導(dǎo)讀
無論是目前的電容式指紋傳感器，還是今后的超聲波指紋傳感器，都要用到PCB或者FPC作為電路板，并采用玻璃作為的一種蓋板。指紋識(shí)別的電路板和蓋板玻璃用激光來切割，原因是激光切割具有崩邊小、速度快、切割道窄和厚度較大的優(yōu)點(diǎn)。
一、指紋識(shí)別模組的鑒定
1. 手指傾斜15~30°。
2. 手指平移±3~5 mm。
3. 輕壓或重壓，指紋變形。
4. 抗靜電強(qiáng)度，穿化學(xué)纖維的衣服，讓手指上產(chǎn)生足夠多的靜電。
5. 手指輕微潤濕。
此外，手指粘上較多粉塵后，指紋識(shí)別模組應(yīng)當(dāng)識(shí)別不出來。
二、指紋識(shí)別模組的激光加工
典型PCB和FPC的加工效率為每小時(shí)900 pcs，損傷區(qū)域?qū)挾染刂圃?0 μm以內(nèi)。欲知全自動(dòng)印刷電路板激光加工設(shè)備詳情，請(qǐng)?jiān)L問鏈接：
http://www.delphilaser.com/product_content.php?id=22
除了印刷電路板，激光還用來切割指紋識(shí)別模組的蓋板玻璃，玻璃的損傷區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0 μm以內(nèi)，如圖3所示，
圖3. 激光在玻璃內(nèi)激發(fā)的等離子體（圖片來源于” Relaxation of Dense Electron Plasma Induced by Femtosecond Laser in Dielectric Materials”）
單個(gè)激光脈沖從右向左傳播，通過雪崩電離激發(fā)出等離子體。雖然透明的玻璃幾乎不吸收激光，固態(tài)玻璃對(duì)激光的能量利用率低，但是激光在玻璃內(nèi)激發(fā)的等離子體，會(huì)強(qiáng)烈吸收激光，提高能量利用率。等離子體吸收的光強(qiáng)隨等離子體密度增大而增大，激光輻照區(qū)域的等離子體濃度高，該區(qū)域呈黑色，被稱為等離子體通道。隨著激光入射時(shí)間的增大，等離子體通道隨著泵浦飛秒激光的傳播而向前移動(dòng)。吸收激光后，等離子體能量提高，高溫高壓的等離子體通道向外擴(kuò)張，排開周圍的原子，形成孔洞。等離子體發(fā)出的黑體輻射光譜，用光譜儀收集，當(dāng)激光未輻照時(shí)，光譜儀的噪聲接近于0，如圖4中藍(lán)色虛線所示，當(dāng)玻璃被激光加工后21 ns，等離子體發(fā)出的黑體輻射譜，如圖4中黑色點(diǎn)線所示。
圖4. 玻璃被激光加工后發(fā)出的黑體輻射譜（圖片來源于”Measuring the internal temperatureof dielectrics machined by the ultrashort laser pulse through the black-bodyirradiation method”）
無論是目前的電容式指紋傳感器，還是今后的超聲波指紋傳感器，都要用到PCB或者FPC作為電路板，并采用玻璃作為的一種蓋板。指紋識(shí)別的電路板和蓋板玻璃用激光來切割，原因是激光切割具有崩邊小、速度快、切割道窄和厚度較大的優(yōu)點(diǎn)。
一、指紋識(shí)別模組的鑒定
指紋識(shí)別模組采用超聲波、電容式傳感器等，超聲波指紋傳感器利用高分辨超聲波掃描指紋，根據(jù)超聲波在指紋的脊和谷的返回時(shí)間，生成3D模型。雖然超聲波指紋傳感器抗靜電強(qiáng)度、對(duì)濕手指的響應(yīng)優(yōu)于電容式指紋傳感器，但是電容式指紋傳感器的圖像分辨率、灰度級(jí)、失真度、產(chǎn)品一致性、環(huán)境適應(yīng)性、設(shè)備體積、使用壽命、功率消耗和設(shè)備成本都更有優(yōu)勢。超聲波指紋傳感器尚處于研發(fā)階段，目前智能手機(jī)采用的指紋識(shí)別模組，大多是綜合指標(biāo)最佳的電容式指紋傳感器。
電容式指紋傳感器中包含256×256以上的像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)包含一個(gè)金屬電極。當(dāng)你的手指壓在傳感器的絕緣表面上時(shí)，手指上導(dǎo)電性能良好的真皮層構(gòu)成一個(gè)電極，與金屬電極、傳感器表面的絕緣體構(gòu)成電容器。指紋的脊與金屬電極間的距離，小于指紋的谷與金屬電極間的距離，由于電容近似與距離成反比，因此指紋的脊形成的電容，大于指紋的谷形成的電容。手指和金屬電極間的電壓固定，各個(gè)像素點(diǎn)存儲(chǔ)的電量，與電容成正比，因此像素點(diǎn)上存儲(chǔ)的電量，隨指紋的脊和谷變化。若電容式傳感器的刷新率為10幀/s，則每隔0.1 s，讀取一次各個(gè)像素點(diǎn)上的電量，構(gòu)成指紋的圖像，如圖1所示，
