คู่มือการออกแบบ PCB และการผลิต PCBA สำหรับอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกาย

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกายต้องรวมเซ็นเซอร์ การเชื่อมต่อ บลูทูธ จอแสดงผลหรืออินเทอร์เฟซแสดงผล ระบบสัมผัส และแผงวงจรจัดการแบตเตอรี่ไว้ในตัวเรือนแบบสวมใส่ที่บาง ความท้าทายทางวิศวกรรมไม่ได้อยู่ที่ระบบย่อยใดระบบหนึ่ง แต่เป็นการทำให้ทุกระบบทำงานร่วมกันได้โดยยังคงรักษาคุณภาพของเซ็นเซอร์ ประสิทธิภาพการทำงานแบบไร้สาย และอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานหลายวัน แผงวงจรพิมพ์เดียวกันอาจต้องรองรับ PPG แบบออปติคอล IMU หน่วยความจำแฟลช การชาร์จ และมอเตอร์สั่น โดยไม่ทำให้โหลดเหล่านั้นรบกวนเส้นทางการวัดที่ละเอียดอ่อน

การผลิตอุปกรณ์สวมใส่ยังเพิ่มข้อจำกัดทางด้านกลไกและสิ่งแวดล้อมอีกด้วย แผงวงจรอาจบาง เป็นPCB แบบยืดหยุ่นหรือPCB แบบแข็งและยืดหยุ่นได้ชิ้นส่วนต่างๆ อาจอยู่ใกล้กับตัวเคสมาก เหงื่อและความชื้นอาจเข้าไปถึงรอยต่อที่ไม่สมบูรณ์ และผลิตภัณฑ์นั้นจะถูกชาร์จและสวมใส่ซ้ำๆ ดังนั้น ต้นแบบที่ประสบความสำเร็จจึงต้องมีแผนการผลิตที่ครอบคลุมตั้งแต่การจัดตำแหน่งเซ็นเซอร์ การเว้นระยะห่างของเสาอากาศ การประกอบแบบ SMT ที่มีระยะห่างละเอียด การเคลือบหรือการปิดผนึกส่วนต่อประสาน และการทดสอบการทำงาน

บริษัท Highleap Electronics สามารถผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และ ชุดประกอบ PCB สำหรับ อุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกายตามที่ลูกค้าออกแบบ จัดหาส่วนประกอบ ประกอบแพ็คเกจที่มีระยะห่างขาแคบและชุดประกอบแบบยืดหยุ่นตามที่ระบุ และดำเนินการเขียนโปรแกรมและการทดสอบการทำงานตามที่ลูกค้ากำหนด ความแม่นยำทางไบโอเมตริกขั้นสุดท้าย อัลกอริทึม และการกล่าวอ้างทางการแพทย์หรือด้านสุขภาพนั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของการผลิต PCB ทั่วไป

ลำดับความสำคัญทางวิศวกรรมห้าประการที่กำหนดแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกาย

สถาปัตยกรรมนี้แตกต่างจากแหวนอัจฉริยะเป็นหลัก เนื่องจากอุปกรณ์ติดตามข้อมือมักมีพื้นที่ผิวเรียบมากกว่าและอาจมีหน้าจอแสดงผล พื้นที่เพิ่มเติมนี้ทำให้แผงวงจรพิมพ์แบบแข็งหรือแบบหลายชั้นบางๆ ทั่วไปใช้งานได้จริงมากกว่า แต่ขั้วต่อจอแสดงผล อินเทอร์เฟซแบบสัมผัส และโหลดแบบสัมผัสก็สร้างความท้าทายด้านการเดินสายและการจ่ายพลังงานขึ้นมา การเลือกโครงสร้างที่เหมาะสมควรพิจารณาจากตัวเรือนและความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์มากกว่าการสันนิษฐานว่าอุปกรณ์สวมใส่ทุกชิ้นจำเป็นต้องใช้แบบแข็ง-ยืดหยุ่นหรือ HDI

