πρέπει να προσδιορίζει τη ζώνη RF ως ελεγχόμενη από το σχεδιασμό, ώστε οι αλλαγές στην κατασκευαστική ικανότητα να συμβαίνουν αλλού, εκτός εάν τις εγκρίνει η μηχανική.
Φόρτωση σώματος
Η απόδοση RF θα πρέπει να επικυρώνεται στη συναρμολογημένη φορητή συσκευή ή σε ένα κατάλληλο εξάρτημα, επειδή ο καρπός αλλάζει το περιβάλλον της κεραίας. Μια δοκιμή εμβέλειας γυμνής πλακέτας PCB είναι χρήσιμη για τον εντοπισμό σφαλμάτων, αλλά δεν αντιπροσωπεύει τις τελικές συνθήκες. Η δοκιμή παραγωγής μπορεί να ελέγξει για ελλείποντα/λανθασμένα στοιχεία RF και να επιβεβαιώσει την επικοινωνία, ενώ ο πλήρης συντονισμός της κεραίας ανήκει στην επικύρωση μηχανικής.
Συνύπαρξη με οθόνη και αισθητήρες
Οι γρήγορες ακμές οθόνης και οι ρυθμιστές εναλλαγής μπορούν να δημιουργήσουν θόρυβο γύρω από το ραδιόφωνο, ενώ οι ραδιοεκρήξεις μπορούν να συνδεθούν σε ευαίσθητα οπτικά ή αναλογικά κυκλώματα. Η φυσική τοποθέτηση, τα επίπεδα αναφοράς και ο προγραμματισμός μπορούν να μειώσουν την αλληλεπίδραση. Ο ακριβής μετριασμός εξαρτάται από το προϊόν. Η κατασκευαστική εργασία είναι να διατηρηθεί η απελευθερωμένη τοποθέτηση και τα αντίστοιχα εξαρτήματα.
Κατασκευή και συναρμολόγηση πλακέτας ιχνηλάτη γυμναστικής
Η Highleap Electronics υποστηρίζει την κατασκευή προσαρμοσμένων PCB και PCBA για ιχνηλάτες φυσικής κατάστασης για ομάδες OEM και προϊόντων, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής PCB, της προμήθειας εξαρτημάτων, της συναρμολόγησης SMT λεπτού βήματος, της συναρμολόγησης flex ή rigid-flex και των λειτουργικών δοκιμών που καθορίζονται από τον πελάτη. Κλιμακώστε από πρωτότυπα σε επαναλαμβανόμενη παραγωγή μεγάλου όγκου με επιλογές παγκόσμιας αποστολής, ελεγχόμενους ελέγχους ποιότητας και άμεση υποστήριξη μετά την πώληση.
✓ Παγκόσμια Υποστήριξη Αποστολών
✓ Ποιοτική Επιθεώρηση & Δοκιμή
✓ Υποστήριξη μετά την πώληση
Λεπτό PCB, εύκαμπτο, άκαμπτο-εύκαμπτο και πότε βοηθάει το HDI
Τα συστήματα παρακολούθησης φυσικής κατάστασης μπορούν να χρησιμοποιούν μια λεπτή, άκαμπτη, πολυστρωματική πλακέτα όταν τα ηλεκτρονικά ταιριάζουν στο κεντρικό περίβλημα. Η Flex μπορεί να συνδέει την οθόνη, τα πλευρικά κουμπιά, τις επαφές φόρτισης ή την πλακέτα αισθητήρων που είναι στραμμένη προς τον καρπό. Η Rigid-flex μπορεί να μειώσει τους συνδετήρες και το πάχος όπου ωφελείται η μηχανική αρχιτεκτονική. Καμία από αυτές τις τεχνολογίες δεν πρέπει να θεωρείται αποκλειστικά και μόνο επειδή το προϊόν είναι φορετό.
