iPhone 4 Гироскоп Разрушение

Шаг 1

Прежде чем мы начнем разбираться с мелочами, давайте разберемся, что на самом деле делает гироскоп.

Согласно : «Гироскоп - это устройство для измерения или поддержания ориентации, основанное на принципах сохранения углового момента». Ключевая фраза - «измерение или поддержание ориентации», и именно поэтому iPhone 4 содержит одну из этих штуковин.

Механический гироскоп - как показано на рисунке слева - использует вращающийся ротор в центре, чтобы обнаружить изменения в ориентации.

В iPhone 4 используется микроскопическая электронная версия гироскопа , называемая MEMS гироскоп.

Шаг 2

представляет собой встроенную систему, которая объединяет электронные и механические компоненты в очень небольших масштабах.

Базовое устройство MEMS состоит из и микромеханического кремниевого датчика.

Чип AGD1 2022 FP6AQ, обнаруженный в iPhone 4, представляет собой гироскоп MEMS, который, по слухам, был разработан .

Шаг 3

подтвердила, что гироскоп MEMS, обнаруженный внутри iPhone 4, практически идентичен стандартному STMicroelectronics гироскоп.

Изображение кристалла, которое вы видите слева, изображено на кристалле MEMS GK10A, найденном в L3G4200D.

GK10A состоит из пластины, называемой «пробной массой», которая вибрирует (), когда сигнал привода подается на набор пластин накопительных конденсаторов ,

Когда пользователь поворачивает телефон, контрольная масса перемещается в направлениях X, Y и Z под действием сил . Процессор ASIC определяет смещение пробной массы через пластины конденсатора, расположенные под пробной массой, а также концевые конденсаторы по краям корпуса.

Шаг 4

Матрица ASIC V654A (вид слева) преобразует крошечные емкостные сигналы от кристалла MEMS GK10A в цифровой сигнал, который подается на iPhone 4.

Эти данные используются, например, для поворота рулевого колеса автомобиля или для в одном из многочисленных видеороликов iPhone 4 игры.

Для инженеров-механиков: чувствительность MEMS-гироскопов обычно составляет мВ / дпс (или градусов в секунду), поэтому выходной сигнал генератора (в мВ), деленный на чувствительность (мВ / дпс), обеспечивает угловую скорость, приложенную к пакету в градусах в секунду.

Шаг 5

Чипы на следующих этапах не являются частью iPhone 4, но включены для иллюстрации невероятных структур гироскопов MEMS.

На этих фотографиях показан трехосный MEMS-гироскоп ST LYPR540AH, снятый сканирующим электронным микроскопом ().

MEMS-устройствам требуются чрезвычайно сложные и чувствительные для обеспечения точности, необходимой для надежных датчиков.

Большинство MEMS-устройств требуют комбинации осаждения слоя пленки, формирования рисунка для маскировки областей осажденной пленки, оставшихся после травления, и травления для удаления избытка пленки для достижения конечного продукта.

Шаг 6

Гироскопы MEMS могут иметь отличные конструкции осцилляторов, такие как этот гироскоп Kionix. Такого рода красота невидима невооруженным глазом, скрытая глубоко под черным покровом.

Микронные полосы на изображениях дают представление об их миниатюрном масштабе. Толщина осциллятора, показанного на втором рисунке, составляет около четверти диаметра среднего человеческого волоса или около трех красных кровяных клеток, расположенных рядом.

Шаг 7

Здесь показано изображение упаковки SiTime SI8002AC со снятым внешним защитным кожухом.

ASIC, которая преобразует необработанные сигналы генератора, накладывается на верхнюю часть самого генератора, и эти два провода соединяются вместе для передачи сигнала. Весь этот блок полностью запечатан внутри пластиковой наружной упаковки.

Второе изображение представляет собой рентгеновский снимок конфигурации уложенной матрицы Bosch BMA 220. Проволочные соединения соединяют матрицы как вместе, так и с решеткой шариковых решеток.

Пакетирование штампов позволяет производителям микросхем упаковать больше функциональности на одной площади. Это особенно важно в мобильных устройствах, таких как iPhone 4, где место на плате минимально.

Шаг 8

Эти два изображения представляют собой SEM-сканирование генератора внутри SiTime SI8002AC.

Большое количество инженерных разработок относится к разработке, производству и внедрению MEMS-устройств. Устройства MEMS действительно устраняют разрыв между электротехникой и машиностроением, а их проектирование включает в себя вклад промышленных инженеров, материаловедов, механиков, электротехников, химиков, компьютерщиков и программистов.

Большое спасибо за предоставление удивительных изображений, используемых в этом демонтаже!