I PCB dei dispositivi IoT e indossabili devono garantire consumi energetici estremamente bassi, comunicazioni wireless stabili e tolleranza ad ambienti complessi con vincoli spaziali estremi. Grazie all'innovazione dei materiali (rivestimento flessibile/nano), agli aggiornamenti di processo (HDI/LDS) e all'ottimizzazione a livello di sistema, possono soddisfare i rigidi requisiti degli utenti in termini di portabilità, lunga durata della batteria e connettività fluida.
I principi fondamentali sono i seguenti:
I dispositivi IoT e indossabili (come smartwatch, braccialetti per il monitoraggio della salute, nodi sensori, ecc.) devono raggiungere un equilibrio tra miniaturizzazione, basso consumo energetico, comunicazione wireless e adattabilità ad ambienti complessi. Di seguito sono riportati gli aspetti su cui ci concentriamo durante il processo di produzione e assemblaggio:
O Utilizzare circuiti stampati flessibili (FPC) o circuiti stampati rigidi per soddisfare i requisiti di piegatura (ad esempio, raggio di curvatura del cinturino dello smartwatch ≤ 3 mm).
Substrato ultra sottile (spessore ≤ 0,4 mm), abbinato al processo HDI (interconnessione ad alta densità), diametro del foro passante ≤ 0,1 mm, larghezza/spaziatura delle linee ≤ 50 μ m.
Utilizzare componenti confezionati 01005 (0,4 mm × 0,2 mm) o confezionati a livello di wafer (WLCSP) per ottenere una densità di integrazione >500 pin/cm².
Integrazione dell'antenna: incidere direttamente le antenne (come Bluetooth/Wi Fi
Banda di frequenza 2,4 GHz) su PCB tramite tecnologia LDS (Laser Direct Molding).
Adottando la regolazione dinamica della tensione (DVFS) e la modalità deep sleep, con corrente statica ≤ 1 μ A (come i dispositivi con batteria a bottone con tempo di standby >1 anno).
O Utilizzare MCU a bassissimo consumo energetico (come la serie Nordic nRF) e moduli di recupero energetico (efficienza di conversione dell'energia solare/cinetica >15%).
Il circuito di gestione della ricarica supporta la ricarica wireless (standard Qi) e la bobina è integrata nello strato interno del PCB con uno spessore ≤ 0,2 mm.
Il circuito di protezione della batteria al litio deve superare la certificazione UL 2054, con un tempo di risposta alla protezione da sovraccarico/scarica eccessiva inferiore a 10 ms.
O Adattamento dell'impedenza dell'antenna (50 Ω± 5%), utilizzando una rete di adattamento di tipo π o una topologia di tipo T per ridurre la perdita di ritorno (S11 ＜ -10 dB).
Il cablaggio RF adotta una struttura a guida d'onda coplanare (CPW) per evitare di attraversare lo strato di riferimento segmentato e garantire l'integrità del segnale.
Installare fogli schermanti magnetici in schiuma conduttiva o nanocristallini nelle aree sensibili e superare i test di radiazione FCC Parte 15B e CE RED.
La linea del segnale di clock utilizza un cablaggio serpentino o un avvolgimento del filo di terra per sopprimere le interferenze armoniche.
Spruzzare un rivestimento nano-idrofobico (angolo di contatto>150°) per ottenere il livello di protezione IP67/IP68 (come i braccialetti da nuoto).
Il connettore adotta un tappo in gomma impermeabile o una saldatura laser ed è stato testato per 1000 ore a 85 ℃/85% di umidità.
La scheda FPC ha superato 100.000 test di flessione (raggio 2 mm, angolo 180°) e il tasso di allungamento della lamina di rame è superiore al 15%.
I componenti vengono fissati utilizzando un adesivo Underfill o polimerizzabile ai raggi UV, con un'altezza di resistenza alle cadute ≥ 1,5 m (MIL-STD-810G).
Precisione del montaggio superficiale SMT ± 25 μm (richiede rilevamento SPI 3D) per impedire la saldatura virtuale dei micro giunti di saldatura.
Utilizzare la tecnologia di saldatura selettiva per evitare surriscaldamento e deformazione nelle aree flessibili (controllo della temperatura ± 3 ℃).
Test delle prestazioni wireless: verificare l'efficienza OTA (trasmissione via etere) >40% in una camera anecoica a microonde.
Test del consumo energetico: simula scenari reali (ad esempio monitoraggio della frequenza cardiaca + trasmissione Bluetooth), con un consumo energetico totale di ≤ 10 mW.
Il modulo di comunicazione wireless deve superare la certificazione FCC/CE/RoHS e supportare più bande di frequenza (ad esempio LoRa 868 MHz/915 MHz).
I biosensori (come quelli per il monitoraggio dell'ossigeno nel sangue) devono essere conformi alla norma ISO 13485 o alla norma FDA 21 CFR Parte 820 (dispositivi indossabili di grado medico).
Integrare chip di crittografia hardware (come ATECC608A) che supportano gli algoritmi AES-256/SHA-256 per impedire la manomissione dei dati.