แพ็คเกจการผลิตควรระบุด้วยว่าฟังก์ชันใดเป็นโมดูลและฟังก์ชันใดเป็นระดับชิป โมดูล BLE ที่ได้รับการรับรองล่วงหน้าสามารถลดความซับซ้อนของเลย์เอาต์ RF ได้ แต่ต้องแลกมาด้วยพื้นที่ที่มากขึ้น ในขณะที่ BLE SoC ที่มีเสาอากาศ PCB สามารถประหยัดพื้นที่ได้ แต่ต้องการการจัดวางอ้างอิงและการควบคุมการจับคู่ที่เข้มงวดกว่า ข้อแลกเปลี่ยนเดียวกันนี้ใช้ได้กับโมดูลเซ็นเซอร์แสงแบบรวมเมื่อเทียบกับ LED และโฟโตไดโอดแบบแยกชิ้น

การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการรวมระบบออปติคอลของเซ็นเซอร์ PPG

PPG แบบสะท้อนแสงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์สวมใส่ข้อมือ LED จะส่องสว่างเนื้อเยื่อ และตัวตรวจจับแสงจะรับสัญญาณสะท้อนที่ถูกปรับเปลี่ยน เซ็นเซอร์แสงแบบสวมใส่ได้แบบบูรณาการสามารถรวมถึงไดรเวอร์ LED, วงจรอนาล็อกส่วนหน้า และ ADC แต่ก็ยังต้องพึ่งพาหลักการทางแสงเชิงฟิสิกส์ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) กำหนดตำแหน่งของส่วนประกอบ ตัวเรือนกำหนดการสัมผัสกับผิวหนัง การแยกแสง และเส้นทางของแสง

เรขาคณิตของ LED ต่อโฟโตไดโอด

ระยะห่างและการวางแนวควรเป็นไปตามคำแนะนำอ้างอิงของผู้ผลิตเซ็นเซอร์และแบบแผนการออกแบบทางแสงของ OEM การเคลื่อนย้ายเซ็นเซอร์เพื่อให้การเดินสายง่ายขึ้นอาจเปลี่ยนแปลงเส้นทางการวัด ดังนั้นโครงร่างของแผงวงจรและจุดอ้างอิงทางกลควรทำให้ตำแหน่งของเซ็นเซอร์สามารถทำซ้ำได้เมื่อเทียบกับหน้าต่างที่หันเข้าหาข้อมือ

การแยกแสง

การรั่วไหลของแสงโดยตรงจาก LED ไปยังโฟโตไดโอดอาจลดสัญญาณที่มีประโยชน์ได้ สิ่งกีดขวางทางกล ซีลสีดำ และชิ้นส่วนขึ้นรูปมักมีประสิทธิภาพมากกว่าทองแดงบนแผ่นวงจรพิมพ์ แบบร่างการประกอบควรระบุพื้นที่ห้ามวางชิ้นส่วนสะท้อนแสง เพื่อป้องกันไม่ให้มาสก์บัดกรี กาว สารเคลือบ หรือชิ้นส่วนสะท้อนแสงที่อยู่ใกล้เคียงรุกล้ำเข้าไปในช่องว่างที่กำหนดไว้

ไฟฟ้าและสายดิน

พัลส์ LED สร้างกระแสไฟฟ้าชั่วขณะซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อวงจรอนาล็อกด้านหน้าหรือแหล่งจ่ายไฟของ MCU การแยกวงจรและการเชื่อมต่อกลับควรเป็นไปตามแบบการออกแบบอ้างอิงของเซ็นเซอร์ รางแบตเตอรี่ที่ดูเสถียรที่กระแสเฉลี่ยอาจลดลงระหว่างพัลส์ LED หรือการส่งสัญญาณวิทยุ ดังนั้นการทดสอบต้นแบบควรบันทึกรูปคลื่นที่เกิดขึ้นจริง

อย่านำเซ็นเซอร์ตรวจวัดสุขภาพไปใช้เป็นข้ออ้างทางการแพทย์ที่ไม่มีหลักฐานรองรับ

การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) สามารถตรวจสอบการสื่อสารของเซ็นเซอร์และการตอบสนองทางแสงตามที่ลูกค้ากำหนดได้ แต่ไม่ได้เป็นการรับประกันความถูกต้องทางคลินิกหรือสถานะด้านกฎระเบียบ รายละเอียดสินค้าและใบเสนอราคาจากโรงงานควรระบุขอบเขตเหล่านี้ให้ชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุปกรณ์ติดตามมีคลื่นแสงที่เกี่ยวข้องกับ SpO2 หรือคุณสมบัติเกี่ยวกับอัตราการเต้นของหัวใจ

