可穿戴电子设备及其部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体上涉及计算设备的领域，并且更具体地涉及可穿戴电子设备及其部件。
【背景技术】
[0002]近十年来，对可穿戴电子设备的兴趣已经不断增长。然而，常规设计、制造和封装技术已经限制了可穿戴电子设备的性能和能力。
【附图说明】
[0003]通过结合附图参考以下【具体实施方式】将更容易理解实施例。为了便于描述，相似的附图标记表示相似的结构要素。在附图的图中，通过示例的方式而不是限制的方式来示出实施例。
[0004]图1是根据各种实施例的具有电阻开关的可穿戴电子设备的框图。
[0005]图2是根据各种实施例的说明性电阻开关的示意图。
[0006]图3是根据各种实施例的具有眼镜作为可穿戴支撑结构的可穿戴电子设备的透视图。
[0007]图4是根据各种实施例的具有戒指作为可穿戴支撑结构的可穿戴电子设备的透视图。
[0008]图5是根据各种实施例的具有手镯作为可穿戴支撑结构的可穿戴电子设备的透视图。
[0009]图6是根据各种实施例的制造可穿戴电子设备的第一方法的流程图。
[0010]图7示出了根据各种实施例的可穿戴电子设备的模塑部件，该模塑部件具有位于模塑材料的外表面处的导电焊盘。
[0011]图8示出了根据各种实施例的可穿戴电子设备的模塑部件，该模塑部件具有位于模塑材料的外表面处的多个导电焊盘。
[0012]图9-16示出了根据各种实施例的用于制造图8的模塑部件的方法中的各种操作。
[0013]图17示出了根据各种实施例的在插槽的互补腔中容纳图7的模塑部件的可穿戴电子设备。
[0014]图18是根据各种实施例的具有在手镯的插槽中容纳的模塑部件的可穿戴电子设备的侧视图。
[0015]图19是根据各种实施例的制造模塑部件(例如，用于可穿戴电子设备)的方法的流程图。
[0016]图20是可以由本文公开的可穿戴电子设备或其部件中的任何设备或部件来全部或部分地实施的示例性计算设备的框图。
【具体实施方式】
[0017]可穿戴电子设备不仅为计算技术提供了新市场，而且还提出了新挑战。与常规台式、便携式和移动设备相比，可穿戴电子设备典型地具有简化的功能。例如，可穿戴电子设备通常比常规设备小并且可以具有特定要求(例如，有限的功耗、增大的可靠性和/或增大的防潮/防水性)，满足这些要求可能是非常具有挑战性的。另外，可穿戴电子设备所需的功能可以不同于通常在移动计算设备中实施的功能。例如，可穿戴电子设备可以更适合于执行特殊任务，例如提供用于对不同于可穿戴电子设备的设备进行控制的用户界面。
[0018]开关提供了用户接口设备的一个示例，对于该用户接口设备，常规技术可能没有为可穿戴电子设备提供适合的解决方案。诸如电容式开关、机械开关和旋钮等常规开关可以具有复杂的机械结构，该复杂的机械结构可能在使用期间过早和/或太频繁地失效。此夕卜，它们的复杂机械结构使得这些常规开关相对昂贵、不足够鲁棒以承受日常穿戴、太大以至于不能被包含在所需的可穿戴支撑结构中、并且难以提供足够的防潮/防水性。这些常规开关中的一些开关还要求总体恒定水平的功耗，以使它们保持“唤醒”，这在功耗意识可穿戴电子设备环境中可能不能得到。本文公开的实施例中的各种实施例可以为可穿戴电子设备应用提供廉价、鲁棒且易于使用的开关。例如，在一些实施例中，可穿戴电子设备可以包括耦合到(例如，当可穿戴电子设备被穿戴时)与用户的身体“永久”接触的第一电极和“可触摸”第二电极的电阻开关。当用户触摸第二电极时，可以触发开关。这样的可穿戴电子设备可以具有低功耗、可以是高度鲁棒的并且能够防潮/防水、可以是易于使用的、可以占用小的面积(对于诸如戒指、腕带、手表或眼镜等小型可穿戴设备来说是重要的考虑)、和/或可以对制造而言是非常成本高效的。
