Разборка Apple Watch X-ray

Введение

Apple Watch - это сложное маленькое устройство. Вы могли убедиться в этом во время нашего Разборка Apple Watchно не смогли увидеть его насквозь, до сих пор.

Мы сотрудничаем с компанией Creative Electron чтобы облучить носимое устройство Apple рентгеновскими лучами и показать вам, из чего оно сделано. Присоединяйтесь к нам, поскольку мы отправляемся в мир невидимого - пришло время для разбора на плотность!

Хотите больше возможностей заглянуть в новые устройства? Надевайте свои рентгеновские очки и следите за нашими Instagram, Twitter и Facebook!

Что вам понадобится

Инструменты

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Шаг 1 Рентгеновский разбор Apple Watch

• Когда-то давно компания Creative Electron выложила на сайт рентгеновский снимок iPhone 6..

• Мы ахнули. Сильно. И сделали их своими новыми лучшими друзьями.

• А недавно несколько удачливых технических писателей провели день, играя с наукой, в их офисе в солнечном Сан-Маркосе, Калифорния.

• Технические характеристики Creative Electron включают:

• Линейка совершенно крутых рентгеновских систем контроля

• Потрясающие сотрудники

• Отличная проницательность

Шаг 2

• Первое, на что мы обращаем внимание, - это то, что, хотя батарея занимает большую часть внутреннего пространства часов, на рентгеновских снимках она почти не видна. (Это как бы дымчатая заплатка справа).

• Как и все в Apple Watch, батарея была разработана, чтобы быть маленькой и очень тонкой. В больших устройствах, таких как смартфоны, более толстые батареи поглощают больше рентгеновских лучей, и поэтому их легче обнаружить.

• Самые плотные (и, следовательно, самые темные) компоненты на картинке - это магниты, такие как динамики в левом нижнем углу, Taptic Engine и маленький магнит в центре, который выравнивает зарядное устройство.

Шаг 3

• Яблоки против апельсинов: мы сравниваем Apple Watch с Nike+ Sport GPS.

• Apple Watch гораздо плотнее упакованы, практически не занимают лишнего места и имеют очень заметную катушку индуктивной зарядки.

• У Nike (сравнительно) огромные винты, просторное расположение микросхем и датчики, выходящие за пределы центрального корпуса часов.

Шаг 4

• Первая остановка - цифровая заводная головка. Apple много рассказывала о том, насколько это круто, поэтому мы, конечно же, положили ее в коробку и облучили лучами.

• Несмотря на свой крошечный размер, заводная головка имеет классическую механическую конструкцию - резьбовые компоненты и мощную втулку.

• Как мы видели в нашем первоначальном разборечасть заводного вала на внутренней стороне корпуса часов покрыта крошечными насечками. Непосредственно под ними находится оптический излучатель/сенсор, который считывает показания, когда насечки прокручиваются мимо.

• Бум, энкодер.

Шаг 5

• Двигаясь вдоль внешнего края, мы подошли к боковой кнопке.

• Даже под рентгеновским снимком эта кнопка выглядит явно в духе Apple.

• Не желая терять хорошую дизайнерскую палитру, Apple выбрала нечто, очень похожее на подпружиненную кнопку включения iPhone 6.

Шаг 6

• Taptic Engine и составляющая его трясущаяся масса - один из самых темных, а значит, и самых плотных компонентов в часах.

• Чтобы получить максимальную отдачу (вибрацию), Apple поместила в Taptic Engine крошечный и тяжелый грузик, который обеспечивает вибрационную обратную связь с вашим запястьем.

• Несмотря на то, что он крошечный, он все равно занимает много драгоценного внутреннего пространства Apple Watch. Хотя некоторые пользователи предпочли бы, чтобы это место занял более емкий аккумулятор, Apple явно считает Taptic Engine важной частью пользовательского опыта.

• Благодаря рентгеновскому снимку можно увидеть, что 'двигатель' представляет собой линейный актуатор. Пружины перемещают груз вверх и вниз (из стороны в сторону, когда он находится на запястье), создавая эффект вибрации.

• У Creative Electron есть отличное видео некоторых вибрационных двигателей, работающих в реальном времени внутри рентгеновского аппарата. Рад.

Шаг 7

• Следующей насущной проблемой является кнопка отсоединения ремешка.

• Простой на первый взгляд механизм на самом деле состоит из двух слоев скрепленных между собой пружинных штифтов.

• А что это справа от ленты? Таинственный диагностический порт.

• Расскажите нам свои секреты! К сожалению, рентгеновские снимки не делают эти часы менее скрытными.