圖1. 指紋細(xì)節(jié)特征（圖片來源于《民用指紋識(shí)別技術(shù)》）
指紋圖像采集之后，與模板比對(duì)識(shí)別。主流的指紋識(shí)別算法基于E. R. Henry 1889年提出的指紋細(xì)節(jié)特征理論。特征點(diǎn)的類型分為島、端點(diǎn)、叉點(diǎn)等10類，一枚指紋通常含有近百個(gè)特征點(diǎn)，假設(shè)只選用12個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別。每個(gè)特征點(diǎn)具有水平位置、垂直位置和方向等7個(gè)參數(shù)。若每個(gè)特征點(diǎn)只識(shí)別3個(gè)參數(shù)，水平位置分為左右，用0和1來表示，垂直位置和方向也用0和1來表示，則12個(gè)特征點(diǎn)具有(23)12 ≈ 687億種排列方式，因此指紋人各有異。而手機(jī)上的9點(diǎn)式圖案，只有 萬種排列，遠(yuǎn)小于指紋識(shí)別的排列數(shù)目。綜上所示，電容式指紋識(shí)別模組具有防偽性能好、隨身攜帶和不易偽造等優(yōu)點(diǎn)，是身份識(shí)別的理想選擇。設(shè)置好指紋后，在下列條件進(jìn)行實(shí)際測試，如果手機(jī)都能在1 s內(nèi)識(shí)別指紋并解鎖，那么指紋識(shí)別模組鑒定合格。1. 手指傾斜15~30°。
2. 手指平移±3~5 mm。
3. 輕壓或重壓，指紋變形。
4. 抗靜電強(qiáng)度，穿化學(xué)纖維的衣服，讓手指上產(chǎn)生足夠多的靜電。
5. 手指輕微潤濕。
此外，手指粘上較多粉塵后，指紋識(shí)別模組應(yīng)當(dāng)識(shí)別不出來。
二、指紋識(shí)別模組的激光加工
無論是目前的電容式指紋傳感器，還是今后的超聲波指紋傳感器，都要用到PCB或者FPC作為電路板，并采用玻璃作為的一種蓋板。指紋識(shí)別的電路板和蓋板玻璃用激光來切割，原因是激光切割具有崩邊小、速度快、切割道窄和厚度較大的優(yōu)點(diǎn)。激光切割的PCB及FPC如圖2所示，
典型PCB和FPC的加工效率為每小時(shí)900 pcs，損傷區(qū)域?qū)挾染刂圃?0 μm以內(nèi)。欲知全自動(dòng)印刷電路板激光加工設(shè)備詳情，請(qǐng)?jiān)L問鏈接：
http://www.delphilaser.com/product_content.php?id=22
除了印刷電路板，激光還用來切割指紋識(shí)別模組的蓋板玻璃，玻璃的損傷區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0 μm以內(nèi)，如圖3所示，
單個(gè)激光脈沖從右向左傳播，通過雪崩電離激發(fā)出等離子體。雖然透明的玻璃幾乎不吸收激光，固態(tài)玻璃對(duì)激光的能量利用率低，但是激光在玻璃內(nèi)激發(fā)的等離子體，會(huì)強(qiáng)烈吸收激光，提高能量利用率。等離子體吸收的光強(qiáng)隨等離子體密度增大而增大，激光輻照區(qū)域的等離子體濃度高，該區(qū)域呈黑色，被稱為等離子體通道。隨著激光入射時(shí)間的增大，等離子體通道隨著泵浦飛秒激光的傳播而向前移動(dòng)。吸收激光后，等離子體能量提高，高溫高壓的等離子體通道向外擴(kuò)張，排開周圍的原子，形成孔洞。等離子體發(fā)出的黑體輻射光譜，用光譜儀收集，當(dāng)激光未輻照時(shí)，光譜儀的噪聲接近于0，如圖4中藍(lán)色虛線所示，當(dāng)玻璃被激光加工后21 ns，等離子體發(fā)出的黑體輻射譜，如圖4中黑色點(diǎn)線所示。
用Planck公式擬合出等離子體和玻璃溫度為5247±66 K，紅色的擬合實(shí)線與實(shí)驗(yàn)的黑體輻射曲線基本重合。高溫等離子體在溫度梯度驅(qū)動(dòng)下，將能量傳遞給固體。由于測量時(shí)間遠(yuǎn)大于脈寬，因此等離子體和固體的熱傳遞充分，溫度相同，玻璃溫度超過沸點(diǎn)而氣化。若等離子體區(qū)域?qū)挾葴p小，則加工精度提高，崩邊減小，但是等離子體區(qū)域沿激光傳播方向的長度隨寬度下降而減小，切割次數(shù)增加，切割效率降低。調(diào)整激光參數(shù)，優(yōu)化等離子體分布，改善加工質(zhì)量和效率。欲知全自動(dòng)玻璃蓋板激光加工設(shè)備詳情，請(qǐng)?jiān)L問鏈接： http://www.delphilaser.com/industry_content.php?id=12&classid=1
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