一枚智能戒指,除了外壳材料之外,真正长期贴着手指的,其实是它的内圈。

Sber智能戒指 图源:SberDevices

相比主要负责结构保护和外观的外圈,智能戒指内圈不仅需要与皮肤长期接触,还要为PPG、温度等传感器以及充电触点预留空间。内圈材料会影响佩戴舒适性、防水、绝缘、器件封装以及传感器检测效果。

Omate Ice Ring 图源:Omate

目前来看,健康监测类智能戒指的内圈主要有两种比较典型的路线:

树脂类内圈和金属内圈,环氧树脂等聚合物材料以及钛金属较为常见。

1、为什么智能戒指常用树脂做内圈?

不少智能戒指采用类似这样的结构:金属外圈+内部电子器件+树脂内圈。

Ultrahuman Ring 图源:Ultrahuman

这里的树脂并不只是一层简单的“塑料”,它起着器件固定、绝缘、防水和内圈成型等作用。

智能戒指内部空间非常有限,在几毫米厚的环形结构中,需要布置FPC、电池、芯片、传感器、天线等器件。传统螺丝、卡扣和密封结构很难大量使用,所以树脂灌封成为一种比较适合的方案。通过灌胶或包覆,树脂可以将FPC、焊点以及部分电子器件固定在内部,减少跌落、碰撞和日常运动带来的松动。

Ultrahuman Ring AIR内部电路及环氧树脂灌封层 图源:DigiKey

树脂固化后还能形成相对连续的封装层,减少汗液、水汽进入电子区域的路径,从而提升防水能力。

2、树脂内圈,更方便传感器布局

健康监测型智能戒指最重要的功能之一,就是采集手指上的生理信号。

以PPG为例,传感器需要通过绿色、红色或红外LED照射皮肤,再接收反射光。智能戒指内圈并不是简单的光滑圆环,在传感器附近还需要考虑透光窗口、遮光结构、传感器开孔以及皮肤贴合区域。

Happy Ring 图源:Happy Sleep

相比金属加工,树脂拥有更高的成型自由度,更容易围绕传感器形成复杂的局部结构。

树脂属于非金属材料,相比完整金属环结构,对蓝牙、NFC等无线通信也更加友好。不过最终的天线性能仍然需要综合考虑天线位置、金属外壳、FPC布局以及整机射频设计。

3、内圈材料亲肤性

智能戒指通常需要全天候佩戴,所以内圈材料会长时间接触皮肤、汗液和水分。

这就要求材料不仅具有一定的机械性能,还需要关注:低致敏性、生物相容性、耐汗液、低吸水率以及长期稳定性。

Circular Ring 2环氧树脂内圈 图源:Circular

部分产品会采用医用级或低致敏环氧树脂,就是出于长期皮肤接触的考虑。

树脂固化后的表面质量也非常重要。如果表面粗糙、存在气泡、毛刺或明显台阶,都可能影响佩戴舒适性,甚至影响传感器与皮肤之间的贴合。除了树脂本身,其背后的灌胶、固化、脱泡和表面处理工艺也同样重要。

4、钛金属也可以作为内圈

另一种比较典型的路线,是直接采用钛金属作为与皮肤接触的内圈。

相比树脂,钛金属具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐磨性较好等特点,同时能够获得更加完整的一体化金属质感,使智能戒指更加接近传统首饰。

Oura Ring 5 采用钛合金内圈 图源:Oura

即使最终与皮肤接触的是钛金属,智能戒指内部通常仍然离不开树脂、胶黏剂或其他聚合物材料。树脂和钛并不是完全互相替代的关系,而是承担不同功能。

树脂更偏向封装、绝缘和功能集成,钛金属则更偏向结构强度、耐久性以及一体化质感。

结语

随着智能戒指不断向轻薄化、高集成度发展,内圈也越来越依赖灌胶封装工艺来完成器件固定、绝缘、防水和结构成型。长期接触皮肤的材料,还需要进一步关注生物相容性、低致敏性、耐汗液和长期稳定性。具备良好生物相容性和低致敏特性的医用级环氧树脂也渐渐成为智能戒指内圈封装的重要材料选择。

 

为促进AI智能戒指领域的技术交流、资源对接与产业合作,艾邦建立智能戒指产业交流群,欢迎智能戒指品牌方、方案商、芯片及传感器厂商、健康算法与App服务商、微型电池及无线充电企业、FPC厂商,以及钛合金、陶瓷、环氧树脂、PVD表面处理、精密结构件、封装测试和ODM/OEM制造企业加入,共同探讨健康监测、AI分析、交互控制、材料工艺与量产应用等产业发展方向。

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1、暂拟议题:

序号

议题

拟邀请企业

1

全球智能戒指市场格局及未来趋势 市场研究机构等

2

智能戒指产品形态与应用趋势 智能戒指品牌、ODM/OEM

3

智能戒指轻量化结构设计 整机结构设计、ODM/OEM

4

钛合金3D打印在智能戒指中的应用 金属3D打印设备商等

5

钛合金、陶瓷及不锈钢在智能戒指外壳中的选择 结构件加工等

6

智能戒指CMF创新:色彩、材料、纹理与表面处理发展趋势 表面处理材料企业等

7

智能戒指与AI眼镜之间的协同发展机会 AI眼镜品牌方等

8

智能戒指AI健康助手的产品形态 健康算法企业等

9

微型锂电池在智能戒指结构中的设计方案 微型锂电池企业等

10

微型振动马达在智能戒指中的应用 微型马达厂商等

11

智能戒指专用SoC发展趋势 芯片厂商等

12

从按键、触控到手势识别:智能戒指交互方式创新 触控芯片厂商等

13

磁吸充电、无线充电和NFC充电路线及发展趋势 无线充电方案商等

14

NFC技术在智能戒指支付、身份认证与无线充电中的应用 NFC芯片厂商等

15

无触点充电技术在智能戒指上的应用前景 无线充电方案商等

16

柔性线路板FPC在智能戒指中的设计方案 FPC厂商等

17

点胶、灌胶、防水密封工艺在智能戒指量产中的应用 胶粘剂企业、灌胶设备厂商等

18

生物相容性环氧树脂在智能戒指中的应用 环氧树脂企业等

19

智能戒指自动组装、检测及整线自动化解决方案 自动化组装、检测设备厂商等

20

智能戒指充电盒与充电座的结构设计 充电盒ODM/OEM

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作者 808, ab