สถาปัตยกรรมพลังงานเพื่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานหลายวัน

อายุการใช้งานแบตเตอรี่เป็นผลมาจากรูปแบบการทำงานที่ถ่วงน้ำหนักตามเวลา อุปกรณ์ติดตามอาจใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในโหมดประหยัดพลังงาน ตื่นขึ้นมาเป็นระยะเพื่อเก็บข้อมูลจากเซ็นเซอร์ กระพริบไฟ LED PPG รีเฟรชหน้าจอ บันทึกข้อมูล และส่งข้อมูลผ่าน BLE ดังนั้น การออกแบบจึงควรปรับให้เหมาะสมทั้งกระแสไฟขณะหยุดทำงานและพลังงานในช่วงเวลาที่มีการทำงาน

การเลือกตัวควบคุม

ตัวแปลง LDO สามารถให้แรงดันไฟฟ้าที่เรียบง่ายและเงียบเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และโหลดใกล้เคียงกัน ตัวแปลง Buck หรือ Buck-Boost สามารถดึงพลังงานที่ใช้งานได้มากขึ้นเมื่อแบตเตอรี่คายประจุ แต่จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนจากการสวิตช์และกระแสไฟขณะหยุดทำงาน ตัวแปลง PMIC แบบสวมใส่ได้อาจรวมการชาร์จและแรงดันไฟฟ้าหลายระดับเข้าด้วยกัน สถาปัตยกรรมที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับช่วงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ความไวของเซ็นเซอร์ และรอบการทำงาน มากกว่าความชอบทั่วไปสำหรับ LDO หรือ DC-DC

การทดสอบกระแสไฟฟ้าในการผลิต

กระแสไฟขณะพักเครื่องเป็นเครื่องมือตรวจสอบที่มีประโยชน์ในกระบวนการผลิต เนื่องจากปัญหาต่างๆ เช่น การเชื่อมต่อตะกั่วผิดพลาด ค่าส่วนประกอบที่ไม่ถูกต้อง การรั่วไหล หรือการตั้งค่าเฟิร์มแวร์ที่ไม่ถูกต้อง อาจทำให้กระแสไฟเพิ่มขึ้นอย่างมาก อุปกรณ์ที่ใช้ควรระบุสถานะของเฟิร์มแวร์และเวลาในการปรับตัว นอกจากนี้ยังสามารถวัดขีดจำกัดกระแสไฟขณะทำงานได้ในระหว่างการทำงานของเซ็นเซอร์หรือ BLE การทดสอบเหล่านี้มีความหมายมากกว่าการตรวจสอบเพียงแค่ว่าบอร์ดเปิดใช้งานได้หรือไม่

การจัดวางเสาอากาศ BLE, การใส่ที่ข้อมือ และพื้นที่ห้ามเข้า (RF Keep-Out)

อุปกรณ์สวมใส่ข้อมือทำงานใกล้กับร่างกาย จอแสดงผล แบตเตอรี่ และตัวเรือน วัสดุเหล่านี้มีผลต่อเสาอากาศ หากอุปกรณ์ติดตามใช้เสาอากาศแบบ PCB พื้นที่ห้ามใช้งานและกราวด์อ้างอิงรอบๆ เสาอากาศนั้นเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ RF สายอ่อน ขอบโลหะ หรือการเลื่อนตำแหน่งของแบตเตอรี่อาจทำให้การปรับจูนเปลี่ยนไป แม้ว่าแผนผังวงจรวิทยุจะยังคงเหมือนเดิมก็ตาม

ปฏิบัติตามแผนผังอ้างอิงวิทยุ

การจัดวาง แผงวงจรพิมพ์ RF : วงจรจับคู่สัญญาณและรูปทรงการป้อนสัญญาณของ BLE SoC ควรคงไว้ใกล้เคียงกับแบบอ้างอิงที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว การเททองแดง รูเชื่อมต่อ และแผ่นทดสอบที่เพิ่มเข้ามาบริเวณเสาอากาศอาจทำให้ค่าความจุและความต้านทานปรสิตเปลี่ยนแปลงได้ DFM ควรระบุโซน RF ว่าเป็นโซนที่ควบคุมโดยการออกแบบ เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงด้านการผลิตเกิดขึ้นที่อื่น เว้นแต่ฝ่ายวิศวกรรมจะอนุมัติ

