屏下指纹识别和USB3.2 ESD保护设计

图一：晶焱科技屏下指纹识别模块01005微型产品TVS。

2018年在苹果iPhone X的引领下，全面引爆移动设备全屏幕设计的浪潮，不过迥异于苹果采用的3D Face ID脸部识别技术，出于对移动支付的便利性考量，非苹阵营更倾向选择屏下指纹识别技术。

目前主流的屏下指纹识别分类为光学式和超声波两大技术，光学式利用光的折射原理，使用OLED作为自发光照亮指纹，折返光透过Lens后聚焦于CMOS sensor模块转化为电信号，后经分析比对验证指纹。

而超声波技术则利用回波强度识别指纹，由于超声波穿透性更强，所以能侦测到表皮下真皮层的组织特徵，使其不易受到油渍、水渍和强光的干扰，因此能提供更可靠的识别能力。

屏下指纹识别模块由于必须安装于显示触控面板之后，所以其体积必须做到轻薄短小，才能避免增加智能手机的厚重感，其高整合度的特性使其在遭遇ESD事件时更显脆弱，由于智能手机频繁的为人们所使用，来自人体的ESD静电放电和电源EOS事件破坏频传，屏下指纹识别模块更需强化其抗杂讯突波能力，方能确保更可靠的使用品质，以带给消费者绝佳的识别体验。

在屏下指纹识别模块的电源和接口信号引在线都必须考量并设计ESD保护，采用的ESD保护元件必须具有低箝位电压特性和体积尺寸空间占比上的优势，才能符合屏下指纹识别模块独特的应用特性。

USB信号挟其通用性而成为指纹识别模块和触控模块最常使用的接口信号，目前最新的USB技术规格已发展到USB3.2时代，采用的接口是众多大厂在大力支持的TypeC接口。

USB3.2数据传输带宽最高可达20Gbps，使用的提升速度方法是将TypeC接口的正反面高速信号线同时进行传送接收信号，因此可以在保有TypeC正反插方便使用的特性下，将传输速度增加为两倍之强，以满足消费者更高速的数据传输体验。

USB TypeC接口的易用特性在消费者频繁的热插拔下，导致CDE缆线放电事件更易于发生在TypeC接口上，最基本的测试规格必须要通过IEC61000-4-2 8kV ESD直接引线注入测试，才能有效防范在消费者端的突波破坏现象。

晶焱科技致力于于面向IC和系统模块突波保护技术，采用自我开发专利发展屏下指纹识别模块应用的01005微型封装TVS ESD保护元件。如图一所示，高度仅为0.124mm，可有效控制屏下指纹识别模块的高度，协助打造薄型美感的智能移动设备。

一系列的01005微型封装ESD保护元件更可提供客户最佳弹性选择，确保所设计的屏下指纹识别模块拥有最好的ESD保护设计。针对USB3.2界面，晶焱科技亦领先业界，率先开发出应用在USB3.2 TypeC接口端的ESD保护方案。

如图二所示，应用于高速信号TX/RX的AZ174S-04F采用通用的DFN2510 Array式封装，在节省PCB空间和成本考量的高整合度设计下，亦保有极低的箝位电压特性，保护能力不因成本考量而有所妥协。

这也是晶焱科技莫忘初衷的承诺，提供客户高CP值的保护产品，在少量的付出下能提供消费者更高品质的电子产品，降低故障品返修率，维系消费者心中核心品牌价值。(本文由晶焱科技资深经理李健铭提供，DIGITIMES尤嘉禾整理报导)