在德高化成看來,預計到2017年,用在移動設備上的指紋傳感器,每年出貨量將達到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,他也表示,公司的目標是芯片上面的封裝厚度超過100。
以下為演講實錄:
從2013年用于手機指紋傳感器開始發(fā)展以來,到現(xiàn)在的爆發(fā)式的增長。預計比做市場調研的公司樂觀一點,我們預計到2017年用在移動設備上的指紋傳感器,每年出貨量達到20億支。
指紋識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地層設計一些算法,更多是取決于物理層,就是你這個界定層的厚度,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,從它的抵抗機械的破壞,可能會產生很多的問題。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。
而我們現(xiàn)在看到應用在手機上的指紋傳感器,從IC的封裝結構上來講,應該說是有三種。第一種是蘋果在用的,包括現(xiàn)在匯頂用的,從芯片上貼一個蘋果的專利中把它命名為電容透鏡,它通過藍寶石來增益電容信號,提高傳感器的靈敏度。現(xiàn)在來講我們所提出的方式,高介電常數(shù)來提高對于指紋辨識的效果。當然我們也可以看到,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,這是另外一種結構。
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IC的結構。
這里是我舉的例子,這個里面的芯片是用Trench的方案。直接通過普通的BGA或者LGA的過程,就可以實現(xiàn)一次性的封裝。這是一個傳統(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。因為它比較薄的特點,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,相信很多朋友已經在專利查詢的時候已經看到了。我們在電子化學領域第一個提出用高介電常數(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,來獲得一個比較厚的封裝厚度。但德高化成的目標是芯片上面的封裝厚度應該是超過100。
這個是我們最開始來提出我們這個產品的方案,根據(jù)當時的計算,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)計算來講,根據(jù)這個計算,用傳統(tǒng)的方式,PI的方式厚度是3厘米,用普通的方式沒辦法超過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)這只產品的時候,我們一些想法,界電常數(shù)應該高于30,從而實現(xiàn)100以上封裝速度,從而同時介電損耗應該低于1.5%,這樣更有效達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的環(huán)央數(shù)值,來達到這一點。
另外我們用到一個非常新的填料,它對于尺寸,它的表面處理,它的形狀有非常好的設計,我們對于它在數(shù)值體系里面的分散的問題,對于制程方面的開發(fā),進行了很多嘗試。我們現(xiàn)在來講,數(shù)值體系用的是非常低廉度的數(shù)值,能達到比較高的填料含量基礎之上,有一個非常好的流通性。
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,從我們目前量產的產品上來看,界定常數(shù)基本上在18以上。而在產品的的研發(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)客戶應用的時候有一些問題,我們降下來,降到15—30。