[0019]另外，常规半导体封装技术已经生成了不容易集成到可穿戴电子设备中的大体上矩形的封装。例如，常规“方形”半导体封装可以宽松地放入主机可穿戴设备的底架中，但是可能需要额外的机构来将常规半导体封装紧密地保持在底架中。常规半导体封装可能需要额外的支撑机构来将底架上的电引脚连接到半导体封装衬底上的输入/输出(I/O)焊盘，并且确保电引脚和I/O焊盘齐平。此外，常规的基于印刷电路板(PCB)的半导体封装包括安装在常规封装衬底上以将硅插入到PCB上(如在常规台式和膝上型计算系统中所做的)的硅模块。然而，本文中认识到，可以不必将硅管芯安装在常规衬底上以使其包含在可穿戴设备中，并且因此在一些实施例中，可以从可穿戴电子设备的硅封装组件中除去封装衬底，并且减小可穿戴电子设备的尺寸和整体成本。
[0020]本文公开了包括模塑部件的可穿戴电子设备，其中嵌入式管芯连接到位于嵌入模塑材料的外表面处的导电焊盘。在一些实施例中，这些设备可以提供独特的、无衬底的半导体封装组件，其中半导体封装可以采用能够被紧密地放入主机可穿戴支撑结构(例如，主机可穿戴电子设备)的底架(例如，插槽)中的任意形状或形状因子。在一些实施例中，可以将封装组件上的I/o焊盘放置在组件的外表面上的任何方便的位置，使得焊盘可以容易地且紧密地与主机可穿戴支撑结构中的底架中包括的电引脚或其它结构(在本文中通常被称为“焊盘”或“接触部”)电接触，而不需要额外的支撑或互连机构。这可以降低成本并且提尚可靠性。
[0021]此外，这样的可穿戴电子设备的各种实施例可以使I/O焊盘能够设置在模塑部件的外表面上的任意位置，并且因此可以使设计者不受被限制在封装衬底的“平台(land) ”侧的I/O焊盘的约束。事实上，与常规设备相反，导电焊盘可以被模塑材料而不是被衬底保持在合适的位置。在一些实施例中，模塑部件可以包括在管芯上的导电接触部与模塑材料的外表面处的导电焊盘之间的嵌入式引线接合互连。引线接合的该使用可以与常规引线接合方法完全不同，在常规引线接合方法中接合引线被限制于将管芯耦合到衬底或将管芯耦合到另一个管芯。
[0022]在以下【具体实施方式】中，对形成【具体实施方式】的一部分的附图做出参考，在附图中以相似的附图标记表示相似的部分，并且通过可以被实践的说明性实施例的方式来示出附图。应该理解，在不背离本公开内容的范围的情况下，可以使用其它实施例并且可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，不应以限制性意义来理解以下【具体实施方式】，并且由所附权利要求及其等价物来限定实施例的范围。
[0023]可以以最有助于理解所要求的主题的方式来将各种操作依次描述为多个分立动作或操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必需依赖于顺序。特别地，可以不以所呈现的顺序来执行这些操作。可以以与所描述的实施例不同的顺序来执行所描述的操作。可以执行各种额外的操作和/或可以在额外的实施例中省略所描述的操作。
[0024]出于本公开内容的目的，短语“A和/或B”指⑷、⑶或(A和B)。出于本公开内容的目的，短语“A、B和/或C”指(A)、⑶、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C) O
[0025]说明书使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，该短语可以指相同或不同的实施例中的一个或多个。如本文所使用的，短语“耦合”可以指两个或更多元件直接物理或电接触，或指两个或更多元件不与彼此直接接触，但是仍然彼此合作或相互作用(例如，经由可以执行它们自己的转换或具有它们自己的作用的一个或多个中间元件)。例如，在两个元件与公共元件通信(例如，存储器设备)时，两个元件可以彼此耦合。此外，如关于本公开内容的实施例所使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”等为同义的。如本文所使用的，术语“电路”可以指代或包括以下电路或是以下电路的部分:执行一个或多个软件或固件程序的特殊应用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和/或存储器(共享、专用或组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其它适合的硬件部件。
