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[2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 韩国首尔(2019.1.27-2019.1.31)] 2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 指纹传感器应用中耦合双线圈的设计与制造

DOI：10.1109/memsys.2019.8870631 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本文提出了一种利用螺旋双线圈互感识别指纹图案的新概念。与商用光学和电容传感技术不同，这种独特的双线圈设计通过脊谷对阻抗的影响来实现指纹测量。本研究采用微加工工艺制作了典型的3×128双线圈阵列传感芯片，随后利用耦合电容和互感的变化来验证不同介质的特性。测量结果显示，谐振频率产生于8 MHz处，由此产生最大1 mA的感应电流和41.3度的相移。高导电介质会导致更大的相移。利用双线圈阵列获得的样本数据成功重建了指纹图像。
作者： Shihwei Lin，Mingyu Hsieh，Yuanyuan Huang，Fuchi Shih，Zihsong Hu，Chingfu Tsou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种新概念，利用螺旋双线圈的互感来识别指纹图案，通过脊线和谷线对电阻抗的影响实现指纹测量。

研究成果

该研究成功运用硅基微加工技术制造出具有共面双线圈阵列的传感芯片；通过测量相位变化，成功用于重建指纹图像。在8 MHz谐振频率下运行时，获得了最大1 mA的感应电流和41.3度的相移。一个10×15像素的传感图像与用户指纹图案显示出良好匹配。

研究不足

该研究指出，使用高介电常数材料（如SiO2、Si3N4和SiC薄膜）替代PR钝化层可提供更好的机械保护与电气隔离，显示出潜在的优化方向。

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