Älykäs rengaspiirilevy | Kompakti joustava piiri puettaville laitteille

Älykkään rengaspiirilevyn on mahduttava anturit, BLE, virransyöttö ja lataus kaarevaan koteloon, jossa on lähes kokonaan tilaa. OEM-valmistajalle tai tuotetiimille valmistuskysymys ei ole pelkästään piirilevyn koko, vaan se, voidaanko julkaistu malli valmistaa, koota, tarkastaa ja toistaa vaaditulla saannolla.

Joustava tai jäykkä-joustava rakenne, HDI, mikroreiät ja hienojakoiset paketit voivat ratkaista todelliset tilarajoitteet, mutta jokainen niistä lisää prosessi- ja kustannusvaikutuksia. Oikea yhdistelmä tulisi valita mekaanisen vaipan, komponentin jaon, taivutusvyöhykkeiden ja tuotantomäärän joukosta oletusarvoisen määrittelyn sijaan.

Highleap Electronics tukee asiakkaiden suunnittelemaa puettavaa elektroniikkaa elektroniikan valmistuspalveluiden avulla , mukaan lukien piirilevyjen valmistus, taipuisa ja jäykkä-taivutusvalmistus, komponenttien hankinta, hienojakoinen SMT-kokoonpano, tarkastus, ohjelmointi ja asiakkaan määrittelemät toiminnalliset testit. Voimme tukea prototyyppi-, pilotti- ja toistuvia tuotantoja, kun taas asiakas pysyy vastuussa antennin virityksestä, biometrisista algoritmeista, kotelosuunnittelusta ja lopputuotteen validoinnista.

Älyrengaspiirilevyarkkitehtuuria ohjaa mekaaninen kuori

Hyödyllinen älyrengasmallin tarjouspyyntö alkaa mekaanisesta poikkileikkauksesta, julkaistusta piirilevyn rakenteesta ja kohdevalmistusvaiheesta. Näiden tietojen perusteella valmistaja voi arvioida, tarvitaanko perinteistä monikerros-, jousto-, jäykkä-jousto- vai HDI-järjestelmää ja missä ovat suurimmat saantoriskit. Highleap voi tarkastella valmistuspakettia tästä näkökulmasta ennen prototyypin tai pilottikokoonpanon tekemistä.

Kokoonpanoon vaikuttavat joustavat ja jäykät joustavat päätökset

Jousto on arvokasta silloin, kun piirin on seurattava renkaan kehää, kun taas jäykkä jousto voi luoda vakaita komponenttisaarekkeita ilman miniatyyriliittimiä. Valmistuspiirustuksissa tulee selvästi osoittaa taivutusalueet, jäykisteet, jäykän ja joustavan välisen siirtymän sekä sen, muodostetaanko jousto kerran kokoonpanon aikana vai taivutetaanko sitä toistuvasti käytössä.

Hankinnassa hyödyllinen vertailukohta ei ole pelkästään paljaan piirilevyn hinta. Kalliimpi jäykkä-joustava rakenne voi silti alentaa kokoonpanon kokonaiskustannuksia, jos se poistaa liittimet, alentaa z-korkeutta ja vähentää manuaalista yhteenliitäntätyötä. Highleap voi tarkastella julkaistuja pinoamis- ja muovausvaatimuksia yhdessä kokoonpanoprosessin kanssa, jotta valittu rakenne on käytännöllinen rakentaa toistuvasti.

Käytä HDI:tä siellä, missä tiheys sitä todella vaatii

WLCSP-, BGA- ja pienet LGA-kotelot voivat tehdä mikroreiät tai läpivienti-pad-reiät välttämättömiksi, varsinkin kun renkaan halkaisija jättää vähän jyrsintätilaa. HDI:n pitäisi kuitenkin ratkaista todellinen pako- tai tilaongelma, eikä sitä pitäisi lisätä oletusspesifikaatioksi. Jos perinteinen poraus pystyy täyttämään mekaanisen vaipan ja jyrsintätiheyden vaatimukset, se voi tarjota yksinkertaisemman prosessin ja enemmän hankintajoustavuutta.

Kun HDI-menetelmää tarvitaan, piirilevyn valmistus ja kokoonpano tulisi tarkastella yhdessä. Täytön ja tasoituksen kautta ohutlevytuen, pastapainatuksen, uudelleensulatuksen, tarkastusmahdollisuuden ja paneelien purkamisen avulla lopulliseen piirilevyn saantoon vaikuttavat kaikki nämä tekijät. Tässä vaiheessa varhainen DFM-tarkistus voi estää tiheän rakenteen muuttumisen vaikeaksi koota tasaisesti.