Το HDI καθίσταται χρήσιμο όταν ένα BGA λεπτού βήματος ή ένας αυστηρός περιορισμός περιοχής καθιστά την τυπική δρομολόγηση through-via μη πρακτική. Οι μικροδιαφορές και το via-in pad μπορούν να βελτιώσουν την πυκνότητα διαφυγής, αλλά αυξάνουν την πολυπλοκότητα κατασκευής. Η ομάδα σχεδιασμού θα πρέπει να συγκρίνει ένα ελαφρώς μεγαλύτερο πακέτο ή μια διαφορετική τοποθέτηση εξαρτημάτων πριν δεσμευτεί στο HDI αποκλειστικά για λόγους μόδας.
| Επιλογή PCB | Καλύτερη εφαρμογή | Βασικό μέλημα παραγωγής |
|---|---|---|
| Λεπτό άκαμπτο πολυστρωματικό | Κεντρικό σώμα ιχνηλάτησης | Στροφή, ύψος εξαρτήματος προς περίβλημα, επίπεδα αναφοράς |
| Πλακέτα αισθητήρα εύκαμπτης ουράς / εύκαμπτης ουράς | Οθόνη, κουμπιά ή αισθητήρες στραμμένοι προς το δέρμα | Ζώνες κάμψης, ενισχύσεις, στήριξη φορέα |
| Άκαμπτο-εύκαμπτο | Κατάργηση συνδετήρων και διπλωμένη συσκευασία | Αξιοπιστία μετάβασης, στοίβαξη, τοποθέτηση σε πάνελ |
| HDI | Διαφυγή λεπτού βήματος / πολύ υψηλή πυκνότητα | Δομή μικροβίων, πλήρωση/κάλυψη, απόδοση και επιθεώρηση |
Το πρωτότυπο και ο όγκος θα πρέπει να χρησιμοποιούν την ίδια προβλεπόμενη κατασκευή το συντομότερο δυνατό. Μια παχιά και άκαμπτη πλακέτα αξιολόγησης μπορεί να αποδείξει το υλικολογισμικό, αλλά να αποκαλύψει λίγα σχετικά με την κεραία, την οπτική ευθυγράμμιση ή την εύκαμπτη τάση της φορητής συσκευής παραγωγής. Το υλικό DVT/πιλοτικής λειτουργίας που προορίζεται για παραγωγή είναι απαραίτητο πριν από την οριστικοποίηση των εργαλείων και των δοκιμών αξιοπιστίας.
Fitness Tracker PCBA: Αισθητήρες BGA/QFN/LGA, Οθόνη και Απτική Ανάλυση
Τα φορετά συγκροτήματα χρησιμοποιούν συχνά πακέτα QFN ή BGA MCU/SoC, μικρούς αδρανειακούς αισθητήρες LGA, οπτικές μονάδες, υποδοχές οθόνης FPC και μικροσκοπικά παθητικά στοιχεία. Οι κίνδυνοι συναρμολόγησής τους διαφέρουν. Τα πακέτα που τερματίζονται στο κάτω μέρος χρειάζονται καλό έλεγχο όγκου πάστας, ενώ οι εύκαμπτοι σύνδεσμοι χρειάζονται ευθυγράμμιση και μηχανική υποστήριξη. Οι οπτικοί αισθητήρες χρειάζονται καθαρά παράθυρα και ακριβή προσανατολισμό.
Συσκευές αναπλήρωσης και ευαίσθητες στην υγρασία
Ο χειρισμός των εξαρτημάτων θα πρέπει να ακολουθεί τις απαιτήσεις υγρασίας και επαναπλήρωσης του κατασκευαστή. Οι λεπτές σανίδες μπορεί να παραμορφωθούν κατά τη θέρμανση, ειδικά όταν η κατανομή του χαλκού είναι ανομοιόμορφη. Οι ράγες των πάνελ και τα εξαρτήματα στήριξης μπορούν να βελτιώσουν την επιπεδότητα για την εκτύπωση και την τοποθέτηση. Εάν περιλαμβάνεται ένα εύκαμπτο τμήμα, το πάνελ συναρμολόγησης ενδέχεται να χρειάζεται προσωρινή σκλήρυνση ή εργαλεία μεταφοράς.
