新毫米波技术**在0.5伏下高效运行;

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1.新毫米波技术**在0.5伏下高效运行;2.自充电电池还得再等十年?3.生物识别有新招:侦测走路方式验证身分,还能边走边充电;4.看全球人脸识别技术应用发展,有望迎来无卡无照时代;5.EEJA开发扩展电子工程领域革新的直接图案形成电镀技术

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1.新毫米波技术**在0.5伏下高效运行;

据美国科学促进会(AAAS)科技新闻共享平台EurekAlert!近日报道,日本科学家在美国举行的射频集成电路论坛上宣布,他们开发出一种低能耗毫米波放大器,**实现在0.5伏低压下对W波段(75到110千兆赫)频率进行放大处理。

W波段覆盖的频率范围广泛应用于汽车辅助驾驶和自动驾驶系统的雷达装置中。毫米波放大器赋予雷达极强的扫描能力,使雷达在恶劣天气条件下也能分辨白天与黑夜。但由于这种雷达通常由数百个发射器和接收器排成的阵列组成,因此必须在低压供电环境下工作。

但低压下半导体性能会下降。此次广岛大学研究人员和富士通半导体有限公司(MIFS)合作,成功制造出能在0.5伏电压下保持正常性能的W波段放大器。富士通提供的硅基金属氧化物半导体(MOS)和55纳米互补性金属氧化物半导体(CMOS),能在低压下保持极高性能;而广岛大学通过特殊的技术设计,进一步提升了这些半导体在毫米波频段内的性能。

广岛大学教授藤岛康念(音译)表示,他们新研制的低压W波段电路运用前景广泛,可应用于汽车雷达装置、基站间的高速通讯系统、智能手机等。例如,毫米波雷达能大大增强智能手机对音频、可见光和地球磁场等的感知能力,手机用户甚至能接收到朋友手机的雷达信号并作出反应。

藤岛康念称,性能稳定是新W波段放大器的另一优势。之前研制的1伏及以上毫米波电路,性能往往只能维持几天甚至几小时,其载热效应会导致性能逐渐下降直至无法使用;而新放大器的载热效应大大降低,汽车雷达的“视力”能保持数年不降。

研究人员表示,他们会继续研究以进一步提高毫米波放大器的性能,甚至实现更低压的毫米波CMOS电路。(记者聂翠蓉) FTO/LFP NP/DYE电极的示意图

Demopoulos自2010年以来一直与Hydro Quebec合作,进行锂电池和太阳能电池的制造。 2014年,他向麦吉尔大学申请休假研究,在IREQ与博士后研究人员Andrea Paolella一起试验了利用光采集制造自充电电池的想法,如同染料敏化(dye-sensitized)太阳能电池一样。 Demopoulos自2007年起一直在从事与染料敏化太阳能电池相关的研发,因而开始了与电池的不解之缘。

在早期阶段,这方面的研究集中于单个光电极——用灯泡照射半个电池作为示范,看电池是否能够吸收光能并储存电能。 但Demopoulos说,研究人员们想知道的是「我们面前的这两种(灯泡、电池)装置,可以合二为一吗? 经过几周的光电极照射后,我们开始看到电流的流动,」Demopoulos对于Paolella的耐心赞不绝口,因为一开始的两个星期内什么都没有发生。

研究团队在获得加拿大自然科学暨工程研究委员会(NSERC)的资助后,目前正展开该计划**阶段的工作。 在2017年4月号的《自然通讯》(Nature Communications)期刊中,研究人员详细描述了染料敏化太阳能电池技术如何与锂离子材料相结合以探究光辅助电池的充电的过程。

基本上,磷酸铁锂能有效地作为可逆的氧化还原剂,用于染料的再生,研究人员的研究结果描述了促进光充电(photo-rechargeable)锂离子电池设计原理的可能性。

该实验的**阶段没有实际的装置,并且在无湿度的干燥室中进行。 此外,各种实体组件从未被封装在单一容器中。 「不仅仅是光线,实验中的氧气也起着关键作用。 」 Demopoulos说:「电池中不能存在氧气。 所以,下一阶段是要设法取代氧气,然后再进一步加以封装。 」