Шаг 8

• К счастью, рентгеновское зрение открывает секреты компонентов на уровне платы:

• Индукторы обнаруживают свои проволочные катушки.

• Конденсаторы остаются темными и неуловимыми со всеми своими обернутыми диэлектрическими слоями.

• Резисторы почти невидимы, если не считать припоя, который плавится и образует галтель по краям резистора.

• Невидимые кристаллы скрыты под защитными стенками, но расположены близко к процессору, чтобы минимизировать задержки и помехи сигнала.

• Точки и вихри на втором изображении могут выглядеть как одноклеточные организмы, но это не так.

• Вихри - это проволочные катушки индуктивного зарядного устройства. Большие темные пятна - это крепления для микросхемы, а волнистый фоновый рисунок - микросхема флэш-памяти. Подробнее об этом позже...

Шаг 9

• Точность компоновки электроники просто невероятна. Пакеты масштаба чипа (CSP) усеивают плату, и при таком ограниченном пространстве точность является ключевым фактором, что означает высокую стоимость производства.

• Большая часть стоимости обусловлена тем, что плата в значительной степени заполнена CSP, в отличие от более крупных паяных корпусов.

Шаг 10

• И вот он. Сайт Apple S1 компьютер-на-чипе. Там, где раньше нам помешали, мы получили лучший вид с интересным анализом.

• Заключив S1 в смолу, Apple смогла использовать проволочное соединение для многих соединений между микросхемами в Пакет на пакете (PoP) стеки. Это невероятно маленькие соединения, обычно 10-17 микрон.

• Это экономит место, поскольку паяные пакеты были бы толще, но требует совершенно нового уровня производственного опыта.

• Вот один открытый чип на S1 - гироскоп и акселерометр STMicroelectronics.

Шаг 11

• Наши друзья из Chipworks провели последние две недели за работой, взламывая S1. Вот что они нашли:

• Apple S1 System in Package (SiP) состоит из более чем 30 отдельных компонентов, закрепленных на одной плате, которая затем заливается кремнеземной или алюминиевой композитной смолой - подобно обычной упаковке микросхем, но для всей платы.

• В основе S1 лежит новый процессор Apple APL0778, изготовленный по 28 нм техпроцессу LP от Samsung.

• Это небольшой шаг назад по сравнению с 20 нм процессором Apple A8, который поставлялся вместе с iPhone 6 в сентябре. Похоже, что энергоэффективность в часах Apple Watch будет иметь еще большее значение, чем в iPhone. Учитывая, что Samsung теперь производит чипы по еще более мелкому 14 нм техпроцессу, мы ожидаем увеличения времени автономной работы следующих Apple Watch.

• Ознакомьтесь с полным анализом Chipworks здесь.

Шаг 12

• Флеш-память выглядит флип-чип на подложку, с точками пайки на лицевой стороне. Нас поразил необычный, неравномерный рисунок.

• Эксперты Creative Electron рассказали нам, что если посмотреть на узор на самом чипе, обращая внимание на направления соединений и проходов, то кажется, что эта плата состоит из четырех слоев - два сигнальных, питание и земля.

• При ближайшем рассмотрении шариков, соединяющих чип, мы замечаем внутри несколько пузырьков светлого цвета. Это называется пустотой.

• Большинство контактов между платами - медные. Но поскольку медь очень быстро окисляется (ржавеет), перед соединением ее нужно промыть кислотой. Эта кислота называется флюсом и используется для 'смачивания' припоя к металлическим площадкам. Пустоты возникают, когда флюс не полностью смыт.

• В зависимости от степени загрязнения это может негативно сказаться на долговечности. Чистые, ровные соединения позволяют рассеивать тепло, в то время как пустоты позволяют теплу накапливатьсячто сокращает срок службы компонентов.

Шаг 13

• Еще одна вещь, которую мы заметили во время первоначального разбора, - это металлический сгусток неправильной формы в центре S1.

• По всей вероятности, это теплоотвод для плотно упакованного процессора S1.

• Под рентгеновским снимком эта область хорошо сочетается с центрирующим магнитом для зарядного устройства. Возможно, Apple спроектировала магнит с двойной целью - для выравнивания зарядного устройства и отвода тепла от SiP S1.

Комментарии к шагу

как магнит dors рассеивает тепло?

Существует 3 способа отвода тепла: излучение, конвекция и теплопроводность. Излучением и конвекцией можно пренебречь в таком маленьком корпусе. Проведение - единственный доступный механизм передачи тепла. Магнит в этой сборке представляет собой большой кусок металла, который помогает передавать тепло металлическому корпусу.

