Ekranda Barmaq İzi Sensorunun Hazırlanması Prosesi
Son on ildə smartfon texnologiyasının inkişafı yalnız kamera və performansın yaxşılaşdırılmasına deyil, həm də istifadəçilərin cihazla necə qarşılıqlı əlaqədə olmasına yönəlib. Ən görkəmli yeniliklərdən biri də ekranda yerləşən barmaq izi sensorlarının olmasıdır. Əvvəllər barmaq izi sensorları ümumiyyətlə əsas düyməyə, arxaya və ya korpusun yan tərəfinə yerləşdirilsə də, indi bir çox müasir telefonlar onları birbaşa ekranın altına yerləşdirib. Bu texnologiya praktik biometrik təhlükəsizlik təmin edərkən tam ekran dizaynına (nazik çərçivələrə) imkan verir. Bəs ekranda yerləşən barmaq izi sensorunun yaradılması prosesi necədir? Bu məqalədə texnologiya, istehsal və keyfiyyət testləri müzakirə olunur.
1. Ekrandakı Barmaq İzi Sensorunun İş Prinsipini Anlayın
İstehsal prosesinə başlamazdan əvvəl, ekranda quraşdırılan barmaq izi sensorlarının iki əsas növünü anlamaq vacibdir:
1. Optik (optik)
Bu sensor ekranın arxasındakı "kiçik bir kamera" kimi işləyir. Barmaq sensor sahəsinə toxunduqda, ekran işıq saçır (adətən OLED/AMOLED panelindən) və sensor əks olunan barmaq izi nümunəsini çəkir. Daha sonra bu nümunə biometrik məlumatlara çevrilir.
2. Ultrasəs
Ultrasəs sensorlar barmaq izinin konturlarını "xəritələşdirmək" üçün yüksək tezlikli səs dalğalarından istifadə edir. Bu metod dəri toxumasının detalları da daxil olmaqla daha dərindən oxuya bilir və bu da onu adətən optik sensorlardan daha dəqiq və aldatmağı çətinləşdirir.
Hər bir texnologiyanın istehsal prosesi üçün nəticələri var: optik sensorlar daha sadə və daha ucuz olmağa meyllidir, ultrasəs isə daha mürəkkəb komponentlər və kalibrləmə tələb edir.
2. Dizayn Mərhələsi: Spesifikasiyaların və İnteqrasiyanın Müəyyənləşdirilməsi
İstehsal prosesi fabrikin bir komponent istehsal etməsindən çox əvvəl başlayır. Dizayn və mühəndislik mərhələsində cihaz istehsalçısı (OEM) aşağıdakı kimi spesifikasiyaları müəyyən etmək üçün sensor təchizatçısı ilə işləyir:
– Sensor modulunun ölçüsü və qalınlığı
– Aktiv skan sahəsi (məsələn, 8×8 mm və ya daha geniş)
– Oxuma sürəti və dəqiqlik səviyyəsi
– Enerji istehlakı
– Ekranın altındakı sensor yeri (adətən alt mərkəzdə)
– Ekran panel növləri ilə uyğunluq (OLED/AMOLED daha çox yayılmışdır, çünki onlar hər pikselə işıq saça bilir)
Bu mərhələdə, sensorun anakarta necə qoşulacağı, elastik kabelin necə yerləşdiriləcəyi və proqram təminatının barmaq izi məlumatlarını necə təhlükəsiz şəkildə emal edəcəyi də nəzərə alınır.
3. Sensor Modulu İstehsalı: Plitdən Çipə
Həm optik, həm də ultrasəs sensorlar adətən yarımkeçirici istehsal prosesindən başlayır. Tipik addımlar aşağıdakılardır:
1. Plitə üzərində istehsal (silikon plitədə dövrə istehsalı)
Yarımkeçirici tökmə zavodları fotolitoqrafiya istifadə edərək mikrosxemlər çap edir. Dövrə naxışları çökmə, aşındırma və ion implantasiyası üsullarından istifadə edərək təbəqə-təbəqə yaradılır.
2. Doğrama (vafliləri çipslərə doğramaq)
Vafli hazır olduqdan sonra, sensor ölçüsünə uyğun olaraq kiçik parçalara kəsilir.
3. Qablaşdırma (çip qablaşdırma)
Daha sonra çip onu qorumaq və cihazda quraşdırılmasını asanlaşdırmaq üçün "bükülür". Bu mərhələdə, dizayndan asılı olaraq, elektrik əlaqələri tel birləşdirmə və ya flip-çip vasitəsilə həyata keçirilir. Qablaşdırma həmçinin istiliyə, təzyiqə və xidmət müddətinə müqaviməti müəyyən edir.
