蘋果在WWDC2010大會中首次提到iPhone4內置陀螺儀，但A4處理器，視網膜顯示器，外接天線這些方面很大程度上掩蓋了這一改進。振動陀螺儀包含大量技術改進（iPhone4拆解），當然隨意的觀察者可能會忽視芯片本身所包含的重要內容。我們與Chipworks 公司的合作伙伴細致為你展示這些芯片內部 。

　　步驟1（ iPhone 4陀螺儀拆卸）

　　在我們展示細節之前，先來了解陀螺儀是做什么的吧。

　　根據維基百科的定義：「陀螺儀是一種用來傳感與維持方向的裝置，基于角動量守恒的理論設計出來的。」這句話的要點是測量或維持方向，這是iPhone 4 為何搭載此類設備的原因。

　　機械陀螺儀 – 上方圖示中 – ?使用在一個旋轉的轉子中心檢測所示的方向轉變。

　　在iPhone 4采用了微電子版振 動陀螺儀，即所謂的MEMS陀螺儀。

　　步驟2

　　微機電系統（MEMS）是一種嵌入式系統，集成了一個體積很小的大規模集成電路和機械部件。

　　一個基本的 MEMS 設備由專用集成電路（ASIC）和微機械硅傳感器組成。

　　在 iPhone 4 中發現的 AGD1 2022 FP6AQ 芯片據傳是由 ST ?微電子設計的 MEMS 陀螺儀。

　　步驟3

　　Chipworks公司已確認iPhone 4 ?內置的MEMS陀螺儀與現有的STMicroelectronicsL3G4200D陀螺儀幾乎一致。

　　左側是在 L3G4200D 中發現的 ?GK10A MEMS 內核照片。

　　GK10A 由一個被稱作「待驗質量」的金屬片組成，當驅動信號加載于驅動電容片時，導致其產生振動（振蕩）。

　　當用戶旋轉手機，在科里奧利力（Coriolis force）的作用下，在 X，Y 及 Z 軸產生偏移。ASIC處理器感知到待驗質量通過其下電容器板和位于邊緣的指電容偏移，

　　步驟4

　　上圖中的 V654A 芯片將來自 GK10A ?中微小的電容信號轉換成 iPhone 4 可以接收的數字信號。

　　該數據可用于多種情況，例如視頻游戲中的方向盤 轉動，或qiang眼瞄準。

　　對于機械工程師：在MEMS陀螺儀的靈敏度，通常以mV/dps（度/每秒），所以在毫伏振蕩器（in mV）的靈敏度（mV/dps）除以規定的角速度適用于度/每秒。

　　步驟5

　　上圖并不是 iPhone 4 ?的元件，但放在這里是為了解釋 MEMS 陀螺儀不可思議的結構。

　　照片所顯示的是 ST LYPR540AH 三軸陀螺儀，通過掃描電子顯微鏡（SEM）拍攝。

　　MEMS 器件需要極其復雜和敏感的制造工藝，才能生產出準確可靠的傳感器。

　　多數MEMS器件需要對薄膜層沉積結合，蝕刻后保留覆蓋圖案的薄膜層沉積區域，消除多余的薄膜層產生最終產品。

　　步驟6

　　有的 MEMS 陀螺儀的振蕩器設計令人贊嘆，例如上圖的 Kionix 陀螺儀。這是一種肉眼看不見的美， 深藏在黑色的封裝結構中。

　　圖像中的比例尺顯示了其極小的規格。第二幅圖片（可訪問 iFixit 網站查看）中振蕩器的厚度大約為頭發平均直徑的四分之一，或三個紅細胞并列的長度。

　　步驟7

　　這里展示的是 SiTime 公司的 SI8002AC，外防護罩已移除。

　　一種ASIC – 它轉換振蕩器的原始信號 – 堆疊在振蕩器上方，二者用線連接以利信號傳輸。整個單元密實的封裝在塑料外殼中。

　　第二幅是Bosch ?BMA 220層疊核心的 X 光結構照片。電線將二者連接在一起，并將信號引至球形柵格陣列。

　　堆疊式芯片使得制造商在同一封裝內加入更多的功能。這對 iPhone 4 等移動設備來說尤其重要，因為電路板空間有限。

　　步驟8

　　這兩張照片是掃描電子顯微鏡所攝 SiTime SI8002 AC 內的振蕩器。

　　MEMS 器件的設計、制造與實施需要大量的工程學內容。MEMS 器件真正彌合了電子與機械工程之間的缺口。而設計這樣的設備需要工業、材料、機械、電子、和軟件工程的通力合作。

　　在iPhone 4陀螺儀包含GK10A微機電系統芯片振動陀螺儀具有包括汽車偏航傳感器，游戲控制器，攝像機和圖像穩定方面的實際用途。現在，iPhone 4應用程序和游戲也可以受益于他們精確作用。該拆解不僅涵蓋了iPhone 4的陀螺儀，而且包括振動陀螺儀。我們盡力解釋振動陀螺儀的 功能，并在微觀水平記錄它們內部作用。

　　STLYPR540AH三軸MEMS陀螺儀，掃描電子顯微鏡拍攝。


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