Κινητήρας δόνησης
Ένας απτικός κινητήρας είναι ηλεκτρικά απλός αλλά μηχανικά επιδραστικός. Αντλεί έναν παλμό ρεύματος και μπορεί να δημιουργήσει μαγνητικές ή δονητικές παρεμβολές με τους αισθητήρες. Η πλακέτα και το περίβλημα θα πρέπει να κατευθύνουν το ρεύμα του κινητήρα μακριά από ευαίσθητες αναφορές και να παρέχουν ανακούφιση από την τάση για καλώδια ή συνδετήρες. Η δοκιμή λειτουργίας θα πρέπει να ασκεί τον κινητήρα, επειδή μια λανθασμένη σύνδεση μπορεί να περάσει όλες τις δοκιμές ψηφιακών αισθητήρων.
Υποδοχή οθόνης
Ο προσανατολισμός του FPC αποτελεί συχνό κίνδυνο παραγωγής. Τα σχέδια συναρμολόγησης θα πρέπει να δείχνουν την πλευρά εισαγωγής του καλωδίου, την πρώτη ακίδα και τη θέση του μανδάλου. Τα σήματα οθόνης υψηλής ταχύτητας θα πρέπει να διατηρούν τη διαδρομή αναφοράς τους μέσω της διαφυγής του συνδετήρα και το DFM δεν θα πρέπει να προσθέτει μεγάλα δοκιμαστικά τεμάχια σε λωρίδες ευαίσθητες στον χρονισμό.
Επιθεώρηση
Το AOI μπορεί να ελέγξει την ορατή συγκόλληση και την πολικότητα. Οι ακτίνες Χ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κρυφές συνδέσεις BGA/QFN/LGA όταν υπάρχει σχετική δικαιολογία. Τα παράθυρα οπτικών αισθητήρων ενδέχεται να χρειάζονται ξεχωριστό έλεγχο μόλυνσης. Αυτά τα βήματα επιθεώρησης θα πρέπει να καθοδηγούνται από τον πραγματικό κίνδυνο της συσκευασίας και όχι να αναφέρονται αδιακρίτως για κάθε φορητή πλακέτα.
Αξιοπιστία στην εφαρμογή: Ιδρώτας, Υγρασία, Κραδασμοί και Καθημερινή Φόρτιση
Οι συσκευές παρακολούθησης φυσικής κατάστασης αντιμετωπίζουν ένα πιο επιθετικό περιβάλλον από μια πλακέτα αισθητήρων επιφάνειας εργασίας. Ο ιδρώτας και η συμπύκνωση μπορούν να φτάσουν στα ηλεκτρονικά εάν οι σφραγίδες φθαρούν. Η μονάδα πέσει, λυγίσει από τον καρπό, εκτεθεί σε κύκλους θερμοκρασίας και φορτιστεί επανειλημμένα. Ο σχεδιασμός και η συναρμολόγηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μπορούν να βελτιώσουν την ανθεκτικότητα, αλλά το περίβλημα παραμένει το κύριο περιβαλλοντικό εμπόδιο.
Συμπληρωματική επίστρωση
Η επίστρωση μπορεί να προστατεύει επιλεγμένα κυκλώματα από την υγρασία ή τη μόλυνση, αλλά πρέπει να καλύπτεται από τις υποδοχές, τις επαφές φόρτισης, τις κεραίες, τους οπτικούς αισθητήρες και τα σημεία δοκιμής, όπως απαιτείται. Το πάχος και η χημική σύνθεση της επίστρωσης μπορούν να επηρεάσουν την επανεπεξεργασία και τη συμπεριφορά RF/οπτικών. Θα πρέπει να καθορίζεται από τον σχεδιασμό του προϊόντος και να μην προστίθεται αυτόματα επειδή το προϊόν είναι φορετό.