การรับน้ำหนักของร่างกาย

ควรตรวจสอบประสิทธิภาพ RF บนอุปกรณ์สวมใส่ที่ประกอบเสร็จแล้วหรืออุปกรณ์ยึดที่เหมาะสม เนื่องจากข้อมือจะเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของเสาอากาศ การทดสอบช่วงบนแผงวงจรพิมพ์เปล่ามีประโยชน์สำหรับการแก้ไขข้อบกพร่อง แต่ไม่ได้แสดงถึงสภาวะสุดท้าย การทดสอบในขั้นตอนการผลิตสามารถตรวจสอบหาชิ้นส่วน RF ที่ขาดหาย/วางผิดตำแหน่ง และยืนยันการสื่อสาร ในขณะที่การปรับแต่งเสาอากาศอย่างสมบูรณ์เป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบทางวิศวกรรม

การทำงานร่วมกันระหว่างจอแสดงผลและเซ็นเซอร์

ขอบจอแสดงผลที่เคลื่อนไหวเร็วและตัวควบคุมการสลับอาจสร้างสัญญาณรบกวนรอบๆ วิทยุ ในขณะที่สัญญาณวิทยุแบบเป็นช่วงๆ อาจรบกวนวงจรแสงหรือวงจรอนาล็อกที่ไวต่อสัญญาณรบกวนได้ การจัดวางทางกายภาพ ระนาบอ้างอิง และการกำหนดตารางเวลาสามารถลดการรบกวนได้ วิธีการแก้ไขที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์แต่ละชนิด หน้าที่ของฝ่ายผลิตคือการรักษาการจัดวางที่กำหนดไว้และการจับคู่ส่วนประกอบต่างๆ

แผงวงจรพิมพ์บาง, แผงวงจรแบบยืดหยุ่น, แผงวงจรแบบแข็งและยืดหยุ่น และเมื่อ HDI มีประโยชน์

อุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกายสามารถใช้แผงวงจรหลายชั้นที่บางและแข็งแรงได้ เมื่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์พอดีกับตัวเรือนส่วนกลาง วัสดุที่ยืดหยุ่นได้อาจเชื่อมต่อจอแสดงผล ปุ่มด้านข้าง จุดสัมผัสการชาร์จ หรือแผงเซ็นเซอร์ที่หันเข้าหาข้อมือ วัสดุที่แข็งและยืดหยุ่นได้สามารถลดจำนวนตัวเชื่อมต่อและความหนาได้ ในกรณีที่โครงสร้างทางกลได้รับประโยชน์ ไม่ควรคิดว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะใช้ได้ผลเสมอไปเพียงเพราะผลิตภัณฑ์นั้นเป็นอุปกรณ์สวมใส่ได้

HDI จะมีประโยชน์เมื่อ BGA ที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบ หรือข้อจำกัดด้านพื้นที่อย่างรุนแรง ทำให้การเดินสายแบบมาตรฐานผ่านรูเชื่อมต่อทำได้ยาก ไมโครเวียและรูเชื่อมต่อในแผ่นรองสามารถเพิ่มความหนาแน่นของทางออกได้ แต่ก็เพิ่มความซับซ้อนในการผลิต ทีมออกแบบควรเปรียบเทียบกับแพ็คเกจที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อย หรือการจัดวางส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ก่อนที่จะตัดสินใจใช้ HDI เพียงเพราะต้องการความสวยงาม

ควรใช้โครงสร้างที่วางแผนไว้แบบเดียวกันตั้งแต่เนิ่นๆ ในการผลิตต้นแบบและการผลิตจำนวนมาก แผงวงจรประเมินผลที่หนาและแข็งแรงสามารถพิสูจน์เฟิร์มแวร์ได้ แต่ให้ข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเสาอากาศ การจัดเรียงแสง หรือความยืดหยุ่นของอุปกรณ์สวมใส่ที่จะผลิตจริง ฮาร์ดแวร์ DVT/นำร่องที่ตั้งใจจะผลิตจริงนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งก่อนที่จะสรุปการทดสอบเครื่องมือและความน่าเชื่อถือ