[0026]图1是根据各种实施例的可穿戴电子设备100的框图。设备100可以包括具有第一表面104和第二表面106的可穿戴支撑结构102。在一些实施例中，第一表面104和第二表面106可以设置在可穿戴支撑结构102的共同侧或面上，而在其它实施例中，第一表面104和第二表面106可以设置在可穿戴支撑结构102的不同侧或面上。本文讨论了关于第一表面104和第二表面106的相对定位的多个变型(例如，参考图3-5)，但是可以使用第一表面104和第二表面106的任何适合的布置。可穿戴支撑结构102可以包括任何适合的可穿戴支撑结构，例如一件首饰(例如，耳环、手镯、戒指、腕带、身体穿刺首饰或项链)、一件衣服(例如，衬衫、内衣、袜子或紧身衣、手套、裤子、裙子、连衣裙、鞋子或帽子)，或另一可穿戴配件(例如，眼镜、围巾、耳罩、护目镜、用于心率监视器或其它设备的胸带、臂带、绷带、支具或其它整形支撑结构、钢笔、挂件、或者胰岛素栗或其它可穿戴医疗设备)。
[0027]设备100可以包括位于第一表面104处的第一电极108。如本文所使用，“电极”可以是被布置为用作与用户的身体接触的电接触点的任何导电材料。第一电极108和第一表面104可以被布置为使得在设备100被用户穿戴在用户身体的一部分112上时(例如，根据可穿戴支撑结构102的标准用法)，第一电极108被布置为接触用户身体的部分112中的用户的皮肤。设备100还可以包括位于第二表面106处的第二电极110。第二电极110和第二表面106被布置为使得在设备100被用户穿戴在用户身体的部分112上时(例如，根据可穿戴支撑结构102的标准用法)，第二电极110被布置为不接触用户身体的部分112中的用户的皮肤。尽管在附图中的各个图中所描绘的电极可以被示为具有特定形状(例如，圆形)的占地面积，但是根据本文所公开的设备可以使用具有任何适合的形状的电极。在一些实施例中，可以选择电极的形状以符合电极所在的表面或符合电极要接触的用户身体的部分。
[0028]例如，在可穿戴支撑结构102被成形为用于穿戴的耳环的一些实施例中，用户身体的部分112可以是用户的耳垂。第一表面104可以是耳环的在耳环被穿戴时接触用户的耳垂的皮肤的表面，并且第一电极108可以位于第一表面104处。例如，如常规所知，第一电极108可以是用于将耳环固定到用户的耳垂的金属杆。第二表面106可以是耳环的在耳环被穿戴时不接触用户的耳垂的皮肤的表面(例如，耳环的背向用户的耳垂的表面)，并且第二电极110可以位于第二表面106处，以便在耳环被穿戴时不接触用户的耳垂的皮肤。该实施例仅为说明性的，并且可以使用任何适合的布置(例如，下文参考图3-5所讨论的布置中的任何布置)。在一些实施例中，第一电极108延伸离开第一表面104 (例如，并且轻轻地压入用户的皮肤)以增加第一电极108与用户的身体之间的可靠接触的可能性。在这样的实施例中，第一电极108可以设置在第一表面104上或可以至少部分地嵌入第一表面104中。
[0029]设备100还可以包括电阻开关114。如本文所使用，“电阻开关”可以指具有被分隔开的两个电极的部件，以使得在导电材料(例如，用户身体的部分)桥接两个电极以改变它们之间的电阻时，部件的状态改变以指示这样的桥接已经发生。例如，当电阻开关的两个电极被桥接时，从一对输出端子看进去的电压或电阻可能改变，或电流可能在一对输出端子之间流动。电阻开关114可以耦合在第一电极108与第二电极110之间。特别地，电阻开关114可以包括第一输入端子117、第二输入端子119、第一输出端子116、以及第二输出端子118。对于电阻开关，如常规所知，改变第一输入端子117与第二输入端子119之间的电阻可以引起第一输出端子116与第二输出端子118之间的电压的变化。特别地，在一些实施例中，提供第一输入端子117与第二输入端子119之间的电流通路可以引起第一输出端子116与第二输出端子118之间的电压的变化。
[0030]如图1所示，第一输入端子117可以耦合到第一电极108，并且第二输入端子119可以耦合到