在德高化成看來,預(yù)計(jì)到2017年,用在移動(dòng)設(shè)備上的指紋傳感器,每年出貨量將達(dá)到20億支。德高化成霍鉅分享了公司的專用高介電常數(shù)封裝樹脂的指紋傳感器。同時(shí),他也表示,公司的目標(biāo)是芯片上面的封裝厚度超過100。
以下為演講實(shí)錄:
從2013年用于手機(jī)指紋傳感器開始發(fā)展以來,到現(xiàn)在的爆發(fā)式的增長。預(yù)計(jì)比做市場調(diào)研的公司樂觀一點(diǎn),我們預(yù)計(jì)到2017年用在移動(dòng)設(shè)備上的指紋傳感器,每年出貨量達(dá)到20億支。
指紋識(shí)別的原理大家都比較清楚,所以指紋傳感器的靈敏度,除了IC地層設(shè)計(jì)一些算法,更多是取決于物理層,就是你這個(gè)界定層的厚度,以及界電常數(shù),那么怎么來講能夠提高它的靈敏度,從物理的角度從我們材料開發(fā)的角度上看,主要是芯片,其表面的飽和層不能特別薄,如果特別薄,從它的抵抗機(jī)械的破壞,可能會(huì)產(chǎn)生很多的問題。所以說從我們材料開發(fā)的角度來講,盡量把界電常數(shù)做得更高一點(diǎn)。
而我們現(xiàn)在看到應(yīng)用在手機(jī)上的指紋傳感器,從IC的封裝結(jié)構(gòu)上來講,應(yīng)該說是有三種。第一種是蘋果在用的,包括現(xiàn)在匯頂用的,從芯片上貼一個(gè)蘋果的專利中把它命名為電容透鏡,它通過藍(lán)寶石來增益電容信號(hào),提高傳感器的靈敏度?,F(xiàn)在來講我們所提出的方式,高介電常數(shù)來提高對(duì)于指紋辨識(shí)的效果。當(dāng)然我們也可以看到,像三星采用的方式,不是把指紋的傳感器做到IC里面,而是做到PCB上,這是另外一種結(jié)構(gòu)。
去年,公司在4月份所公開的專利所描述的,利用高介電常數(shù)封裝的一個(gè)IC的結(jié)構(gòu)。
這里是我舉的例子,這個(gè)里面的芯片是用Trench的方案。直接通過普通的BGA或者LGA的過程,就可以實(shí)現(xiàn)一次性的封裝。這是一個(gè)傳統(tǒng)的指紋傳感器的IC,我們看到它表面是非常薄的,最多不超過3微米,有用碳化硅的,有用氧化鋁的,也有用PI的等等。因?yàn)樗容^薄的特點(diǎn),可以獲得比較高的電容,然后獲得比較好的靈敏度。
蘋果的方案,是在指紋IC傳感器表面貼一層電容透鏡,而德高化成提出的方案,相信很多朋友已經(jīng)在專利查詢的時(shí)候已經(jīng)看到了。我們?cè)陔娮踊瘜W(xué)領(lǐng)域第一個(gè)提出用高介電常數(shù)來解決指紋傳感器問題的公司,現(xiàn)在的基本原理是,我們用這種介電常數(shù)超過20的方案,來獲得一個(gè)比較厚的封裝厚度。但德高化成的目標(biāo)是芯片上面的封裝厚度應(yīng)該是超過100。
這個(gè)是我們最開始來提出我們這個(gè)產(chǎn)品的方案,根據(jù)當(dāng)時(shí)的計(jì)算,電極面積大概是在2000皮米平方,傳感器上面的電容大于2.5fF,根據(jù)計(jì)算來講,根據(jù)這個(gè)計(jì)算,用傳統(tǒng)的方式,PI的方式厚度是3厘米,用普通的方式?jīng)]辦法超過25微米,所以我們是介電常數(shù)做到30以上,厚度可以做到100以上。
所以公司開發(fā)這只產(chǎn)品的時(shí)候,我們一些想法,界電常數(shù)應(yīng)該高于30,從而實(shí)現(xiàn)100以上封裝速度,從而同時(shí)介電損耗應(yīng)該低于1.5%,這樣更有效達(dá)到防治靜電擊穿的效果。
由于封裝層的厚度比較薄,所以這種是有比較好的流動(dòng)性,才能完成比較好的填充。所以也就是說我們用比較低廉價(jià)的環(huán)央數(shù)值,來達(dá)到這一點(diǎn)。
另外我們用到一個(gè)非常新的填料,它對(duì)于尺寸,它的表面處理,它的形狀有非常好的設(shè)計(jì),我們對(duì)于它在數(shù)值體系里面的分散的問題,對(duì)于制程方面的開發(fā),進(jìn)行了很多嘗試。我們現(xiàn)在來講,數(shù)值體系用的是非常低廉度的數(shù)值,能達(dá)到比較高的填料含量基礎(chǔ)之上,有一個(gè)非常好的流通性。
填料方面,現(xiàn)在公司用的是泰森倍的填料它的界電量非常高,從我們目前量產(chǎn)的產(chǎn)品上來看,界定常數(shù)基本上在18以上。而在產(chǎn)品的的研發(fā)路線上,2013年公司做的更高界定常數(shù)的東西做400,2014年我們發(fā)現(xiàn)客戶應(yīng)用的時(shí)候有一些問題,我們降下來,降到15—30。