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【屏下指纹识别】技术分类、封装及工艺流程汇总

编辑:songqiuxia2017-11-20 09:56 浏览评论 评论0 赞    来源: 互联网

前段时间,半导体巨头博通提出收购要约,拟斥资1000 亿元收购高通,该交易一旦成功将是半导体行业最大的一笔并购案。

  而生物识别公司FPC 也在瑞典发布了屏内指纹识别方案,该技术可以在智能手机显示面板的任意位臵补货与识别应用者的指纹。这种屏内指纹识别技术基于超声波传感器技术,可以穿透2cm 厚度的玻璃获取指纹信息,支持OLED 和LCD 显示屏。

什么是指纹识别呢?

 

  指纹识别过程

  主流指纹识别技术分类

  电容式指纹识别

  电容式指纹识别是利用手指皮肤表面作为一极,脊线和谷由于与芯片表面距离不同,形成不同的电容值,从而电容式指纹识别传感器获取指纹图像信息。

  电容式指纹识别对于湿手指和脏手指的识别较弱,原因是手指或者芯片表面有水、汗液等杂物,使脊线和谷无法与传感器充分接触,导致电容值偏弱。

  电容式指纹识别第一次采集指纹需要多次按压,这是因为目前按压式采集会有采集指纹面积小的问题,需要多次按压拼出较大面积的指纹图像。

  获得合格的指纹图像之后,还需要通过算法对图像进行强化和细化,获得比较清晰的图像,然后进行特征提取。

  用户之后再次使用指纹识别时,只要通过特征点校对,手机就自动解锁。

  电容式指纹识别又分盖板式、coating 镀膜式、隐藏式三种。

  盖板是指芯片保护材料是蓝宝石、玻璃或者陶瓷的电容式指纹识别;

  Coating 镀膜是指在指纹芯片表面镀一层保护膜,相对于盖板更容易磨损,但成本比较低;

  隐藏式又分三种,Under Glass 需要在玻璃盖板上挖盲孔,目前工艺要求高,良率比较低;In Glass 将Sensor 融合进玻璃之中,工艺难度大,目前不具备量产条件;Under Cover Glass 方案达到电容识别极限,目前效果比较差。

 

 
 

  超声波指纹识别

  超声波指纹识别的原理与声呐类似,先发出超声波,然后接收靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态,具体来讲就是利用超声波穿透材料的能力,根据不同材料产生的回波来区分指纹脊线与谷所在的位置。

  超声波指纹识别能够穿透金属,玻璃等材料,能够在不开孔的情况下实现屏下指纹识别。

  同时,超声波指纹识别受手指表面的污垢、水等的影响较小,依旧能够准确识别。

  光学指纹识别

  光学指纹识别是目前使用最广泛的指纹识别技术,它的原理是将手指放在光学镜片上,手指在内臵光源照射下,用棱镜将其投射在电荷耦合器件上,进而形成脊线呈黑色、谷呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。

  但由于需要较长的光程和足够大的尺寸,到目前为止在智能手机中使用较少。并且光学指纹识别只能扫描到死性皮肤层,不能深入真皮层所以容易受指纹的洁净程度影响。

 

  纹识别技术分类比较

  指纹芯片封装

  wire bonding(打线)工艺

  目前大多数的指纹识别芯片封装还是采用wire bonding 工艺,采用wire bonding 工艺会有金属引线的存在,为了保证指纹识别芯片表面与盖板材料或者coating 贴合,则需要进行塑封,保证芯片表面平整并将金属引线掩埋。

  但塑封之后会增加芯片厚度,一定程度影响识别精度。

  厂商出于成本和TSV 产能限制的考虑,目前中低端产品更加趋向于使用wire bonding 工艺,特别是coating 方案,技术比较成熟,对于封装的要求比较低也更趋向使用wire bonding 封装工艺。

  同时,虽然塑封对识别精度有影响,但开孔式指纹识别方案,手指与指纹识别传感器表面是有接触的,仍然可以保证比较好的用户体验。

 

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