東京大學(xué)印刷技術(shù)制造薄膜型無線通信系統(tǒng)
2007-12-18 00:00 來源:https://ipass.nikkeibp.co.jp/ 責(zé)編:中華印刷包裝網(wǎng)
東京大學(xué)研究生院工程學(xué)系研究專業(yè)副教授染谷隆夫的研究小組和東京大學(xué)國際產(chǎn)學(xué)共同研究中心教授櫻井貴康的研究小組共同開發(fā)出了薄膜型無線通信系統(tǒng),。只需將電子設(shè)備放在薄膜上,,即可在電子設(shè)備之間進行通信,。無線通信薄膜的面積為21cm×21cm,,厚度1mm,,重量僅50g。還可機械彎曲,。如果達到實用水平,,還可在桌子及墻壁上粘貼無線通信薄膜,向薄膜上放置的電子設(shè)備傳輸信息,。
如將此次的產(chǎn)品與該共同研究小組06年發(fā)表的無接點電力傳輸薄膜組合使用,,還有望無需連接器進行機械連接,即可向薄膜上的電子設(shè)備傳輸電力和信息,。無線通信系統(tǒng)與無接點電力傳輸系統(tǒng)組合使用的實驗已經(jīng)完成,,證實電力供應(yīng)和信息傳輸均可實現(xiàn)。
采用該無線通信薄膜的晶體管的單元構(gòu)造將在“2007 IEEE International Electron Devices Meeting(2007 IEDM)”(2007年12月10~12日,,米國華盛頓D.C.)上發(fā)表,。與該薄膜組合的低電力通信電路技術(shù)預(yù)定在“2008 International Solid-State Circuits Conference(ISSCC 2008)”(2008年2月3~7日,米國舊金山)上發(fā)表,。東京大學(xué)VDEC副教授高宮真教授,、慶應(yīng)義塾大學(xué)理工學(xué)部教授黑田忠廣也參與了薄膜型無線通信系統(tǒng)的開發(fā)。
利用電感耦合及容量耦合
此次的系統(tǒng)使用的無線通信薄膜由植入非易失性內(nèi)存元件及晶體管的內(nèi)存薄膜,、設(shè)置有MEMS開關(guān)的開關(guān)薄膜以及線圈薄膜重疊構(gòu)成,。在薄膜表面內(nèi)集成了縱8個×橫8個,即64個將非揮性內(nèi)存元件,、MEMS開關(guān)元件及線圈集成為一組的單元,。為了控制無線通信薄膜,外置了收發(fā)器電路及控制電路等LSI,。在外置LSI集成的電路方面,,對無線通信薄膜的驅(qū)動下了一番工夫,將傳輸速度為100Kbs時的通信能量降到了107pJ/bit,。
如果在該薄膜上放置兩個電子設(shè)備,,設(shè)備之間就會按照以下步驟開始通信:(1)利用無接點電力傳輸薄膜中使用的技術(shù)檢測出薄膜上電子設(shè)備的位置,(2)算出最短的通信路徑,,(3)在最短路徑中連接MEMS開關(guān)的非易失性內(nèi)存開始運行程序,,(4)程序運行后的MEMS開關(guān)元件導(dǎo)通,通信路徑確立,。無線通信系統(tǒng)利用線圈之間的電感耦合或容量耦合由電子設(shè)備向薄膜、并由薄膜向其它電子設(shè)備通信,。因此,需要在電子設(shè)備中內(nèi)置線圈,。利用電感耦合時使用頻率為3MHz的載波。利用容量耦合時通過脈沖通信傳輸信息,。
采用印刷技術(shù)制造,,非易失性內(nèi)存可實現(xiàn)105次以上的擦寫
在構(gòu)成無線通信薄膜的內(nèi)存薄膜中,,晶體管采用并五苯,,非易失性內(nèi)存元件采用強介電性高分子的氟化乙烯和三氯乙烯的聚合物,,均為有機材料,。采用這些材料并利用噴墨裝置及絲網(wǎng)印刷裝置等印刷技術(shù)形成各元件,。另外,柵電極,、柵絕緣膜,、源電極,、漏電極均采用印刷技術(shù)形成,。
非易失性內(nèi)存元件可在大氣中進行超過105次的數(shù)據(jù)擦寫,。伴隨著封裝技術(shù),、強介電材料技術(shù)及晶體管技術(shù)的進步,其可靠性也大為提高,。
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