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德高化成霍钜:高介电常数封装让指纹IC厚度超100

手机报 2015-02-28 09:41
德高化成 高介电常数封装 指纹IC 阅读(2019)
导语在德高化成看来,预计到2017年,用在移动设备上的指纹传感器,每年出货量将达到20亿支。德高化成霍钜分享了公司的专用高介电常数封装树脂的指纹传感器。同时,他也表示,公司的目标是芯片上面的封装厚度超过100。

在德高化成看来,预计到2017年,用在移动设备上的指纹传感器,每年出货量将达到20亿支。德高化成霍钜分享了公司的专用高介电常数封装树脂的指纹传感器。同时,他也表示,公司的目标是芯片上面的封装厚度超过100。

以下为演讲实录:

从2013年用于手机指纹传感器开始发展以来,到现在的爆发式的增长。预计比做市场调研的公司乐观一点,我们预计到2017年用在移动设备上的指纹传感器,每年出货量达到20亿支。

指纹识别的原理大家都比较清楚,所以指纹传感器的灵敏度,除了IC地层设计一些算法,更多是取决于物理层,就是你这个界定层的厚度,以及界电常数,那么怎么来讲能够提高它的灵敏度,从物理的角度从我们材料开发的角度上看,主要是芯片,其表面的饱和层不能特别薄,如果特别薄,从它的抵抗机械的破坏,可能会产生很多的问题。所以说从我们材料开发的角度来讲,尽量把界电常数做得更高一点。

而我们现在看到应用在手机上的指纹传感器,从IC的封装结构上来讲,应该说是有三种。第一种是苹果在用的,包括现在汇顶用的,从芯片上贴一个苹果的专利中把它命名为电容透镜,它通过蓝宝石来增益电容信号,提高传感器的灵敏度。现在来讲我们所提出的方式,高介电常数来提高对于指纹辨识的效果。当然我们也可以看到,像三星采用的方式,不是把指纹的传感器做到IC里面,而是做到PCB上,这是另外一种结构。

去年,公司在4月份所公开的专利所描述的,利用高介电常数封装的一个IC的结构。

这里是我举的例子,这个里面的芯片是用Trench的方案。直接通过普通的BGA或者LGA的过程,就可以实现一次性的封装。这是一个传统的指纹传感器的IC,我们看到它表面是非常薄的,最多不超过3微米,有用碳化硅的,有用氧化铝的,也有用PI的等等。因为它比较薄的特点,可以获得比较高的电容,然后获得比较好的灵敏度。

苹果的方案,是在指纹IC传感器表面贴一层电容透镜,而德高化成提出的方案,相信很多朋友已经在专利查询的时候已经看到了。我们在电子化学领域第一个提出用高介电常数来解决指纹传感器问题的公司,现在的基本原理是,我们用这种介电常数超过20的方案,来获得一个比较厚的封装厚度。但德高化成的目标是芯片上面的封装厚度应该是超过100。

这个是我们最开始来提出我们这个产品的方案,根据当时的计算,电极面积大概是在2000皮米平方,传感器上面的电容大于2.5fF,根据计算来讲,根据这个计算,用传统的方式,PI的方式厚度是3厘米,用普通的方式没办法超过25微米,所以我们是介电常数做到30以上,厚度可以做到100以上。

所以公司开发这只产品的时候,我们一些想法,界电常数应该高于30,从而实现100以上封装速度,从而同时介电损耗应该低于1.5%,这样更有效达到防治静电击穿的效果。

由于封装层的厚度比较薄,所以这种是有比较好的流动性,才能完成比较好的填充。所以也就是说我们用比较低廉价的环央数值,来达到这一点。

另外我们用到一个非常新的填料,它对于尺寸,它的表面处理,它的形状有非常好的设计,我们对于它在数值体系里面的分散的问题,对于制程方面的开发,进行了很多尝试。我们现在来讲,数值体系用的是非常低廉度的数值,能达到比较高的填料含量基础之上,有一个非常好的流通性。

填料方面,现在公司用的是泰森倍的填料它的界电量非常高,从我们目前量产的产品上来看,界定常数基本上在18以上。而在产品的的研发路线上,2013年公司做的更高界定常数的东西做400,2014年我们发现客户应用的时候有一些问题,我们降下来,降到15—30。

 
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