Säilytä RF-geometria valmistuksen aikana

Älyrengas-BLE-laitteen suorituskykyyn vaikuttavat merkittävästi käyttäjä, akku, kotelo ja lähellä oleva metalli. Valmistusprosessi ei voi korvata lopullista antennin validointia, mutta se voi suojata julkaistua radiotaajuussuunnittelua säilyttämällä antennin suojaukset, maanpinnan geometrian, komponenttien yhteensopivuuden ja komponenttien sijoittelun.

Myös radiotaajuussovitusosien tulee olla tarkasti kontrolloituja osaluettelossa. Samanarvoisella korvaavalla osalla voi olla erilainen korkeataajuuskäyttäytyminen, joten vaihtoehtoisten osien tulee noudattaa asiakkaan hyväksyntäluetteloa tai radiotaajuustekniikan hyväksyntää. Tuotannon toimintatestillä voidaan seuloa tietoliikennehäiriöitä, puuttuvia osia ja räikeitä kokoonpanovirheitä, kun taas antennin lopullinen suorituskyky on edelleen tuotetason validointitehtävä.

Kun suunnittelu- ja testauslähtökohdat ovat vakiintuneet, Highleap voi siirtää hyväksytyn kokoonpanon suurtuotantopiirilevykokoonpanoksi, jossa käytetään kontrolloituja osaluetteloiden tarkistuksia, toistettavia tarkastuksia ja asiakkaan määrittelemiä toiminnallisia testejä.

PPG-anturin sijoittelu ja optinen suorituskyky

Älyrenkaan PPG:n suorituskyky riippuu muustakin kuin optisen anturin valinnasta. Piirilevyn on pidettävä LED, valoilmaisin ja tukikomponentit irrotetussa geometriassa, kun taas lopullisen renkaan on ylläpidettävä tarkoitettua ihokosketusta, optista estettä ja ikkunan kohdistusta. Valmistuksessa prioriteetti on toistettavuus: sijoittelun, puhtauden ja mekaanisten vertailupisteiden on pysyttävä yhdenmukaisina prototyypistä tuotantoon.

Optinen anturi voi integroida fotodiodin, analogisen etuosan ja analogi-diodin tai käyttää erillisiä LEDejä ja vastaanotinkomponentteja. Kummassakin tapauksessa piirilevy voi läpäistä digitaalisen tiedonsiirron ja silti rikkoutua valmiissa renkaassa, jos fluksijäännös, liima, suojakalvo tai mekaaninen siirtymä vaikuttaa optiseen reittiin. Piirilevytarkastuksen tulisi siksi varmistaa sekä sähköinen toiminta että vapautetun optisen kokoonpanon vaatimukset.

Pidä piirilevy ja mekaaniset viitepisteet linjassa

Highleap Electronics voi hallita sijoittelua ja kokoonpanoa julkaistujen piirilevytietojen perusteella, mutta lopullinen biometrinen suorituskyky riippuu silti kotelon sopivuudesta, ihokontaktista ja algoritmin validoinnista. Jos optinen kalibrointi on osa tuotevirtaa, asiakkaan määrittelemää menetelmää tulisi soveltaa asianmukaisessa kokoonpanovaiheessa eikä päätellä pelkästään piirilevyjen tarkastuksesta.

Älysormuksen akku, lataus ja virtalähdearkkitehtuuri

Älysormuksen akun kapasiteetti on rajallinen, joten sekä lepovirta että lyhyet suurvirtatapahtumat ovat tärkeitä. BLE-tiedonsiirto, PPG-LED-pulssit, anturien näytteenotto ja muistin toiminta tulisi ottaa huomioon yhdessä virransyöttöreitin tarkastelussa. Piirilevyn valmistaja voi tarkistaa julkaistun virransyöttösuunnitelman ja määritellyt virtatilat, kun taas laiteohjelmiston ajoitus ja lopullinen suoritusaika ovat edelleen tuotetason vastuulla.

Suunnittelu huippuvirran, ei vain univirran, huomioimiseksi

Akun, PMIC-piirin ja paikallisen irtikytkentäpiirin on tuettava radio- ja optisia virtapiikkejä ilman kiskon jännitehäviöitä tai nollauksia. Tuotannossa asiakkaan määrittämät lepovirran ja aktiivisen virran rajat voivat olla hyödyllisiä seulontatestejä väärien osien, vuotojen, juotosvirheiden tai kokoonpano-ongelmien varalta.

Latausmenetelmä muuttaa valmistusprosessia

Kontaktien lataus vaatii kontrolloituja liitäntäpintojen mittoja, viimeistelyä, puhdistusta ja käsittelyä, koska nämä pinnat voivat myös altistua tiivistymis- ja korroosioriskeille. Induktiivinen lataus poistaa paljaat kontaktit, mutta lisää kelan sijainnin, magneettiset komponentit ja latauslämmön. Molemmissa tapauksissa tuotantopaketin tulisi määritellä vapautettava latausgeometria, jotta kokoonpanomuutokset eivät muuta sähköistä tai lämpökäyttäytymistä.