Шаг 14

• Подставляем дисплей под лучи, чтобы посмотреть, не упустили ли мы чего-нибудь.

• Выглядит он примерно так же, как и тот, что мы что мы видели раньше; кабели, чип, сенсор и т. д.

• Однако при ближайшем рассмотрении становится видно, что в нижней части экрана могут быть датчики силы нажатия.

• Эти прямоугольные пятна выглядят знакомыми в любом случае.

• Отпечаток контроллера сенсорного экрана и следы ленточного кабеля больше похожи на искусство, чем на миниатюрную технику.

Шаг 15

• Теперь несколько снимков, которые нам нравятся, потому что они красивые.

• Рентгеновское ложе можно регулировать, что позволяет делать крутые снимки под углом. Создается ощущение, что мы мчимся над городом по сетке.

• Еще одна интересная вещь, которую обнаруживает рентген, - это крошечные винтики, встроенные в корпус часов.

• Видно, что места для их увеличения не так уж много!

• Замысловатые трассы ленточных кабелей похожи на крошечные, красивые карты метро TRON, и они даже бывают цвет .!

• Изменения цвета указывают на изменение плотности, как и в случае с полутоновыми изображениями.

Шаг 16

• Затемнение... включите свет! Пришло время посветить лучами на нашу следующую цель - индуктивное зарядное устройство.

• Регулируя уровень мощности и экспозицию, мы можем увидеть различные слои зарядного устройства.

• Например, на первом изображении мы видим высококонтрастный силуэт внутренних компонентов зарядного устройства, вложенный в туманную дымку пластикового внешнего корпуса. А на последнем снимке видны компоненты на уровне платы.

• Забавный факт: мощность и ток можно регулировать. Меньшая мощность соответствует лучшему разрешению - и меньшему количеству кадров в секунду. Рентгеновские аппараты Creative Electron делают до 60 кадров в секунду, но этот был медленнее.

• Рентгеновский факт 2: Степень увеличения изображения прямо пропорциональна расстоянию между вольфрамовым датчиком и объектом. Он также обратно пропорционален расстоянию между объектом и источником рентгеновского излучения.

Шаг 17

• Не волнуйтесь, это НЛО не собирается похищать вас. Только если вы не крошечный и не ферромагнетик. Это просто центрирующий магнит, чтобы обеспечить хорошее выравнивание для зарядки.

• Если посмотреть на это зарядное устройство в виде печенья Oreo, то в нижней части находятся катушки индуктивности, а в верхней - плотный груз.

• К слову о плотности, вот карта с ЦВЕТА.

• Этот причудливый 3D-график показывает плотность внутренних элементов зарядного устройства: более высокие точки означают большую плотность. Темно-красный полукруг - это магнит, а желтый - зарядные катушки.

Шаг 18

• Слева мы видим ряд темных крышек сопряжения - вероятно, параллельно. Крошечные светлые точки внутри - это маленькие пустоты от пайки, оставшиеся после процесса производства.

• В зарядном устройстве довольно много 'мозгов'. Вероятно, оно понимает профиль зарядки аккумулятора, поэтому часам это не нужно. Экономия места!

• Сверху мы видим большой массив BGA (ball grid array), который, вероятно, обозначает наличие микросхемы управления питанием.

• Хотя плата довольно сложная, она кажется однослойной, без компонентов в нижней части (что логично, ведь часы должны лежать ровно и заряжаться).

• При ближайшем рассмотрении мы обнаруживаем небольшую сеть резисторов.

• Каждая нить в сети соединяет разные точки с разными резисторами.

• Однослойная печатная плата управления питанием - вероятно, толщиной не более 0,031 дюйма.

Шаг 19

• Рентгеновские лучи позволяют обнаружить еще одно невидимое инновационное лакомство: разгрузку от натяжения кабеля.

• Этот пружинистый кусочек металла обмотан дополнительной проволокой, так что если вы потянете слишком сильно, то не оторвете кабель от контактов.

• Похоже, Apple всерьез задумалась о долговечности устройства, и оно вполне может пережить часы, для зарядки которых предназначено.

• Покупатели подделок остерегайтесь, это не тупое зарядное устройство.

Шаг 20

• Еще раз спасибо нашим друзьям из Creative Electron!

• Мы с нетерпением ждем возможности сотрудничать с ними и продолжать знакомить вас с возможностями рентгеновского зрения.

• Если вы пропустили эту статью, обязательно ознакомьтесь с нашим оригинальным материалом Apple Watch Teardown.