PPG传感器模块在智能手表的应用

背景

传感器制造商 S 公司的产品开发部门正在推进新 PPG 传感器模块(一种光学心率传感器模块)的开发*。该模块适用于智能手表，这是日常佩戴的可穿戴设备的常见示例。近年来，医疗保健、健身等医疗保健相关领域的数字化程度日益提高，智能手表在自我药疗等应用中的使用预计将随着收集生物特征信息的生命感应功能增加而增加。设计部门从他们的客户那里听到："我们希望下一代智能手表拥有比现有型号更多的功能，并且外形更紧凑，在注重设计的同时通过结合大容量电池实现长续航。" 设计部门希望推荐一种新的传感器解决方案，其传感器模块要有助于实现智能手表小型化并提供更高的性能。

*光电容积脉搏波 (PPG) 传感器使用光来检测血管中的循环血量变化。

课题

在为智能手表推荐内部设计更紧凑的模块时面临着众多问题...

智能手表具有收集健康数据(例如血压，心率和心电图)的功能，可以鼓励用户采用更健康的生活方式。他们还可以将这些数据无缝传输到佩戴者的智能手机。然而，随着功能的增加，耗电量也会增加，因此电池容量也必须增加，以实现更长的续航时间。此类原因也是主板，传感器和其他设备需要更紧凑和更高密度的组件的原因。

所有组件都必须在有限空间内组装，因此不仅传感器模块封装必须更紧凑，连接模块与主板的 FPC 和连接器也必须更紧凑。此外，在选择 FPC 和连接器之前，确保组装性、装配性、电源和信号传输性能等方面没有问题也很重要。

选择这些单独的组件并非易事。

设计部门的一名成员正在寻找理想的连接器，以便向客户推荐更紧凑的 PPG 传感器模块，他说：

"根据与我们合作多年的供应商所提供的信息，板对板连接器的最小间距为 0.35mm，不同供应商的外部尺寸并没有太大差异。我们想让零件更小巧，但又担心找不到可以确保稳定的电源和信号质量，并且容易制造(例如组装性和装配性)的紧凑连接器，所有这些都是关键问题。"

面对许多问题，而且无法找到适合模块小型化的连接器，这让他们忧心忡忡。

课题的要点

紧凑的传感器封装

更紧凑的模块所需要的FPC连接器特性：良好的组装性和装配性/高耐久性/良好的功率和信号传输性能

解决

选择业内最小的连接器之一

组装评估数据和智能手表采用历史是采用的关键

设计部门在寻找合适的连接器时，看到了一篇文章，指出JAE 开发出了间距0.3mm的连接器。他们立即对新产品产生了兴趣，并向JAE 咨询。

当他们就开发中的智能手表 PPG 传感器模块的问题咨询JAE时，JAE推荐了其紧凑型板对板连接器系列中的 WP56DK 系列。WP56DK系列已成功应用于智能手表。

这种板对板连接器具有业界最小的端子间距，并且它还具有可大大缩短总长度的电源端子。在听取了JAE对连接器采用的外壳特性的解释后，对连接器小型化会导致强度降低的担忧得到了缓解。关于更窄间距的组装性，评估数据证实，无需对现有组装线进行重大改动即可进行生产。

设计部门认为这是一个可以向客户推荐的连接器，他们用 JAE 提供的 S 参数来模拟传输性能，并创建了一个传感器模块原型。评估结果表明，该连接器的性能和质量都非常出色，设计部门确信这是一个可以放心地向客户推荐的传感器解决方案。

他们说："通过一个采用JAE WP56DK系列连接器的传感器模块来连接智能手表的主板，使最佳方案成为可能。不仅如此，JAE日益增加的评估数据和智能手表广受好评的采用记录也促使传感器模块采用连接器。"

传感器制造商现在正在与智能手表制造商一起创建原型，并为量产做准备。

解决方案

采用业界最小的0.3mm间距的连接器实现了小型化和高密度组装

在组装方面，已完成量产连接器评估

在类似设备中有优良的采用记录，可被放心使用

出色的装配可操作性，使得损坏风险低

优越的电源性能

有包括S参数在内的大量数据可使用，可通过模拟来确认。

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审核编辑：汤梓红