AppleWatch拆解过程

　　本文主要展示AppleWatch的主板结构以及其中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。

　　AppleWatch

　　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便接踵而至。本文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AppleWatch。

　　产品外观和拆解照

　　产品拆解照

　　部件合照

　　引领产业的科技

　　TapticEngine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TapticEngine共同与你的感官互动，带来一种细致而微妙的使用体验。

　　ForceTouch压感触控是苹果在2015春季发布的全新的触控板技术。通过ForceTouch，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。ForceTouch是自Multi-Touch之后，又一个意义非凡的全新传感功能。

　　AppleWatch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。AppleWatch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。AppleWatch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，AppleWatch先利用红外线每10分钟就测量你的心率。不过，如果红外线系统提供的读数不充分时，AppleWatch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AppleWatch的产品外观及拆解照后，SITRI将在这部分主要为大家展示AppleWatch的主板结构以及其中传感器的相关信息。

　　S1SiP主板

　　我们在AppleWatch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26.15mmx28.50mm的主板上，集成了多达14颗左右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。

S1SiPOMPackageThicknessPhoto

　　Apple Watch拆解：主板结构及内部传感器工艺深度分析

　　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。

　　S1SiPPackageSEMCrossSectionPhoto

　　EDSAnalysisforS1SipPackage

　　AppleWatch中的传感器

　　惯性传感器

　　早前推测的惯性组合传感器为Invensense的产品，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AppleWatch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3.00x3.00x0.86mm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。

　　ST6-axisIMUPackagePhoto

　　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WireBonding的方式与ASIC芯片进行键合连接。

　　ST6-axisIMUPackageX-rayTopViewandSideViewPhoto

　　ST6-axisIMUASICOMDiePhoto

　　ST6-axisIMUASICOMDieMark

　　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，下面4层都为铜布线。数字区域中测量到的线宽为121.0nm。

　　ST6-axisIMUASICDieSEMGeneralStructure

　　ST6-axisIMUASICDieSEMPolyGateinLogicArea

　　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发布的iNEMOInertialModule如出一辙。加之2013年ST新推出Always-On6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。AppleWatch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？

　　ST6-axisIMUMEMSIRDiePhoto