แผงวงจรพิมพ์ (PCBA) สำหรับอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกาย: เซ็นเซอร์, จอแสดงผล และระบบสั่น (BGA/QFN/LGA)

อุปกรณ์สวมใส่ได้มักใช้แพ็คเกจ MCU/SoC แบบ QFN หรือ BGA เซ็นเซอร์วัดแรงเฉื่อยขนาดเล็กแบบ LGA โมดูลออปติคอล คอนเนคเตอร์จอแสดงผลแบบ FPC และชิ้นส่วนพาสซีฟขนาดเล็ก ความเสี่ยงในการประกอบแตกต่างกันไป แพ็คเกจแบบต่อปลายด้านล่างต้องการการควบคุมปริมาณสารนำไฟฟ้าที่ดี ในขณะที่คอนเนคเตอร์แบบยืดหยุ่นต้องการการจัดแนวและการรองรับทางกล เซ็นเซอร์ออปติคอลต้องการหน้าต่างที่สะอาดและการวางแนวที่แม่นยำ

อุปกรณ์รีโฟลว์และอุปกรณ์ที่ไวต่อความชื้น

การจัดการชิ้นส่วนควรเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความชื้นและการหลอมละลายของผู้ผลิต แผ่นวงจรบางอาจบิดงอได้ระหว่างการให้ความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการกระจายตัวของทองแดงไม่สม่ำเสมอ รางแผงและอุปกรณ์ยึดช่วยปรับความเรียบเพื่อการพิมพ์และการจัดวาง หากมีส่วนประกอบที่ยืดหยุ่นได้ แผงประกอบอาจต้องมีการเสริมความแข็งแรงชั่วคราวหรือเครื่องมือรองรับ

มอเตอร์สั่นสะเทือน

มอเตอร์สัมผัส (Haptic motor) มีโครงสร้างทางไฟฟ้าที่เรียบง่าย แต่มีผลกระทบทางกลไกสูง มันดึงกระแสไฟฟ้าเป็นจังหวะ และสามารถสร้างการรบกวนทางแม่เหล็กหรือการสั่นสะเทือนกับเซ็นเซอร์ได้ แผงวงจรและตัวเรือนควรจัดเส้นทางกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์ให้ห่างจากจุดอ้างอิงที่ไวต่อความเสียหาย และควรมีการลดแรงดึงสำหรับสายไฟหรือขั้วต่อ การทดสอบการทำงานควรทดสอบมอเตอร์โดยตรง เพราะการเชื่อมต่อที่ผิดพลาดอาจทำให้ผ่านการทดสอบเซ็นเซอร์ดิจิทัลทั้งหมดได้

ขั้วต่อจอแสดงผล

การวางแนวของ FPC เป็นความเสี่ยงที่พบได้บ่อยในกระบวนการผลิต ภาพวาดประกอบควรแสดงด้านที่เสียบสายเคเบิล ตำแหน่งของขาพิน และตำแหน่งของตัวล็อค สัญญาณแสดงผลความเร็วสูงควรคงเส้นทางอ้างอิงไว้ผ่านทางช่องต่อ และ DFM ไม่ควรเพิ่มส่วนต่อขยายทดสอบขนาดใหญ่ลงในช่องสัญญาณที่ไวต่อเวลา

การตรวจสอบ

AOI สามารถตรวจสอบรอยบัดกรีที่มองเห็นได้และขั้วไฟฟ้าได้ อาจใช้รังสีเอ็กซ์สำหรับรอยต่อที่ซ่อนอยู่ของ BGA/QFN/LGA เมื่อจำเป็น หน้าต่างเซ็นเซอร์แสงอาจต้องมีการตรวจสอบการปนเปื้อนแยกต่างหาก ขั้นตอนการตรวจสอบเหล่านี้ควรพิจารณาจากความเสี่ยงที่แท้จริงของบรรจุภัณฑ์มากกว่าที่จะระบุไว้โดยไม่เลือกปฏิบัติสำหรับแผงวงจรอุปกรณ์สวมใส่ทุกชิ้น

ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์สวมใส่: ทนต่อเหงื่อ ความชื้น แรงกระแทก และการชาร์จไฟประจำวัน

อุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกายต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงกว่าแผงเซ็นเซอร์สำหรับใช้งานบนโต๊ะทำงาน เหงื่อและไอน้ำอาจเข้าไปถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้หากซีลเสื่อมสภาพ ตัวเครื่องอาจถูกทำตก ถูกงอโดยข้อมือ สัมผัสกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง และถูกชาร์จซ้ำๆ การออกแบบและการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สามารถช่วยเพิ่มความทนทานได้ แต่ตัวเรือนยังคงเป็นเกราะป้องกันสิ่งแวดล้อมหลัก

การเคลือบแบบ Conformal

สารเคลือบอาจช่วยปกป้องวงจรบางส่วนจากความชื้นหรือสิ่งปนเปื้อนได้ แต่ต้องปิดบังบริเวณที่สัมผัสกับขั้วต่อ จุดชาร์จ เสาอากาศ เซ็นเซอร์แสง และจุดทดสอบตามความจำเป็น ความหนาและองค์ประกอบทางเคมีของสารเคลือบอาจส่งผลต่อการซ่อมแซมและการทำงานด้านคลื่นวิทยุ/แสง ควรระบุไว้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่เพิ่มเข้ามาโดยอัตโนมัติเพียงเพราะผลิตภัณฑ์นั้นเป็นอุปกรณ์สวมใส่ได้

การรองรับตัวเชื่อมต่อและข้อต่อบัดกรี

จุดเชื่อมต่อสำหรับชาร์จไฟ ขั้วต่อ USB ในบางแบบ และสายไฟของมอเตอร์ ควรได้รับการรองรับทางกล เพื่อไม่ให้แรงกดจากผู้ใช้งานในแต่ละวันตกอยู่กับจุดเชื่อมต่อด้วยการบัดกรีเพียงอย่างเดียว ส่วนโค้งงอควรหลีกเลี่ยงการโค้งงอที่คมกริบบริเวณขอบของตัวเสริมความแข็งแรง การทดสอบการตกกระแทกและการบิดตัวในระดับผลิตภัณฑ์มีความจำเป็นเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของโครงสร้างเหล่านี้

การกัดกร่อนและคราบตกค้าง

คราบไอออนิกสามารถเร่งการกัดกร่อนได้เมื่อมีความชื้น ดังนั้นข้อกำหนดในการทำความสะอาดจึงควรสอดคล้องกับความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์และความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์และตัวเชื่อมต่อ การระบุว่าฟลักซ์เป็นแบบ "ไม่ต้องทำความสะอาด" ไม่ได้หมายความว่าชุดประกอบนั้นเหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์สวมใส่ที่มีความชื้นทุกประเภทโดยอัตโนมัติ ผู้ผลิตควรเป็นผู้กำหนดกระบวนการที่ยอมรับได้

ปัจจัยที่ส่งผลต่อต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกาย และการวางแผนตั้งแต่ต้นแบบจนถึงการผลิต

แผงวงจรพิมพ์เปล่า (Bare PCB) เป็นเพียงส่วนหนึ่งของต้นทุนอุปกรณ์สวมใส่เท่านั้น เซ็นเซอร์แสง ชิป BLE จอแสดงผล แบตเตอรี่ โครงสร้างแบบยืดหยุ่น และค่าแรงในการทดสอบ อาจเป็นส่วนประกอบที่มีต้นทุนสูงกว่า ดังนั้น การลดต้นทุนจึงควรพิจารณาถึงการประกอบโดยรวมและผลผลิตโดยรวม มากกว่าการบังคับให้มีจำนวนชั้นน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

การสร้างต้นแบบควรตรวจสอบการจัดเรียงทางแสง ประสิทธิภาพ BLE บนข้อมือ ระยะเวลาการใช้งานแบตเตอรี่ ความร้อนขณะชาร์จ กระแสไฟขณะพัก และความพอดีของตัวเรือน การสร้างในระดับนำร่องควรตรวจสอบการจัดวางแผง การขึ้นรูปด้วยความยืดหยุ่น การเคลือบ/การปิดบัง การตั้งโปรแกรม และอุปกรณ์ทดสอบ การผลิตในปริมาณมากจึงมุ่งเน้นไปที่ความต่อเนื่องของรายการวัสดุ การอนุมัติทางเลือก การตรวจสอบย้อนกลับ และผลผลิตของกระบวนการ