Βάση σύνδεσης και συγκολλητικής σύνδεσης
Οι επαφές φόρτισης, οι υποδοχές USB σε ορισμένα σχέδια και τα καλώδια του κινητήρα θα πρέπει να υποστηρίζονται μηχανικά, ώστε η καθημερινή δύναμη του χρήστη να μην μεταφέρεται μόνο από λεπτές συγκολλήσεις. Οι μεταβάσεις κάμψης θα πρέπει να αποφεύγουν τις αιχμηρές κάμψεις στις άκρες των ενισχυτικών στοιχείων. Οι δοκιμές πτώσης και στρέψης σε επίπεδο προϊόντος είναι απαραίτητες για την επικύρωση αυτών των δομών.
Διάβρωση και υπολείμματα
Τα ιοντικά υπολείμματα μπορούν να επιταχύνουν τη διάβρωση όταν υπάρχει υγρασία. Συνεπώς, οι απαιτήσεις καθαρισμού θα πρέπει να αντιστοιχούν στον περιβαλλοντικό κίνδυνο του προϊόντος και στη συμβατότητα των αισθητήρων και των συνδετήρων. Η ονομασία ροής «χωρίς καθαρισμό» δεν σημαίνει αυτόματα ότι το συγκρότημα είναι κατάλληλο για κάθε εφαρμογή υγρής φορετής συσκευής. Ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) θα πρέπει να ορίσει την αποδεκτή διαδικασία.
Παράγοντες Κόστους PCB Fitness Tracker και Σχεδιασμός Από Πρωτότυπο σε Παραγωγή
Η γυμνή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) είναι μόνο ένα μέρος του κόστους των φορετών συσκευών. Οι οπτικοί αισθητήρες, το BLE SoC, η οθόνη, η μπαταρία, η εύκαμπτη κατασκευή και η εργασία δοκιμών μπορούν να κυριαρχήσουν. Η μείωση του κόστους θα πρέπει επομένως να λαμβάνει υπόψη τη συνολική συναρμολόγηση και απόδοση αντί να επιβάλλει τον χαμηλότερο δυνατό αριθμό στρώσεων.
| Παράγοντας κόστους | Γιατί αυξάνει το κόστος | Ερώτηση για μείωση κόστους |
|---|---|---|
| HDI / μικροβιάδες | Πρόσθετες διαδικασίες κατασκευής | Απαιτείται πραγματικά η πυκνότητα ή μπορεί να αλλάξει η συσκευασία/τοποθέτηση; |
| Άκαμπτο-εύκαμπτο | Πολύπλοκη κατασκευή αλλά αφαιρεί τους συνδετήρες | Το δικαιολογεί η πλήρης συναρμολόγηση/αξιοπιστία; |
| Μικροσκοπικά πακέτα | Πιο απαιτητικό SMT και επιθεώρηση | Μπορεί να χωρέσει μια μεγαλύτερη συσκευασία χωρίς να μεγεθυνθεί το προϊόν; |
| Οπτικός αισθητήρας / οθόνη | Υψηλή αξία εξαρτημάτων | Μπορεί η προμήθεια να κλειδωθεί νωρίς και να επιλεχθούν οι εναλλακτικές λύσεις; |
| Λειτουργική δοκιμή | Επαναλαμβανόμενος χρόνος γραμμής και προγράμματα | Μπορούν οι δοκιμές προγραμματισμού/ρεύματος/αισθητήρων να αυτοματοποιηθούν; |
| Πολλαπλοί SKU | Πολυπλοκότητα BOM/υλικολογισμικού/δοκιμής | Μπορεί το κοινό υλικό να διατηρηθεί με ελεγχόμενες παραλλαγές; |
Οι πρωτότυπες κατασκευές θα πρέπει να επικυρώνουν την οπτική ευθυγράμμιση, την απόδοση BLE στον καρπό, τον χρόνο λειτουργίας της μπαταρίας, τη θερμότητα φόρτισης, το ρεύμα ύπνου και την εφαρμογή του περιβλήματος. Οι πιλοτικές κατασκευές θα πρέπει να κλειδώνουν την τοποθέτηση πάνελ, την κάμψη, την επίστρωση/μάσκα, τον προγραμματισμό και τις δοκιμές των εξαρτημάτων. Οι ογκώδεις κατασκευές στη συνέχεια επικεντρώνονται στη συνέχεια της BOM, στην εναλλακτική έγκριση, στην ιχνηλασιμότητα και στην απόδοση της διεργασίας.
Οι εγκεκριμένες εναλλακτικές λύσεις αξίζουν μηχανικού ελέγχου, επειδή τα φαινομενικά ισοδύναμα εξαρτήματα φορετών συσκευών μπορούν να αλλάξουν το ύψος της συσκευασίας, την κατανάλωση ενέργειας, τη συμπεριφορά RF ή την οπτική απόκριση. Μια ελεγχόμενη εναλλακτική λύση που εισάγεται κατά τη διάρκεια μιας πιλοτικής παρτίδας είναι πολύ ασφαλέστερη από μια αυτόματη αντικατάσταση κατά τη διάρκεια μιας έλλειψης όγκου.
Ο χρόνος δοκιμής είναι συχνά ένας παράγοντας κόστους που παραβλέπεται. Μια συσκευή που προγραμματίζει υλικολογισμικό, μετρά το ρεύμα ύπνου, λαμβάνει αισθητήρες, ελέγχει τη φόρτιση και επαληθεύει το BLE σε μία αυτοματοποιημένη ακολουθία μπορεί να δικαιολογήσει το κόστος ανάπτυξής της γρήγορα σε σύγκριση με τη χειροκίνητη μέτρηση κάθε μονάδας.
Πώς να επιλέξετε έναν κατασκευαστή συναρμολόγησης PCB για Fitness Tracker
Ο κατασκευαστικός εταίρος θα πρέπει να είναι εξοικειωμένος με τη συναρμολόγηση μικροσκοπικών αισθητήρων, τον ευέλικτο χειρισμό και τον έλεγχο αλλαγών χαμηλής ισχύος/RF, αλλά δεν θα πρέπει να αναλαμβάνει την ευθύνη για τους βιομετρικούς αλγόριθμους ή την ακρίβεια της εύρυθμης λειτουργίας του τελικού προϊόντος. Η καλύτερη σχέση με τον προμηθευτή διατηρεί τα όρια σαφή: η μηχανική ορίζει τη μέτρηση και το σύστημα RF. Η κατασκευή διατηρεί τον κυκλοφορούντα σχεδιασμό και επαληθεύει τη συναρμολόγηση με βάση καθορισμένες δοκιμές.
- Λεπτή πολυστρωματική, εύκαμπτη ή άκαμπτη-εύκαμπτη κατασκευή που ταιριάζει με την απελευθερωμένη κατασκευή.
- Δυνατότητα HDI/microvia όταν η δρομολόγηση λεπτού τόνου το απαιτεί πραγματικά.
- Συγκρότημα συνδετήρων BGA/QFN/LGA και FPC με έλεγχο κατάλληλο για τον κίνδυνο.
- Ελεγχόμενη προμήθεια για οπτικούς αισθητήρες, BLE SoC, PMIC και εξαρτήματα που ταιριάζουν με RF.
- Προγραμματισμός, μέτρηση ρεύματος ύπνου και λειτουργική δοκιμή αισθητήρα/BLE που ορίζεται από τον πελάτη.
- Μεταφορά διεργασιών από πρωτότυπα σε επαναλαμβανόμενη παραγωγή με BOM και έλεγχο αναθεώρησης.
Πακέτο RFQ
- Gerber/ODB++, σχέδιο κατασκευής, απαιτήσεις στοίβαξης και σύνθετης αντίστασης, εάν υπάρχουν.
