指紋識別 模組結構

2021-10-11 00:03:39 字數 2540 閱讀 1336

不管指紋識別的流程和感測器原理發展得有多快,如果需要商用到手機及終端裝置這種民用產品上,還是有好多問題需要克服。比如我們會看到指紋模組在正面,在背面,在側面,其原因都是sensor效能、模組結構設計、手機id設計以及量產工藝的限制多重因素輔助、妥協形成的。

毋庸置疑,代表作當然是iphone。

優點:

1、使用者體驗好,方便

2、可以同原產品基因融合,拓展新功能(最成功的的當屬魅族的mback)

背面指紋一方面是成本和技術的妥協,另一方面卻是為了配合前面板沒有留下指紋識別區域的產品。手機的差異化越來越小,高屏佔比變得越來越流行,所以在in-display指紋不能大量量產以及低端機型,背面的指紋識別仍將是大趨勢。

優點:

1、成本較低

2、無需破壞原有設計基因(尤其對於大部分沒有實體按鍵的android手機)

誰說指紋識別只能坐在正面和反面?總是有些廠商不信邪,追求差異化。手機終究是乙個三維物品,將指紋識別做在側面在如今大環境下猶如一道清風。在個性化的道路上,sony總是排頭兵。

優點:

1、無需多餘打孔,功能復用

2、新穎使用者體驗

在普通消費者眼中的指紋識別模組,究竟由什麼組成?先看張iphone的實物拆解圖,感受一下指紋模組(fingerprint sensor module)的樣子和比例:

下面是主角放大版:

這個小小的指紋識別模組,究竟由那幾部分組成呢?還是先以iphone為例

其中最關鍵的器件提出來:

這個外圈的範圍比較廣一些,在如iphone上,外圈有具體的作用,比如是訊號增強或觸發器,但是對於大部分的正面和背面的模組,外圈只不過是一些倒角或者裝飾環,用來過渡或者結構需要。

塗層的主要作用就是為了保護下面脆弱的sensor和driver ic,防止水漬、汗漬以及刮擦的傷害。塗層的分類會多一些,比如常見的coating、玻璃、藍寶石、微晶鋯。

coating一般可以用在背面模組上,因為電容的指紋模組穿透力有限(一般在200um),所以背面的指紋識別使用coating在靈敏度上是有優勢的。

玻璃、藍寶石、微晶鋯屬於同一類物質,單從效能指標上看玻璃 < 藍寶石 < 微晶鋯。這三種材料一般用在正面的指紋識別的模組上,至於具體要使用哪種材,還是要從產品定位、良品率等多個方面考慮和選擇。

不管是電容式還是超聲波,指紋識別sensor的穿透度都是乙個不能忽視的因素,所以我們才會看到如果指紋識別在手機前端,就要分前面板開孔和不開孔之分。如果不開孔,就要設計把面板打薄(前面板的厚度在800~1000um左右),比如小公尺5s和華為的p10;如果開孔,那麼就要考慮使用的保護層(玻璃、藍寶石、微晶鋯等物質)的加工厚度,比如iphone和魅族。

這部分是產業鏈的核心部件,可以把封裝方式分成bga和lga,這兩種方式都各有自己的優缺點。但有趣的是,除了synaptics採用了bag封裝方式,其他如fpc/匯頂/思立微都採用了lga。我們以下就show的都是主流的lga。

這部分還提一下emc部分,因為指紋模組是同人體大量接觸的部分,所以emc也非常重要。

需要特別指出的是,隨著in-display技術的發展,屏內指紋識別肯定是以後高階機的大趨勢。目前goodix在2023年的mwc已經通過手機show出了這項新科技,而且synaptics等這種自己擁有touch/lcm相關產業的巨頭都在朝著這個方向努力。雖然在2023年看不到量產的希望,它卻代表了以後的發展方向。

而in-display指紋識別的結構同我們目前list的電容式有很大差異。in-display指紋識別因為一般要復用lcm的發光裝置,而普通的液晶顯示器lcd採用了背光制,從原理上就否定了in-display的可行性,所以in-display的指紋識別肯定要同oled結合,首先應用在高階機型上。籠統的說,它都要被劃分到了光學指紋識別的範疇當中,所以結構的上拆解,還是等到in-display技術真正公布成熟的時候再聊吧。

來自於網路,侵刪。

by 乙個不務正業的程式設計師。

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