Lataus voi myös lämmittää hyvin pientä koteloa ja vaikuttaa lähellä olevaan lämpötila-anturiin. Valmistaja voi varmistaa latausvirran, peruskättelyn ja asiakkaan määrittelemät toiminnalliset rajat, kun taas akun lopullinen turvallisuus, lämpötilarajat ja käyttöajan validointi pysyvät osana valmiin tuotteen kelpoisuussuunnitelmaa.

Smart Ring -piirilevy: hienojakoinen kokoonpano, taipuisan käsittelyn ja tarkastuksen

Erittäin pienikokoinen älyrengas voi käyttää 0201- tai 01005-passiiveja, WLCSP/BGA-koteloita ja pieniä LGA-antureita. Kun nämä kotelot ovat mukana julkaistussa mallissa, saanto riippuu muustakin kuin sijoitusmahdollisuuksista. Paneelin vakauden, sapluunan irtoamisen, tukityökalujen, uudelleensulatuskäyttäytymisen ja tarkastusmahdollisuuden on kaikki toimittava yhtenä kokoonpanoprosessina.

Ohjaa ohuiden ja joustavien levyjen ympärillä olevaa prosessia

Ohuet taipuisat tai jäykät taipuisat paneelit saattavat tarvita erityistä tukea pastatulostuksen, asennuksen ja uudelleensulatuksen aikana. Hyvin pienet aukot vaativat vakaan sapluunan irtoamisen, kun taas epätasainen terminen massa voi lisätä juotosvaihteluita. Siksi paneelien kiskot, kuparin tasapaino ja kiinnittimien suunnittelu tulisi tarkistaa ennen ensimmäistä tuotantoerää eikä korjata toistuvien virheiden ilmaantumisen jälkeen.

Käytä pakkaukseen sopivaa tarkastusmenetelmää

AOI on hyödyllinen näkyvän napaisuuden, puuttuvien osien ja juotosvirheiden havaitsemiseksi. Röntgen voi soveltua WLCSP/BGA- tai piilotettujen liitäntäpisteiden testaukseen, kun taas optisten anturien ikkunat saattavat vaatia erillisen puhtaustarkastuksen. Mikään yksittäinen tarkastusmenetelmä ei takaa RF- tai biometristä suorituskykyä, joten tuotantotarkastus tulisi yhdistää asiakkaan määrittelemään sähköiseen ja toiminnalliseen testauslaajuuteen.

Suojaa taipuisat ja anturipinnat käsittelyn aikana

Pienet taipuisat kokoonpanot voivat vaurioitua rypistymisen, likaantumisen tai hallitsemattoman taivutuksen vuoksi. Työohjeissa tulee määritellä tartunta-alueet, tarjottimen suunta ja muovausrajat, jotta käyttäjät eivät käytä antennia tai optisen anturin aluetta käsittelyliuskana.

Älyrenkaan prototyyppien valmistuksen haasteet

Älyrenkaan prototyypin tulisi osoittaa, että se kestää todellisen kokoonpanoprosessin, eikä ainoastaan ​​toimi vaakatasossa penkillä. Ennen siirtymistä pilotti- tai massatuotantoon, kokoonpanon tulisi vastata valmistusta koskeviin kysymyksiin, jotka todennäköisimmin aiheuttavat uudelleentyöstöä tai saantohävikkiä.

• Voidaanko jousto muotoilla koteloksi ilman, että komponenttien tyynyjä tai jäykkiä ja joustavia siirtymiä rasitetaan?
• Säilyttääkö akku antennin suojat ja optisen ontelon lopullisen kokoonpanon jälkeen?
• Täyttävätkö BLE- ja PPG-toiminnot edelleen asiakkaan määrittelemät hyväksymiskriteerit kootussa renkaassa?
• Voidaanko lataus, ohjelmointi ja toiminnan testaus suorittaa piirilevyn muodostamisen jälkeen?
• Voidaanko kokoonpanoa käsitellä, purkaa paneeleista ja pakata vahingoittamatta taipuisia tai optisia pintoja?

Prototyyppien debug-alustoilla tai -liittimillä tulisi myös olla selkeä tuotantoon korvaavien osien suunnitelma. Highleap Electronics voi käyttää varhaista valmistusprosessia kokoonpano-, työkalu-, tarkastus- ja testausongelmien tunnistamiseen ennen kuin suunnittelu siirretään pilotti- tai uusintatuotantoon. Asiakas ei tarvitse täydellistä tarjouspyyntöpakettia keskustelun aloittamiseksi; saatavilla olevia Gerber/ODB++-tietoja, osaluetteloita, joustopiirustuksia, tavoitemääriä ja testausvaatimuksia voidaan tarkastella vaiheittain.