ชิ้นส่วนทดแทนที่ได้รับการอนุมัติควรได้รับการตรวจสอบทางวิศวกรรม เนื่องจากชิ้นส่วนอุปกรณ์สวมใส่ที่ดูเหมือนเทียบเท่ากันอาจมีการเปลี่ยนแปลงความสูงของบรรจุภัณฑ์ การใช้พลังงาน พฤติกรรมคลื่นวิทยุ หรือการตอบสนองทางแสง การนำชิ้นส่วนทดแทนที่มีการควบคุมมาใช้ในระหว่างการผลิตล็อตนำร่องนั้นปลอดภัยกว่าการทดแทนโดยอัตโนมัติในช่วงที่สินค้าขาดแคลนมาก

เวลาในการทดสอบมักเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อต้นทุนซึ่งมักถูกมองข้าม อุปกรณ์ที่สามารถตั้งโปรแกรมเฟิร์มแวร์ วัดกระแสไฟขณะพักเครื่อง ตรวจสอบเซ็นเซอร์ ตรวจสอบการชาร์จ และตรวจสอบ BLE ในขั้นตอนอัตโนมัติเดียว สามารถชดเชยต้นทุนการพัฒนาได้อย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับการตรวจสอบแต่ละหน่วยด้วยตนเอง

วิธีการเลือกผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกาย

คู่ค้าด้านการผลิตควรมีความเชี่ยวชาญในการประกอบเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก การจัดการกับวัสดุที่ยืดหยุ่น และการควบคุมการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่ำ/คลื่นวิทยุ แต่ไม่ควรรับผิดชอบต่ออัลกอริธึมไบโอเมตริกหรือความถูกต้องแม่นยำด้านสุขภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ความสัมพันธ์ที่ดีที่สุดกับซัพพลายเออร์คือการรักษาขอบเขตให้ชัดเจน: ฝ่ายวิศวกรรมกำหนดระบบการวัดและคลื่นวิทยุ ส่วนฝ่ายผลิตรักษารูปแบบที่เผยแพร่แล้วและตรวจสอบการประกอบเทียบกับการทดสอบที่กำหนดไว้

• ผลิตจากวัสดุหลายชั้นบาง ยืดหยุ่น หรือกึ่งยืดหยุ่น ที่เข้ากับโครงสร้างที่ออกแบบไว้
• ความสามารถในการใช้งาน HDI/microvia เมื่อต้องการการเดินสายแบบละเอียดเป็นพิเศษ
• การประกอบคอนเนคเตอร์ BGA/QFN/LGA และ FPC พร้อมการตรวจสอบที่เหมาะสมกับระดับความเสี่ยง
• การจัดหาชิ้นส่วนอย่างมีระบบสำหรับเซ็นเซอร์แสง, BLE SoC, PMIC และชิ้นส่วนปรับคลื่นความถี่วิทยุ (RF matching)
• การตั้งโปรแกรม การวัดกระแสไฟขณะนอนหลับ และการทดสอบการทำงานของเซ็นเซอร์/BLE ที่ลูกค้ากำหนดเอง
• การถ่ายโอนกระบวนการจากต้นแบบไปสู่การผลิตซ้ำพร้อมรายการวัสดุ (BOM) และการควบคุมการแก้ไข

ชุดเอกสารขอใบเสนอราคา (RFQ)

บริษัท Highleap Electronics สามารถตรวจสอบแพ็คเกจดังกล่าวสำหรับการผลิต PCB การจัดหาชิ้นส่วน และการเสนอราคา PCBA โดยมีเป้าหมายเพื่อรักษาโครงสร้างทางเรขาคณิตของเซ็นเซอร์ที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว สถาปัตยกรรมพลังงานต่ำ รูปแบบ RF และกระบวนการประกอบไว้ แม้ว่าปริมาณการผลิตจะเพิ่มขึ้น โดยไม่เพิ่มความซับซ้อนในการผลิตที่ไม่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

ข้อกำหนดด้านการผลิตควรได้รับการตรวจสอบโดยเทียบกับไฟล์แบบที่เผยแพร่แล้ว ข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตชิ้นส่วน และข้อกำหนดด้านการตรวจสอบหรือข้อบังคับที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย