屏下指纹识别技术分类、封装及工艺流程汇总

ittbank 2019-03-27 17:43

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。



指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



部分手机指纹识别IC厂商


Authen Tec


美国Authen Tec 在2012 年之前一直是全球指纹识别芯片龙头,当时市场上的指纹识别芯片几乎是由Authen Tec 和FPC 两家企业垄断,并且Authen Tec 市场份额远超瑞典FPC,份额比大约为8:2。


但在2012 年被苹果收购后,独家供应苹果,此时FPC 加大研发投入、拓展市场,成为全球指纹识别新龙头。


而Authen Tec 从iPhone5S 开始一直到iPhone7,一直为苹果提供正面蓝宝石按压指纹识别设计方案(简称Touch ID)得到市场一直好评,成为智能终端加速推广使用指纹识别的转折点。


Authen Tec 现在也在研发屏下指纹识别,但是进展似乎并不顺利,根据目前曝光的iPhone8,指纹识别大概率设臵在电源键上,也就是在手机侧面,说明Authen Tec 的屏下指纹识别技术目前并未达到苹果要求。


Synaptics新思(Validity)


Synaptics 成立于1986 年,是一家全球领先的移动计算、通信和娱乐设备人机界面交互开发解决方案设计制造公司。2013 年Synaptics 以2.55 亿美元收购收购Validity 之后,Synaptics 便开始涉足指纹识别行业。


初期提供的刮擦式识别方案体验差,合作手机厂商主要是三星和HTC。2015 年初Synaptics 才能够提供按压式指纹识别,目前主要是三星和国内二线手机厂商联想、金立等在使用。


2016 年,Synaptics 宣布旗下的第三代Natural ID 玻璃内层(under-glass)指纹传感器Natural ID FS4500 已经从9 月份开始出样。


同年,Synaptics 又宣布推出业内首款面向智能手机和平板电脑的光学指纹传感器的Natural ID?系列生物认证解决方案FS9100,该方案可穿透1mm 的完整盖板玻璃完成高分辨率扫描,并实现简洁、无需按键的工业设计。


Fingerprint Cards AB(FPC)


瑞典Fingerprint Card(FPC)是一家瑞典生物识别传感器科技公司,主要开发、生产和销售指纹识别技术,主打背面按压式coating 指纹识别方案。在国内厂商崛起之前,除了苹果、三星,其他手机厂商几乎都是使用FPC 的指纹识别芯片。


到2016 年为止,还是全球指纹芯片出货量最大的公司,但市场份额正在被国内厂商所蚕食。而且国内厂商提供的指纹识别芯片性价比较高,对FPC 冲击较大。



汇顶科技


汇顶科技2013 年进入指纹识别市场,是目前唯一能够提供镀膜、盖板(玻璃、蓝宝石、陶瓷)、隐藏式(IFS)、活体指纹检测全系列芯片的公司,目前主打产品是玻璃盖板指方案和IFS 方案。


2014 年与魅族合作推出前臵按压式指纹识别手机魅族MX4 Pro,一举打破苹果手机在前臵按压式指纹识别的垄断。


之后,汇顶科技又凭借技术和成本优势,获得国内一线手机厂商华为、OPPO、vivo、小米等的大量订单。


魅族2016 年旗舰机PRO6 Plus 搭载了汇顶的活体指纹识别芯片;华为P10、小米6 都使用汇顶科技的PC1268隐藏式指纹识别解决方案(IFS 方案)。


思立微


思立微目前已经拥有coating 指纹识别方案、陶瓷/玻璃/蓝宝石盖板指纹识别方案,主打产品还是后臵的coating 指纹识别方案。


思立微的母公司是格科微,得益于思立微本身在触控领域的积累和格科微在摄像头领域的影响力,众多指纹识别模组厂商都与思立微有合作(合力泰、信利、硕贝德等)。


CrucialTec


CrucialTec韩国企业,光学触控键生产商。  


CrucialTe总裁曾宣布,公司成功研究出一种全新的玻璃陶瓷材料可以应用于指纹传感器。这种新材料其耐用性是现有高强度玻璃陶瓷材料的两倍,达到8H硬度,接近蓝宝石玻璃的9H硬度,但是价格要低很多,另外一大优点是能做到只有蓝宝石玻璃层十分之一薄。


其主要客户为三星、LG等。


敦泰


敦泰于2005年由数名来自美国硅谷IC业界的资深华人专家在美国注册成立,并于2006年迁址回亚洲,在深圳及台湾设立了研发及工程服务中心。


2007年开始投入并逐渐全面专注于电容式触摸屏控制芯片的设计研发、制造及销售,是一家具有全球影响力的华人IC设计公司。   


据敦泰高管介绍,敦泰的指纹识别采用基于软件无线电的高灵敏检测技术,与AuthenTec,FPC,Validity等芯片原理不同,敦泰采用了大量通信领域信道技术,完全不同的原理,更好的性能,也不存在相关行业的专利问题。


神盾


台湾公司,专注于电容式指纹识别传感器IC设计、研发、测试及销售业务,同时拥有IC设计技术与系统设计技术研发团队,包含晶圆制程与封装技术的设计能力。三星Note5搭载的是神盾的指纹识别方案。


来源:OLEDindustry

ittbank 让电子库存因技术而改变的ITT模式电商平台。引领和适应市场,以共享经济理念的创客及工程师为核心、以免费开放用户生成的数据为基础,为其提供高性价比的应用解决方案和及时精准的供求信息,快速提高产品开发周期和生产直通率、提升电子器件的应用附加值。
评论
  • 更多生命体征指标风靡的背后都只有一个原因:更多人将健康排在人生第一顺位!“AGEs,也就是晚期糖基化终末产物,英文名Advanced Glycation End-products,是存在于我们体内的一种代谢产物” 艾迈斯欧司朗亚太区健康监测高级市场经理王亚琴说道,“相信业内的朋友都会有关注,最近该指标的热度很高,它可以用来评估人的生活方式是否健康。”据悉,AGEs是可穿戴健康监测领域的一个“萌新”指标,近来备受关注。如果站在学术角度来理解它,那么AGEs是在非酶促条件下,蛋白质、氨基酸
    艾迈斯欧司朗 2025-02-27 14:50 400浏览
  •           近日受某专业机构邀请,参加了官方举办的《广东省科技创新条例》宣讲会。在与会之前,作为一名技术工作者一直认为技术的法例都是保密和侵权方面的,而潜意识中感觉法律有束缚创新工作的进行可能。通过一个上午学习新法,对广东省的科技创新有了新的认识。广东是改革的前沿阵地,是科技创新的沃土,企业是创新的主要个体。《广东省科技创新条例》是广东省为促进科技创新、推动高质量发展而制定的地方性法规,主要内容包括: 总则:明确立法目
    广州铁金刚 2025-02-28 10:14 103浏览
  • 振动样品磁强计是一种用于测量材料磁性的精密仪器,广泛应用于科研、工业检测等领域。然而,其测量准确度会受到多种因素的影响,下面我们将逐一分析这些因素。一、温度因素温度是影响振动样品磁强计测量准确度的重要因素之一。随着温度的变化,材料的磁性也会发生变化,从而影响测量结果的准确性。因此,在进行磁性测量时,应确保恒温环境,以减少温度波动对测量结果的影响。二、样品制备样品的制备过程同样会影响振动样品磁强计的测量准确度。样品的形状、尺寸和表面处理等因素都会对测量结果产生影响。为了确保测量准确度,应严格按照规
    锦正茂科技 2025-02-28 14:05 134浏览
  • 在2024年的科技征程中,具身智能的发展已成为全球关注的焦点。从实验室到现实应用,这一领域正以前所未有的速度推进,改写着人类与机器的互动边界。这一年,我们见证了具身智能技术的突破与变革,它不仅落地各行各业,带来新的机遇,更在深刻影响着我们的生活方式和思维方式。随着相关技术的飞速发展,具身智能不再仅仅是一个技术概念,更像是一把神奇的钥匙。身后的众多行业,无论愿意与否,都像是被卷入一场伟大变革浪潮中的船只,注定要被这股汹涌的力量重塑航向。01为什么是具身智能?为什么在中国?最近,中国具身智能行业的进
    艾迈斯欧司朗 2025-02-28 15:45 221浏览
  • 美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别?CEC/DOE是什么关系?美国加州CEC能效跟DOE能效有什么区别?CEC/DOE是什么关系?‌美国加州CEC能效认证与美国DOE能效认证在多个方面存在显著差异‌。认证范围和适用地区‌CEC能效认证‌:仅适用于在加利福尼亚州销售的电器产品。CEC认证的范围包括制冷设备、房间空调、中央空调、便携式空调、加热器、热水器、游泳池加热器、卫浴配件、光源、应急灯具、交通信号模块、灯具、洗碗机、洗衣机、干衣机、烹饪器具、电机和压缩机、变压器、外置电源、消费类电子设备
    张工nx808593 2025-02-27 18:04 120浏览
  • 应用趋势与客户需求,AI PC的未来展望随着人工智能(AI)技术的日益成熟,AI PC(人工智能个人电脑)逐渐成为消费者和企业工作中的重要工具。这类产品集成了最新的AI处理器,如NPU、CPU和GPU,并具备许多智能化功能,为用户带来更高效且直观的操作体验。AI PC的目标是提升工作和日常生活的效率,通过深度学习与自然语言处理等技术,实现更流畅的多任务处理、实时翻译、语音助手、图像生成等功能,满足现代用户对生产力和娱乐的双重需求。随着各行各业对数字转型需求的增长,AI PC也开始在各个领域中显示
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:08 255浏览
  • Matter 协议,原名 CHIP(Connected Home over IP),是由苹果、谷歌、亚马逊和三星等科技巨头联合ZigBee联盟(现连接标准联盟CSA)共同推出的一套基于IP协议的智能家居连接标准,旨在打破智能家居设备之间的 “语言障碍”,实现真正的互联互通。然而,目标与现实之间总有落差,前期阶段的Matter 协议由于设备支持类型有限、设备生态协同滞后以及设备通信协议割裂等原因,并未能彻底消除智能家居中的“设备孤岛”现象,但随着2025年的到来,这些现象都将得到完美的解决。近期,