Älyrenkaan prototyypistä massatuotantoon

Volyymivalmistus siirtää painopisteen "voimmeko valmistaa sen?" -kysymyksestä "voimmeko valmistaa samaa asiaa toistuvasti?" -kysymykseen. Osaluettelo tarvitsee hyväksyttyjä vaihtoehtoja. Joustomateriaalin ja paksuuden on oltava hallittuja. SMT-kiinnitysten, uudelleensulatuksen ja paneelien purkamisen on oltava toistettavia. Ohjelmoinnin ja testauksen on sovittava sykliaikatavoitteisiin. Nämä ovat osa-alueita, jotka määräävät saannon ja kustannukset enemmän kuin renkaan markkinointivaatimukset.

DFM ja DFA

Ennen tuotantoon lähtöä tarkista komponentin ja reunan välinen välys, taipuisan osan siirtymägeometria, juotosmaskin verkko, läpivientialusta, akun kiinnitys, latauskoskettimet, optiset aukot ja antennin suojat. DFA:n tulisi myös tarkistaa, osaavatko käyttäjät kohdistaa muotoillun taipuisan osan oikein ja voidaanko akku tai kotelo asentaa painamalla komponentteja.

Tuoteluettelon saatavuus

Puettavilla antureilla ja miniatyyripakkauksilla voi olla pitkät toimitusajat tai rajoitetusti vaihtoehtoja. Hankintariski tulisi tunnistaa ennen kuin kotelo lukitaan yhden ainutlaatuisen pakkauksen ympärille. Vaihtoehto saattaa vaatia erilaisen optisen ikkunan, antennin yhteensopivuuden tai jalanjäljen, joten "toinen lähde" ​​on usein tekninen projekti eikä ostamalla tehtävä korvaava vaihtoehto.

Toiminnallinen testi ja saanto

Tuotanto voi tarkistaa ohjelmoinnin, lepovirran, anturitiedonsiirron, BLE-linkin, latauksen ja perusoptisen vasteen. Testitiedot tulisi sidota piirilevyn versioon ja sarjanumeroon, kun jäljitettävyys on tarpeen. Tuottotavoitteet tulisi mitata erikseen paljaalle piirilevylle, SMT:lle, taipuisalle muovaukselle ja lopulliselle toiminnalliselle testaukselle, jotta tiimi tietää, missä kustannuksia menetetään.

Highleap Electronics voi tukea julkaistujen piirilevyjen valmistus- ja piirilevyaskeleita. Lopullisen rengastiivistyksen, RF-karakterisoinnin, biometrisen algoritmin validoinnin ja tuotesertifioinnin tulisi pysyä OEM:n tai muiden erityisesti pätevien kumppaneiden vastuulla, ellei niistä ole tehty erillistä sopimusta.

Kuinka valita älyrengaspiirilevyjen ja piirilevyjen valmistaja

Älyrenkaiden toimittaja tarvitsee enemmän kuin tavallisia pienlevyjä (SMT). Valmistuskumppanin tulisi ymmärtää, miten taipuisa rakenne, HDI, pienet kotelot, antennien geometria ja optisten anturien sijoittelu vaikuttavat toisiinsa. Hyödyllisin tehdaspalaute saadaan ennen työkalujen ja paneloinnin jäädyttämistä, jolloin suunnittelu voi vielä absorboida DFM-muutoksia häiritsemättä koteloa.

• Joustava ja jäykkä-joustava valmistus varsinaista vapautettua pinoa varten.
• HDI/microvia/via-in-pad-prosessointi, kun paketin poistuminen sitä vaatii.
• Hienojakoiset SMT-levyt ja kiinnikkeet ohuille tai joustaville kokoonpanoille.
• BLE SoC:n, PPG-anturin, IMU:n, PMIC:n ja RF-sovituskomponenttien hallittu hankinta.
• AOI/röntgen/optinen tarkastus valitaan pakkaus- ja antuririskin mukaan.
• Ohjelmointi, univirran tarkistukset, BLE ja asiakkaan määrittelemä toiminnallinen testi.
• Dokumentoitu siirto prototyyppipaneelista/prosessista toistuvaan tuotantoon.

Tarjouspyyntöpaketti

Kun nämä tiedot ovat saatavilla, Highleap voi tarkastella todellisia valmistusriskejä ja antaa piirilevy-/piirilevypohjaisen tarjouksen. Tavoitteena ei ole käyttää jokaisessa renkaassa edistyneintä piirilevyteknologiaa, vaan ainoastaan ​​sitä monimutkaisuutta, joka on tarpeen julkaistujen mekaanisten, radiotaajuus-, optisten ja luotettavuusvaatimusten täyttämiseksi toistettavissa olevalla tuotantotuotolla.

Usein Kysytyt Kysymykset