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。
开孔式指纹识别剖面图
TSV 封装
TSV 封装(硅通孔封装技术)可以使芯片的有效探测面积大幅度增加,并且使芯片的厚度和模组的厚度都实现缩减。但现在主要使用在高端机型前臵盖板指纹识别和盲孔电容式UnderGlass 指纹识别中。
这主要是因为高端机相对于价格更偏向考虑性能,而盲孔电容式UnderGlass 方案需要提高指纹识别穿透力和缩短识别感应器与用户指纹的距离,所在这两种情况下TSV 封装是更好的选择。
但考虑到今年下半年开始,高端旗舰机大部分将使用全面屏,指纹识别将大概率选择后臵coating 方案,指纹芯片使用TSV 封装的机会降低。
未来一年的时间里,指纹识别芯片封装推广应用TSV 封装的速度可能并不能达到大家预期。
但随着TSV 封装技术越来越成熟,成本降低,指纹芯片封装最终还是会选择TSV+SIP封装,使芯片和模组的体积更小性能更佳。
指纹识别模组结构叠层
盖板方案
coating方案
指纹识别模组生产工艺流程
coating方案
盖板方案
标签: 网易版手机版的枪械模组
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封装技术越来越成熟,成本降低,指纹芯片封装最终还是会选择TSV+SIP封装,使芯片和模组的体积更小性能更佳。 指纹识别模组结构叠层盖板方案coating方案 指纹识别模组生产工艺流程 coating方案 盖板方案
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
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