iPhone 4 Gyroscope Teardown

iPhone 4 Gyroscope Teardown 3 axes MEMS gyroscope de l'iPhone 4.

Rédigé par: Andrew Bookholt

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iPhone 4 Gyroscope Teardown

INTRODUCTION La dernière création d'Apple - l'iPhone 4 - dispose d'un gyroscope MEMS dans sa jolie coque. Mais comment fonctionne cette petite puce, et qu'est-ce qu'elle fait? Nous nous sommes associés à Chipworks pour vous donner un aperçu approfondi de la science derrière ces gyroscopes à micro-échelle. Nous avons également complété un manuel de réparation iPhone 4 avec des guides de réparation étape par étape pour réparer votre propre iPhone. Nous proposons actuellement de nombreuses pièces iPhone 4 .

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Étape 1 — iPhone 4 Gyroscope Teardown

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Avant d'entrer dans le Nitty Gritty des choses, nous allons comprendre ce qu'est un gyroscope fait en réalité.

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Selon la définition de Wikipedia , "Un gyroscope est un dispositif pour la mesure ou le maintien de l' orientation, sur la base des principes de la conservation du moment angulaire." La phrase clé est la mesure ou le maintien de l' orientation, ce qui est la raison exacte d' un iPhone 4 contient un de ces gadgets.

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Gyroscope mécanique - comme celui représenté sur la gauche utilise un rotor de filature dans le centre de détecter les changements d'orientation.

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L'iPhone 4 utilise une version microscopique, électronique d'une vibration gyroscope, appelé un gyroscope MEMS .

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Étape 2

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Un microsystème (MEMS) est un système embarqué qui intègre des composants électroniques et mécaniques à une très petite échelle.

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Un dispositif MEMS de base se compose d'un ASIC et un capteur au silicium micro-usiné.

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La puce AGD1 2022 FP6AQ trouvé dans l'iPhone 4 est un gyroscope MEMS répandu pour être conçu par STMicroelectronics .

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Étape 3

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Chipworks a confirmé que le gyroscope MEMS trouvé à l' intérieur de l'iPhone 4 est presque identique à un hors-the-shelf STMicroelectronics L3G4200D gyroscope.

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L'image de la filière que vous voyez sur la gauche est celle des MEMS GK10A meurent, trouvé dans le L3G4200D.

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Le GK10A est composé d'une plaque, appelée la «masse d' épreuve," qui vibre ( oscille ) lorsqu'un signal de commande est appliqué à un ensemble de plaques de condensateur d'entraînement.

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Lorsqu'un utilisateur fait tourner le téléphone, la masse d' épreuve se déplace dans le X, Y, et Z par Coriolis forces. Un processeur ASIC détecte le déplacement de la masse d'épreuve par des plaques de condensateur situées en dessous de la masse d'épreuve, ainsi que les condensateurs des doigts sur les bords de l'emballage.

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Étape 4

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La filière V654A ASIC (vu sur la gauche) convertit les signaux capacitifs minuscules du GK10A MEMS meurent en un signal numérique qui est introduit dans l'iPhone 4.

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Ces données sont utilisées, par exemple, pour tourner le volant d'une voiture ou à viser une arme à feu dans l' un des nombreux jeux vidéo de l' iPhone 4.

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Pour les ingénieurs mécaniques: la sensibilité des gyroscopes MEMS est généralement en mV / dps (ou degrés par seconde), de sorte que la sortie de l'oscillateur (en mV) divisé par la sensibilité (mV / dps) fournit la vitesse angulaire appliquée à l'emballage en degrés par seconde.

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Étape 5

 Les puces dans les étapes ci-dessous ne font pas partie de l'iPhone 4, mais sont inclus pour illustrer les incroyables structures de gyroscopes MEMS. 

Montré dans ces photos est le ST LYPR540AH MEMS Tri-axe gyroscope, abattu par un microscope électronique à balayage ( MEB ).

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Dispositifs MEMS nécessitent extrêmement compliquées et délicates procédures de fabrication pour produire le genre de précision nécessaire pour les capteurs fiables.

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La plupart des dispositifs MEMS exigent une combinaison de dépôt d'une couche de film de motif pour masquer des zones du film déposé à rester après la gravure, et la gravure pour éliminer l'excès de film pour obtenir le produit final.

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Étape 6

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gyroscopes MEMS peuvent en vedette des dessins d'oscillateur impressionnant, comme ce gyroscope Kionix. Ce genre de beauté est invisible à l'œil nu, enterré profondément sous une couverture noire.

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Les barres de microns sur les images donnent une idée de leur échelle minuscule. L'épaisseur de l'oscillateur représenté sur la seconde image est d'environ un quart du diamètre du cheveu humain moyen, soit environ trois globules rouges placés côte à côte.

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Étape 7

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On voit ici une photo de l'emballage SiTime SI8002AC avec son boîtier de protection externe enlevé.

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Un ASIC - qui convertit les signaux bruts de l'oscillateur - est empilé sur le dessus de l'oscillateur lui-même, et les deux sont liés ensemble fil pour le transfert de signal. Cet ensemble est complètement scellé à l'intérieur de l'emballage extérieur en plastique.

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La deuxième image est un X-Ray d'une configuration de puces empilées d'un BMA Bosch 220. Les liaisons filaires relient les matrices à la fois ensemble et au réseau de grille à billes. 

Empilement des matrices permet aux fabricants de puces pour emballer plus de fonctionnalités sur la même empreinte. Ceci est particulièrement important dans les appareils mobiles tels que l'iPhone 4, où l'espace de carte est minime.

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Étape 8

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Ces deux images sont des scans MEB de l'oscillateur à l'intérieur du SiTime SI8002AC.

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Une grande partie de l'ingénierie va dans la conception, la fabrication et la mise en œuvre de dispositifs MEMS. dispositifs MEMS vraiment combler l'écart entre l'ingénierie électrique et mécanique, et leur conception implique des contributions de l'industrie, des matériaux, mécanique, électrique, chimique, l'ordinateur et les ingénieurs logiciels.

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Un grand merci à Chipworks pour fournir les images étonnantes utilisés dans ce teardown!

To reassemble your device, follow these instructions in reverse order. Ce document a été généré pour la dernière fois le 2017-06-25 08:00:14 PM.

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