- Σχέδιο κάμψης/άκαμπτης-κάμψης, ζώνες κάμψης και ενισχύσεις όπου είναι εφαρμόσιμο.
- Υλικό κατασκευής (BOM) με εγκεκριμένες εναλλακτικές λύσεις και εξαρτήματα αισθητήρων/RF που δεν αντικαθίστανται.
- Σχέδια επιλογής και τοποθέτησης και συναρμολόγησης με οπτικά και κεραιοθυρίδες.
- Αρχεία προγραμματισμού, αντιστοίχιση υλικολογισμικού/SKU και απαιτήσεις σειριακού αριθμού.
- Διαδικασία λειτουργικής δοκιμής που περιλαμβάνει ελέγχους τρέχουσας κατάστασης, αισθητήρων, οθόνης, απτικής λειτουργίας και BLE.
- Οδηγίες επίστρωσης/κάλυψης ή περιβαλλοντικής διεργασίας κατά τη χρήση.
- Πρωτότυπο, πιλοτικό και αναμενόμενες ποσότητες παραγωγής.
Η Highleap Electronics μπορεί να εξετάσει αυτό το πακέτο για την κατασκευή PCB, την προμήθεια εξαρτημάτων και την προσφορά PCBA. Στόχος είναι να διατηρηθεί η επικυρωμένη γεωμετρία του αισθητήρα, η αρχιτεκτονική χαμηλής ισχύος, η διάταξη RF και η διαδικασία συναρμολόγησης καθώς αυξάνονται οι ποσότητες—χωρίς να προστίθεται πολυπλοκότητα κατασκευής που δεν χρειάζεται το προϊόν.
Συχνές ερωτήσεις
Ποια τεχνολογία PCB χρησιμοποιείται συνήθως σε ένα fitness tracker;
Είναι δυνατές λεπτές, πολυστρωματικές, άκαμπτες πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος (PCB), εύκαμπτες και άκαμπτες-εύκαμπτες. Το περίβλημα, η διασύνδεση οθόνης/αισθητήρα και η πυκνότητα της συσκευασίας καθορίζουν την καλύτερη κατασκευή και όχι μόνο την κατηγορία προϊόντος.
Πώς επηρεάζει ο σχεδιασμός της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του fitness tracker;
Η απόδοση του ρυθμιστή, το ρεύμα ηρεμίας, η διαρροή, η αποσύνδεση και η κατανομή ισχύος συμβάλλουν στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Ο κύκλος λειτουργίας του υλικολογισμικού, η χρήση της οθόνης, η δραστηριότητα BLE και η δειγματοληψία του αισθητήρα έχουν συνήθως εξίσου μεγάλες επιπτώσεις.
Τι είναι σημαντικό στη διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος του αισθητήρα PPG;
Διατηρήστε τη γεωμετρία του LED/φωτοανιχνευτή, την ισχύ χαμηλού θορύβου, τον προσανατολισμό του αισθητήρα και τις οπτικές εξαιρέσεις. Η τελική απόδοση εξαρτάται επίσης από την επαφή με το δέρμα, τα οπτικά φράγματα, τα παράθυρα και τους αλγόριθμους.
Απαιτεί πάντα ένα fitness tracker HDI;
Όχι. Το HDI είναι χρήσιμο όταν η διαφυγή πακέτων με λεπτό βήμα ή οι σοβαροί περιορισμοί περιοχής απαιτούν μικροδιαμπερείς οπές. Πολλοί ιχνηλάτες μπορούν να χρησιμοποιήσουν συμβατική πολυστρωματική ή εύκαμπτη κατασκευή.
Πώς επηρεάζει ο καρπός την απόδοση της κεραίας BLE;
Το ανθρώπινο σώμα αλλάζει το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον της κεραίας. Τα υλικά της μπαταρίας, της οθόνης και του περιβλήματος έχουν επίσης σημασία, επομένως ο συντονισμός και η επικύρωση της κεραίας θα πρέπει να χρησιμοποιούν τη συναρμολογημένη φορητή συσκευή ή ένα κατάλληλο αντιπροσωπευτικό εξάρτημα.