    华普微HOPERF 2025-02-27 10:32 212浏览
  • 1,微软下载免费Visual Studio Code2,安装C/C++插件,如果无法直接点击下载, 可以选择手动install from VSIX:ms-vscode.cpptools-1.23.6@win32-x64.vsix3,安装C/C++编译器MniGW (MinGW在 Windows 环境下提供类似于 Unix/Linux 环境下的开发工具,使开发者能够轻松地在 Windows 上编写和编译 C、C++ 等程序.)4,C/C++插件扩展设置中添加Include Path 5,
    黎查 2025-02-28 14:39 140浏览
  • 请移步 gitee 仓库 https://gitee.com/Newcapec_cn/LiteOS-M_V5.0.2-Release_STM32F103_CubeMX/blob/main/Docs/%E5%9F%BA%E4%BA%8ESTM32F103RCT6%E7%A7%BB%E6%A4%8DLiteOS-M-V5.0.2-Release.md基于STM32F103RCT6移植LiteOS-M-V5.0.2-Release下载源码kernel_liteos_m: OpenHarmon
    逮到一只程序猿 2025-02-27 08:56 195浏览
  • RGB灯光无法同步?细致的动态光效设定反而成为产品客诉来源!随着科技的进步和消费者需求变化,电脑接口设备单一功能性已无法满足市场需求,因此在产品上增加「动态光效」的形式便应运而生,藉此吸引消费者目光。这种RGB灯光效果,不仅能增强电脑周边产品的视觉吸引力,还能为用户提供个性化的体验,展现独特自我风格。如今,笔记本电脑、键盘、鼠标、鼠标垫、耳机、显示器等多种电脑接口设备多数已配备动态光效。这些设备的灯光效果会随着音乐节奏、游戏情节或使用者的设置而变化。想象一个画面,当一名游戏玩家,按下电源开关,整
    百佳泰测试实验室 2025-02-27 14:15 137浏览
  • 一、VSM的基本原理震动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,简称VSM)是一种灵敏且高效的磁性测量仪器。其基本工作原理是利用震动样品在探测线圈中引起的变化磁场来产生感应电压,这个感应电压与样品的磁矩成正比。因此,通过测量这个感应电压,我们就能够精确地确定样品的磁矩。在VSM中,被测量的样品通常被固定在一个震动头上,并以一定的频率和振幅震动。这种震动在探测线圈中引起了变化的磁通量,从而产生了一个交流电信号。这个信号的幅度和样品的磁矩有着直接的关系。因此,通过仔细
    锦正茂科技 2025-02-28 13:30 100浏览
  • 构建巨量的驾驶场景时,测试ADAS和AD系统面临着巨大挑战,如传统的实验设计(Design of Experiments, DoE)方法难以有效覆盖识别驾驶边缘场景案例,但这些边缘案例恰恰是进一步提升自动驾驶系统性能的关键。一、传统解决方案:静态DoE标准的DoE方案旨在系统性地探索场景的参数空间,从而确保能够实现完全的测试覆盖范围。但在边缘案例,比如暴露在潜在安全风险的场景或是ADAS系统性能极限场景时,DoE方案通常会失效,让我们看一些常见的DoE方案:1、网格搜索法(Grid)实现原理:将
    康谋 2025-02-27 10:00 252浏览
  •         近日,广电计量在聚焦离子束(FIB)领域编写的专业著作《聚焦离子束:失效分析》正式出版,填补了国内聚焦离子束领域实践性专业书籍的空白,为该领域的技术发展与知识传播提供了重要助力。         随着芯片技术不断发展,芯片的集成度越来越高,结构也日益复杂。这使得传统的失效分析方法面临巨大挑战。FIB技术的出现,为芯片失效分析带来了新的解决方案。它能够在纳米尺度上对芯片进行精确加工和分析。当芯
    广电计量 2025-02-28 09:15 116浏览
  • 在物联网领域中,无线射频技术作为设备间通信的核心手段,已深度渗透工业自动化、智慧城市及智能家居等多元场景。然而,随着物联网设备接入规模的不断扩大,如何降低运维成本,提升通信数据的传输速度和响应时间,实现更广泛、更稳定的覆盖已成为当前亟待解决的系统性难题。SoC无线收发模块-RFM25A12在此背景下,华普微创新推出了一款高性能、远距离与高性价比的Sub-GHz无线SoC收发模块RFM25A12,旨在提升射频性能以满足行业中日益增长与复杂的设备互联需求。值得一提的是,RFM25A12还支持Wi-S
    华普微HOPERF 2025-02-28 09:06 143浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