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- 用印刷技術(shù)低成本生產(chǎn)兆級傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/10/16
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所與美國加州大學圣地亞哥分校（UCSD）合作開發(fā)出了利用印刷技術(shù)在生物降解性材料基板上形成電子布線的技術(shù)。
從藥片到植物種子，“兆級傳感器（trillion sensor）”可獲得所有物體的信息，作為可大量且低成本生產(chǎn)兆級傳感器的技術(shù)，業(yè)內(nèi)將目光投向了印刷技術(shù)。另外，如果在藥片和食品中內(nèi)置傳感器、在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用傳感器的話，在傳感器進入人體內(nèi)以后，需要能溶解并排出體外，為此，采用了在生物降解性材料上使用印刷技術(shù)的方法。
向模子中澆注揮發(fā)性油墨
此次開發(fā)的印刷技術(shù)結(jié)合使用油墨和模子。在基板上形成布線時，要向模子內(nèi)注入導電性油墨。一般存在的課題是：即使向模子注入油墨，有時也因為沒有縫隙而進不去、以及不能從模子上徹底地剝離。
于是，研究人員此次在油墨和模子上想辦法。油墨是揮發(fā)性的，揮發(fā)后氣體可以從模子中跑掉。模子采用的是不通液體、只通氣體的材料。結(jié)果，油墨在彎月面力作用下進入模子，隨著油墨揮發(fā)、氣體泄漏，油墨如同被吸入模子一般。這樣就不會出現(xiàn)上述問題。該技術(shù)主要是UCSD教授、雅各布工程學院院長Albert P.Pisano開發(fā)的。
用有使用經(jīng)驗的生物降解性材料進行驗證
此次，研究人員將這種印刷方法應(yīng)用在了生物降解性材料的基板上。生物降解性材料選擇的是聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚羥基丁酸酯（PHB）、聚乳酸羥基乙酸（PLGA）、羥基丁酸-羥基戊酸共聚酯（PHBV）等已在醫(yī)療領(lǐng)域采用的普通材料。
這些材料大多表面有微細的凹凸，在其上采用上述的印刷方法時，有可能出現(xiàn)漏油墨或油墨不緊貼基板等現(xiàn)象。產(chǎn)綜研“優(yōu)化了將模子按在基板上的壓力等”（該研究所制造技術(shù)研究部門兆級傳感器研究組組長寺崎正）。
在PLA及PHBV等材料上形成20幾μm寬的金屬布線后，沒有發(fā)現(xiàn)漏油墨及剝離等現(xiàn)象。另外，還發(fā)現(xiàn)生物降解性材料的功能也未受影響，成功得到分解。
目標單價是0.0001美元
兆級傳感器是由美國提出的概念。這個概念是美國企業(yè)家Janusz Bryzek為了在實現(xiàn)了每年使用超過1萬億個傳感器的社會以后，為解決社會課題而提出的。Pisano很早就贊同這一概念，一直推進這方面的研究。
Bryzek等人的目標是實現(xiàn)傳感器的大量生產(chǎn)和大幅降低傳感器的成本。用于檢測食品新鮮度及檢測飲用時間時，傳感器的目標單價是0.001美元。用于植物生長管理時，在每粒種子上配備的傳感器目標單價為0.0001美元�，F(xiàn)有的Si傳感器很難降到如此低的價格。通過采用印刷方法，傳感器的成本將比Si傳感器降低兩位數(shù)。
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