Ultrasəs sensorları üçün modul ultrasəs ötürücü və qəbuledici elementləri, eləcə də siqnalın əvvəlcədən emal dövrəsini (ön tərəf) əhatə edə bilər. Bu, prosesi tez-tez ekranın altında xüsusi bir görüntü sensoru və sadə linzalar/optika istifadə edən optik sensorlardan daha mürəkkəb edir.
4. Dəstəkləyici Optik və ya Akustik Təbəqənin Hazırlanması
Ekrandakı barmaq izi sensoru tək işləmir. Siqnalın (işıq və ya ultrasəs dalğaları) düzgün keçməsi üçün dəstəkləyici təbəqə tələb olunur.
Optik sensorlar üçün
Düzgün bir "optik yol" tələb olunur:
– İşıq bələdçisi və ya işıq rejissoru təbəqəsi (müəyyən dizaynlarda)
– Barmaq izinin əks olunmasını sensora fokuslamaq üçün mikro linza
– Şəffaflığı qoruyan və deformasiyanı azaldan yapışdırıcı material (OCA/optik şəffaf yapışdırıcı)
Sensor panelin altında yerləşdiyindən, əks olunan əks olunma zəiflədilə bilər. Buna görə də, optik dizayn və material seçimi aydın barmaq izi görüntüsünü təmin etməlidir.
Ultrasəs sensorları üçün
Ən vacib şey "akustik yol"dur:
– Ultrasəs dalğalarını sabit şəkildə ötürə bilən təbəqə
– Xüsusi akustik xüsusiyyətlərə malik yapışdırıcılar
– Barmaqlardan gələn təzyiqin modula zərər verməməsi üçün mexaniki dəstək strukturu
Həddindən artıq uducu və ya əks etdirici olan hər hansı bir təbəqə skan keyfiyyətini aşağı salacaq, buna görə də bu mərhələdə material nəzarəti çox sərtdir.
5. Ekran Paneli ilə İnteqrasiya: Yerləşdirmə və Laminasiya
Növbəti vacib addım sensor modulunun displeyə inteqrasiyasıdır. Bu proses istehsalçının təchizat zəncirindən asılı olaraq displey modulunun yığılması müəssisəsində və ya telefon yığma xəttində baş verir.
Baş verən ümumi addımlar:
1. Paneldəki sensor sahəsinin təyini
Optik sensorlar üçün OLED panellər tez-tez sensor sahəsinin kifayət qədər işıq ötürmə xüsusiyyətlərinə malik olmasını təmin etmək üçün fərdiləşdirilir. Bəzi dizaynlarda sensor sahəsi daxilində piksel sıxlığı və ya altpiksel düzülüşü optimallaşdırıla bilər.
2. Sensor modulunun yerləşdirilməsi
Modullar, adətən dəqiq yerləşdirməni təmin etmək üçün dəqiq jiglərdən istifadə edərək müəyyən sahələrin altına yerləşdirilir. Dəyişiklik toleransları çox kiçik ola bilər ki, bu da istifadəçi təcrübəsinə təsir göstərir.
3. Laminasiya
Sensor və əlaqəli təbəqələr xüsusi yapışdırıcı istifadə edərək bir-birinə yapışdırılır. Laminasiya prosesində aşağıdakılardan qaçınmaq lazımdır:
– hava qabarcıqları
- toz
– yapışqan qalınlığında qeyri-bərabərlik
Çünki bütün bunlar barmaq izi oxuma dəqiqliyini azalda bilər.
4. Çevik konnektorların quraşdırılması
Modul ana plataya elastik kabel vasitəsilə qoşulub. Bu kabel istifadə istiliyinə və təzyiqinə davam gətirməlidir.
6. Proqram təminatı və təhlükəsizlik anklavlarının rolu
Barmaq izi sensorları yalnız aparat təminatı ilə bağlı deyil. Proqram təminatı tərəfində isə vacib bir proses var:
– İstifadəçi barmağını qeyd etdikdə barmaq izi şablonunun yaradılması
– Ultrasəs şəkillərindən və ya xəritələrdən xüsusiyyətlərin çıxarılması (inciliklər)
- Sürətli və təhlükəsiz uyğunluq
– Etibarlı İcra Mühiti (TEE) və ya Təhlükəsiz Enclave/təhlükəsiz element kimi təhlükəsizlik aparatlarında təhlükəsiz saxlama
İstehsalda sensorun proqram təminatı və əməliyyat sistemi drayverləri sensorun xüsusiyyətlərinə uyğun olmalıdır. Modulda və ya ekran panelində kiçik fərqlər xüsusi kalibrləmə parametrlərini tələb edə bilər.