Ποιες δοκιμές PCBA βοηθούν στον έλεγχο των ελαττωμάτων στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας;
Οι καθορισμένες μετρήσεις ρεύματος ύπνου και ενεργού ρεύματος μπορούν να εντοπίσουν διαρροές, λάθος εξαρτήματα, ελαττώματα συγκόλλησης ή σφάλματα διαμόρφωσης υλικολογισμικού. Αυτές συμπληρώνουν τον προγραμματισμό και τους συνήθεις λειτουργικούς ελέγχους.
Ποια αρχεία χρειάζονται για μια προσφορά PCBA για fitness tracker;
Παρέχετε δεδομένα Gerber/ODB++, δεδομένα stack-up/flex, BOM, σχέδια τοποθέτησης και συναρμολόγησης, διαχωριστικά κεραίας/οπτικών, αρχεία προγραμματισμού, απαιτήσεις λειτουργικών δοκιμών και ποσότητες κατασκευής.
Όγκος Παραγωγής & Υποστήριξη Εφοδιασμού
Για επικυρωμένα σχέδια φορετών συσκευών, η Highleap Electronics υποστηρίζει την επαναλαμβανόμενη παραγωγή PCB και PCBA για fitness trackers με ελεγχόμενο BOM και χειρισμό αναθεώρησης, προμήθεια εξαρτημάτων, συναρμολόγηση, επιθεώρηση και δοκιμές που καθορίζονται από τον πελάτη. Κλιμακώστε από πιλοτικές κατασκευές έως παραγγελίες μεγάλου όγκου με επιλογές παγκόσμιας αποστολής, έλεγχο ποιότητας παραγωγής και άμεση υποστήριξη μετά την πώληση.
Οι απαιτήσεις κατασκευής θα πρέπει να επιβεβαιώνονται με βάση τα δημοσιευμένα αρχεία σχεδιασμού, τις προδιαγραφές των κατασκευαστών εξαρτημάτων και τις ισχύουσες απαιτήσεις επικύρωσης ή κανονισμών του τελικού προϊόντος.
συνιστάται Δημοσιεύσεις
Πλακέτα Taconic RF 35 έναντι πλακέτας RO4350B
Πίνακας περιεχομένωνRF-35 vs RO4350B Προμήθειες και...
Κατασκευή PCB φίλτρου TMM4
Η κατασκευή PCB φίλτρου TMM4 ελέγχεται από...
Κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος TMM3 για μονάδες RF
Η κατασκευή πλακέτας TMM3 PCB είναι πιο χρήσιμη όπου η μονάδα RF...
Κατασκευή PCB TMM6
Η κατασκευή TMM6 είναι η σελίδα ελέγχου διεργασίας για μια μεσαία Dk...
Πώς να λάβετε προσφορά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB)
Ας εκτελέσουμε ανάλυση DFM/DFA για εσάς και ας επικοινωνήσουμε μαζί σας με μια αναφορά. Μπορείτε να ανεβάσετε τα αρχεία σας με ασφάλεια μέσω του ιστότοπού μας. Χρειαζόμαστε τις ακόλουθες πληροφορίες για να σας δώσουμε μια προσφορά:
-
- Gerber, ODB++ ή .pcb, spec.
- Λίστα BOM εάν χρειάζεστε συναρμολόγηση
- Ποσοτητα
- Χρόνος στροφής
Για υπηρεσίες PCBA, παρακαλούμε να μας δώσετε τον Πίνακα Υλικών (BOM) και τυχόν συγκεκριμένες οδηγίες συναρμολόγησης. Προσφέρουμε επίσης ανάλυση DFM/DFA για τη βελτιστοποίηση των σχεδίων σας για κατασκευασιμότητα και συναρμολόγηση, διασφαλίζοντας μια ομαλή διαδικασία παραγωγής.
