原创专栏-手机报

真正量产级的压敏指纹模组来了------拉开手机轻薄战序幕

惜默 2017-04-26 10:07
纹识别芯片 迈瑞微 压敏指纹模组 阅读(6462)
导语苹果一向被视为是智能手机发展的风向标,但如此优秀的体验设计,为何国内的手机厂商一直都没有成熟的方案出台呢?
  2016年9月8日,苹果公司发布了最新的 iPhone7,随着iPhone7的发布,各项技术也随之拆解开来。如苹果的touch ID 3.0 将锅仔片式设计的Home键改成了“固态式”,由“Taptic Engine”提供震动反馈替代。除此之外,苹果还在该指纹模块内置压力传感组件,设置了3个按压力度级别,用户可以根据个人喜好选择触发级别。

  目前iPhone7上下滑菜单、铃声、设置选项都是由TapticEngine带来的振动反馈。另外,苹果亦开放了相应的API,允许开发者在APP中调用TapticEngine,由此可以推测,未来的微博刷新、微信消息都可能会有振动提示。

  该方案是iPhone7 防水设计中不可或缺的一环,而TapticEngine所带来的非凡触感更是iOS系统未来一个重要的人机交互特征。
真正量产级的压敏指纹模组来了——拉开手机轻薄战序幕
 
  苹果一向被视为是智能手机发展的风向标,但如此优秀的体验设计,为何国内的手机厂商一直都没有成熟的方案出台呢?经笔者多方调查发现,不是因为对手太强大,技术太难超越,而是因为国内厂家的量产方案不给力。据业内人士表示,厂商做Demo很容易,但是无法解决从Demo到大批量出货过程中的层层关卡。

  目前,国内已有多家厂家宣称拥有“国内首发压力指纹单芯片解决方案”,只可惜迟迟未能量产。笔者仔细研究了他们的方案发现,他们借鉴的是触控领域的3D touch 方案,即在指纹模组下方集成应变传感器,用来测量手指按上去微弱的形变。

  但值得注意的是,这层压力Sensor的可量产性实在有限。首要问题就是太厚,违背了现在手机ID轻薄小巧的设计原则,且易受压损坏,装配难度大,使得这层“娇贵”的压力Sensor,很难平整的置于指纹Sensor之下,因此导致量产难度大,以致成本居高不下,让广大手机厂商望而却步。

真正量产级的压敏指纹模组来了------拉开手机轻薄战序幕

  上述方案无法解决量产问题,而另一种方案虽然可量产,但指纹模组却无法兼备更多功能。

  如近期努比亚发布的新机M2,该款手机的指纹识别方案我们可称之为固态指纹方案。研究发现,M2取消了传统的按压锅仔片设计,与此前的OPPO R9S类似。

  M2因其指纹模块被固定于金属环上,金属环相对于手机TP静止不动,如此算是解决了手机防水问题。但可惜未能和压敏方案结合起来,有诸多限制,故指纹模组无法提供更多的功能。

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  纵观整个Android阵营,魅族的Mback体验算是独树一帜,后来也引起了其它品牌手机厂商的积极跟进。

  魅族的Mback方案采用指纹芯片通过软件判断,轻触则返回上一界面,重压触动锅仔片后则会返回主界面,因此完美兼容了其他安卓手机常见的Home键和Back键的功能。Mback方案已经实现了轻触和重触的“两级压力”区分,但这还不是压力的直接反映,因此限制了其使用领域,特别是牺牲了时下最流行的防水功能,故一直无下文,但魅族的Mback方案依然在压敏的使用体验和引导消费者的使用习惯上,做了前期铺垫。

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  综上各种方案,利弊皆有,无一完美。那么 ,该如何使国内手机方案可以同时兼具防水和压敏双重体验,而且还可以赋予Home键更多的功能,向苹果看齐呢?

  迈瑞微Microarray作为国内知名的原创型指纹识别芯片设计公司,创造性地推出了制程简单、一致性好、性价比高、可成熟量产的压感方案。其整套方案由压敏部件、指纹部件、控制部件等组成,既具有指纹模组的所有功能,又具有压力传感的功能,而且还可根据压力的不同,输出不同的电压信号,并通过处理器输出不同的数字信号至终端,再搭配振荡器,继而达到不同的反馈。

  迈瑞微Microarray的压感方案还同时可以根据消费者不同的使用习惯,增加压力分级,从而实现轻按、正常按压、重压等多重操作。

真正量产级的压敏指纹模组来了------拉开手机轻薄战序幕

  Microarray的压敏方案不同于其他厂商之处在于,其使用的是新型压力传感器而非传统薄膜传感器,即所有器件均一次性贴片完成,这在很大程度上避免了制程良率多重损失、膜材形变、贴合加工等多种难题。且Microarray的压敏方案高灵敏度为100mV / N,与按压力成线性关系输出,亦可设计如轻按返回,重按回主界面等多重功能。

  此方案可谓是固态指纹+Mback双剑合璧之后的升级版,假以时日,辅以手机应用软件的开发,必将比肩苹果的Touch ID。

  据悉,目前Microarray支持这套压敏方案的芯片采用TSV封装,可使指纹模组的整套厚度可控制在0.75mm以内(含175um玻璃盖板),而友商传统的塑封+盖板方案一般厚度都达到了1.2mm(含175um玻璃盖板),再加上压敏传感薄膜大概0.1-0.2mm,整体厚度将在1.4mm左右,对目前日益紧凑的ID设计空间而言就显得太厚了。

  在如今这个追求屏占比,且type C接口各种挤压设计空间的年代,Microarray的压敏方案可为手机ID的进一步轻薄设计提供强大助力,告别各种异形模组带来的参差不一的问题,增加更多的人性化新功能,使得手机品牌获得消费者推崇,有效帮助各个手机厂商解决燃眉之急。

  相信如此低成本、量产性高、多功能的方案,必定会在未来的手机市场中受到追捧。
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