7. İstehsal Xəttində Kalibrləmə: Avadanlıq və Displeylərin Uyğunlaşdırılması
Cihaz quraşdırıldıqdan sonra, optimal sensor performansını təmin etmək üçün telefon kalibrləmədən keçir. Buraya aşağıdakılar daxildir:
– Ekranın parıltısının kifayət qədər olması, lakin enerji sərf etməməsi üçün işığın intensivliyini (optik sensorlar üçün) kalibrləyin.
– Təsvirin çox qaranlıq/çox parlaq olmaması üçün sensordakı qazanc və səs-küyü kalibrləyin
– Dalğaların müxtəlif dəri vəziyyətlərində ardıcıl olaraq oxunması üçün təzyiq və siqnalın kalibrlənməsi (ultrasəs üçün).
– Barmaqlar islandıqda, yağlı olduqda və ya ekran bir az çirkli olduqda, nasazlıq əleyhinə alqoritm tənzimlənməsi
Kalibrləmə xüsusi sınaq avadanlığı və zavod proqram təminatı istifadə edilərək avtomatik olaraq həyata keçirilir və nəticələr cihaz parametrləri kimi saxlanılır.
8. Keyfiyyət Testi: Dəqiqlik, Davamlılıq və Ardıcıllıq
Telefon göndərilməzdən əvvəl sensor modulu bir sıra sınaqlardan keçməlidir, məsələn:
– Yanlış Qəbul Nisbəti (FAR): sistemin sahibinə məxsus olmayan barmaq izini səhv qəbul etməsi tezliyi.
– Yanlış Rədd Nisbəti (YRN): sistemin sahibinin düzgün barmaq izini nə qədər tez-tez rədd etməsi.
– Müxtəlif şəraitdə sınaqdan keçirin: quru, yaş, tərli və ya tozlu barmaqlar
– Yapışqan materialın temperatur, rütubət, təkrarlanan təzyiq və yaşlanma dəyişikliklərinə qarşı müqavimətini sınaqdan keçirin.
– Modulun yerdəyişməməsini təmin etmək üçün cihazda düşmə və burulma testi
Bundan əlavə, istehsalçılar cihazlar arasında uyğunluğu yoxlayırlar. Ekrandakı barmaq izi sensoru, ekranda və komponentlərdə kiçik dəyişikliklərə baxmayaraq, minlərlə, hətta milyonlarla cihazda bərabər işləməlidir.
9. Ekranda Barmaq İzi Sensorunun Yaradılmasında Əsas Çətinliklər
Bu texnologiyanın özünəməxsus çətinlikləri var:
– Siqnal ekranı keçməlidir, beləliklə, oxuma keyfiyyəti örtüyün materialına və qalınlığına həssasdır.
– İncə dizayn: telefonun daxili sahəsi məhduddur, ona görə də modul çox kompakt olmalıdır.
– İstehsal xərcləri: ultrasəs sensorları daha bahalıdır, optik sensorlar isə qənaətbəxş nəticələr əldə etmək üçün ekran optimallaşdırması tələb edir.
– Təhlükəsizlik: saxtakarlıq (fırıldaqçılıq) cəhdlərinə, məsələn, şəkillərə, çaplara və ya silikon materiallara qarşı davamlı olmalıdır.
Buna görə də, istehsal prosesi yalnız sensorların quraşdırılması ilə deyil, həm də istifadəçi təcrübəsinin sürətli və təhlükəsiz qalmasını təmin etmək üçün dizayn, materiallar, proqram təminatı və sınaqların balanslaşdırılması ilə bağlıdır.
Nəticə
Displey içi barmaq izi sensorunun yaradılması prosesi yarımkeçirici istehsalın, material mühəndisliyinin, displey panelinin inteqrasiyasının və təhlükəsizlik proqram təminatının hazırlanmasının mürəkkəb birləşməsidir. Plitə üzərində çip istehsalından tutmuş modul qablaşdırmasına, optik və ya akustik təbəqənin yığılmasına, ekranın altında dəqiq laminasiyaya, çoxsaylı kalibrləmələrə və keyfiyyət sınaqlarına qədər - hamısı ən yüksək standartlara uyğun olaraq yerinə yetirilməlidir. Son nəticə praktik, müasir, düyməsiz smartfon dizaynlarını dəstəkləyən və istifadəçi məlumatlarının təhlükəsizliyini qoruyan biometrik xüsusiyyətdir.
İstəsəniz, məqalənin daha texniki versiyasını (məsələn, fotolitoqrafiya, OCA və ya FAR/FRR parametrlərini ətraflı müzakirə etməklə) və ya ümumi oxucular üçün daha populyar bir versiyasını da yarada bilərəm.
