便攜穿戴 PCB 的微型化突破-毫米級空間的集成術(shù)
來源:捷配
時間: 2025/10/10 09:38:37
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智能戒指、TWS 耳機、智能耳釘?shù)瘸⌒捅銛y穿戴設(shè)備,對 PCB 的尺寸要求已精確到 “毫米級”—— 某智能戒指的 PCB 需在 15mm×10mm 的區(qū)域內(nèi),集成心率傳感器、藍牙模塊、充電電路;某 TWS 耳機的 PCB 甚至要壓縮到 8mm×6mm,才能塞進耳機柄。普通 PCB 若采用傳統(tǒng) 2 層工藝,僅元件擺放就需 20mm×15mm 空間,根本無法適配超小尺寸。便攜穿戴 PCB 的微型化,核心是通過 “工藝升級、元件壓縮、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新”,在毫米級空間內(nèi)實現(xiàn) “全功能集成”,既要 “小”,還要 “能打”。

HDI 工藝是微型化的核心支撐。2 階 HDI(高密度互聯(lián))工藝通過 “盲孔 + 埋孔” 替代傳統(tǒng)通孔,大幅減少過孔占用空間:盲孔(連接表層與內(nèi)層)孔徑可縮小至 0.08mm,僅為傳統(tǒng)通孔(0.3mm)的 1/4,單個過孔占用面積從 0.07mm² 降至 0.005mm²;埋孔(連接內(nèi)層與內(nèi)層)隱藏在 PCB 內(nèi)部,不占用表層空間,讓表層可專注布局元件。以智能戒指 PCB 為例,采用 2 階 HDI 后,6 層 PCB 的尺寸可壓縮至 15mm×10mm,比傳統(tǒng) 2 層 PCB(25mm×18mm)縮小 60%,且能集成更多功能 —— 表層布局心率傳感器與藍牙天線,內(nèi)層布置電源管理與充電電路,通過盲埋孔實現(xiàn)層間互聯(lián),空間利用率提升至 90%。某智能戒指廠商通過 HDI 工藝,成功將 PCB 塞進 12mm 直徑的戒指內(nèi)環(huán),且功能無缺失。
超微型元件進一步壓縮空間。便攜穿戴 PCB 需選用 “微米級” 元件:阻容元件采用 008004 封裝(0.2mm×0.1mm),比傳統(tǒng) 01005 封裝(0.4mm×0.2mm)占用面積減少 75%;傳感器采用 WLCSP(晶圓級芯片封裝),如心率傳感器 MAX30105 的 WLCSP 封裝僅 1.6mm×1.6mm,比 QFN 封裝(3mm×3mm)體積縮小 78%;藍牙芯片選用超小封裝型號,如 Dialog DA14531 的 DFN 封裝僅 2.5mm×2.5mm,集成度達 90%。元件焊接需配合激光焊接工藝,焊盤精度控制在 ±0.01mm,確保 008004 元件焊接良率≥99.8%—— 某 TWS 耳機通過元件微型化,PCB 上集成了藍牙 5.3、觸控、充電三大功能,尺寸仍控制在 8mm×6mm,完美適配耳機柄。
柔性 PCB 與剛性 - 柔性結(jié)合設(shè)計,適配穿戴設(shè)備的異形結(jié)構(gòu)。智能手表表帶、智能手環(huán)的彎曲區(qū)域,需 PCB 具備柔韌性:采用杜邦 Kapton® PI 柔性基材(厚度 25μm),耐彎折次數(shù)≥5000 次 @半徑 1mm,比傳統(tǒng)剛性 FR-4 更能貼合人體曲線;剛性 - 柔性結(jié)合 PCB(R-F PCB)則在核心區(qū)域(如 MCU、傳感器)用剛性基材保證穩(wěn)定性,在連接區(qū)域用柔性基材實現(xiàn)彎曲,比如智能手表的 PCB,剛性部分(10mm×8mm)集成核心電路,柔性部分(2mm 寬)連接表帶傳感器,既縮小整體尺寸,又滿足佩戴需求。某智能手環(huán)通過 R-F PCB 設(shè)計,PCB 長度從 30mm 縮短至 20mm,表帶厚度減少 30%,佩戴更舒適。
針對便攜穿戴 PCB 的微型化需求,捷配推出超小尺寸解決方案:工藝支持 2 階 HDI(盲孔 0.08mm,埋孔 0.1mm),6 層 PCB 最小尺寸可達 10mm×8mm,空間利用率≥90%;元件適配 008004 超微型阻容、WLCSP 封裝傳感器、DFN 封裝藍牙芯片,焊接良率≥99.8%;結(jié)構(gòu)提供純?nèi)嵝?PCB(杜邦 PI 基材)與 R-F 結(jié)合 PCB 定制,耐彎折≥5000 次,適配異形穿戴設(shè)備。同時,捷配可通過 3D 建模模擬 PCB 布局,確保在小尺寸內(nèi)無功能沖突。此外,捷配支持 1-6 層微型穿戴 PCB 免費打樣,24 小時交付樣品,批量訂單可提供尺寸優(yōu)化方案,助力廠商研發(fā) “超小體積” 的便攜穿戴產(chǎn)品。

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