他说,这项研究计划预计要花大约五至十年的时间。 「我们将会需要重新设计可吸收光的行动装置。 」例如,屏幕可以吸收光。

图2:霓虹光照射(红线)的开路电压(OCV):在经过平缓的3.40V后,电压升至3.75V;在使用黑盒子的黑暗环境(蓝线),电压如预期般,在500小时内从3.44V略降至3.41V。 插图显示使用太阳能仿真器(绿线)照射下OCV的变化

IREQ能源储存和管理总监Karim Zaghib表示,已经设计出能吸收光的电极,NSERC的经费赞助将给予他们缩小差距的机会,并证明光充电电池的可能性。 该机构从事锂电池相关业务已有五十年的历史了;Zaghib个人也在那里工作了22年。 目前,提出新的充电方法是Zaghib和其它研究人员致力于解决的关键挑战。 他说:「大家都想要快速充电,我们必须找到另一个来源。 」

他说,拥有一款同时能够采集能量并加以储存的装置,一直是个反复被讨论的主题。 电池的尺寸已不再是问题,因为研究人员使用的是离子磷酸盐电池,而不是锂电池。 「问题不在于能量密度,我们已有解决办法了。 」Zaghib说:「现在的问题是如何快速充电。 」而另一个挑战则是让电池拥有足够的充电次数,目标是在未来五年内达到500次充放电周期。

预计在未来十年,越来越多的智能家庭将会采用太阳能供电,自充电电池也可望在家中派上用场,白天由阳光充电并在夜间使用。 虽然目前的研究还围绕在小尺寸的电池,但Zaghib看好为能量储存等应用开发出10-20千瓦时(kwh)更大尺寸电池的潜力。 他说:「如今,如果你想要在自家发电,必须在屋顶上安装太阳能板,并且把电池放置于家中地下室或车库。 」

而自充电电池的概念意味着家庭中的太阳能发电系统只需放在屋顶上,Zaghib说,这个概念甚至还可以导入车子,不过还需要更多的考虑,因为车用电池通常放在底盘。 总之,「我们正思考一些新的设计,」Zaghib说。

(参考原文:Are Self-Charging Batteries a Decade Away?,by Gary Hilson)eettaiwan

3.生物识别有新招:侦测走路方式验证身分,还能边走边充电;

澳洲一研究组织利用行动装置或穿戴装置中的加速计,侦测用户行走的步态,作为身份验证的依据,并利用动能收割技术,让人们可以透过运动为装置充电,延长电池使用时间。

澳洲联邦科学与工业研究组织(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation,CSIRO)旗下的Data61团队已发展出一项新技术,结合了加速计与动能收割技术,可藉由人们走路的方式来验证身分,还能替装置充电, 可望取代密码或指纹等身分验证方式并应用在各式穿戴装置上。

Data61说明,加速计原本就可捕捉人们走路的速度与姿态,但它同时也会减少电池寿命而抑制了步态验证的普及,因此,他们结合加速计以及可利用人们的运动帮装置充电的动能收割(kinetic energy harvesting)技术,以达到身分验证与延长电池寿命的双重目的。

该团队延揽20名用户在不同的环境中进行实验,包括室内地毯、户外的草皮或是柏油路上,发现其身分验证的准确率高达95%,与其他基于加速计的身分验证方式相较则减少了78%的电力使用。

另外他们也测试了黑客模仿用户步态进行攻击的成功机率,答案为13%。

领导Data61团队的Dali Kafaar表示,这是一个非常方便的身分验证方式,因为系统可不断纪录与分析人们走路的方式并进行验证,不需手动调整任何参数,而且它也比密码或PIN码还要**。 Data61也在发展其他的身分验证方式,像是人们的呼吸或是与装置互动的独特模式等。

除了生物验证技术之外,Data61亦正在开发一项可用来侦测癌症早期发展的软件,有鉴于血管的成长已被视为恶性肿瘤的重要指针,该软件能够**地测量与纪录血管分支的分布与长度,量化血管的改变,因而能及早发现血管生成,改善癌症的发现与**。ithome

4.看全球人脸识别技术应用发展,有望迎来无卡无照时代;

人脸识别技术已有长足进步,目前已经开始用于金融交易,机器学习以及人工智能(AI)的应用,更让识别**度大幅提升,如大陆搜寻引擎百度的识别率已经超越人类,包含阿里支付等业者也已经开始接受脸孔识别支付。

据Let’s Talk Payments报导,从提款机到餐厅,都开始融入人脸识别技术,甚至有公厕利用人脸识别给予卫生纸的新奇尝试。

美国餐厅Wow Bow的点餐台可以记得顾客的脸以及他们的点餐内容,下次如果熟客光临想要点平常固定爱吃的餐点,就无需重新输入,业者表示顾客也相当喜欢这项贴心服务。

法国的Safran也展示利用人脸识别取代信用卡验证码的可能性,不仅更加**,使用者也更加轻松,不用再费神记忆这么多密码或翻箱倒柜找卡片了。

芬兰业者Uniqul则计划在商店、机场、加油站等处装设脸部识别系统,让顾客可以“无缝支付”,甚至不需要任何卡片或身分证明文件。

澳洲有关当局也正在思考用脸部识别技术取代护照的可能性,如果**性能够过关的话,想必有更多国家愿意跟进。

英国航空(British Airways)则是已经引进脸部识别系统加速通关流程,但目前**于希斯洛机场的国内航班。相信不久的将来,会有更多业者采用这项便民措施。

印度官方更是倾国家之力打造生物识别国民身份认证系统,目标是希望即使是穷乡僻壤,缺乏金融机构之处,都能拥有更便利的支付方式。DIGITIMES

5.EEJA开发扩展电子工程领域革新的直接图案形成电镀技术

东京, 2017 年 6 月 5 日 - (亚太商讯) - 田中控股株式会社(总公司:东京都千代田区、执行总裁:田苗 明)宣布,负责田中贵金属集团电镀业务发展之日本电镀工程株式会社(Electroplating Engineers of Japan Ltd.)(总公司:神奈川县平冢市、执行总裁:中之内宗治,以下简称 EEJA)使用**开发之表面处理药液(感光底漆 、胶体催化剂),而开发出崭新的直接图案形成电镀技术。 本技术不需真空环境或光刻胶(※1)便能进行,并且能够在 100℃以下的低温程序中对各式各样的材质直接进行低电阻的微型配线工程。

使用本电镀技术时,于 PET 薄膜和玻璃等各种基板上涂抹「感光底漆」后行曝光,将基板浸泡于含有金奈米粒子(※2)触媒的「胶体催化剂」溶液中之后,再将其浸泡于任选金属种类的无电解电镀(※3)液中,便可形成微小至线宽 5μm(微米:百万分之一公尺)的各种金属电路图案。 近年来,新世代金属配线成形技术多以备受瞩目的金属油墨为中心,然而本技术和目前使用金属油墨的配线工程相比,能够在更低温的程序中完成低电阻配线。 此外,利用金奈米粒子触媒自动吸附至感光底漆的革新手法,不需光刻胶便可直接完成配线。 不仅如此,因使用不需真空设备的电镀法进行配线,更易于执行大型批处理(※4),可于各种基材上完成高性能的金属配线,进而达到量产。

本技术因具备上述特征和优点,可说是带动了电子工程领域的革新,将可望提升目前金属配线成形技术所无法达到的水平。

本技术的主要特征

- 在 100℃以下的低温程序中,实现压倒性的低体积电阻率(金:3.3μΩcm、铜:2.3μΩcm)

- 可对 PET 薄膜和玻璃等各种非导电性材质直接进行微型配线工程

- 不需真空环境或光刻胶

利用本技术进行配线

(图片)

- 对 PET 薄膜进行金(Au)配线工程 http://bit.ly/2qWmrrt

- 利用本技术完成线宽 30~5 微米的配线 http://bit.ly/2rI9V2z

新开发表面处理药液「感光底漆」、「胶体催化剂」之介绍

EEJA 在本技术开发之际,**开发出新型表面处理药液—「感光底漆」和「胶体催化剂」。

- 感光底漆:

用来补充基板上金奈米粒子触媒,将有机溶剂作为基底的涂抹型树脂溶液。 藉由 UV 照射时的曝光,来消除配线成形处以外部分的金奈米粒子补充能力。

- 胶体催化剂:

具有自动吸附至底漆表面的能力,含有金奈米粒子触媒的水溶液。 此外,此金奈米粒子触媒对于各种无电解电镀液具有高触媒活性,因此可藉由浸泡于无电解电镀液来引发金属析出反应。

过去的技术问题

近年来,代表新世代电子工程领域的核心—「非真空」、「无光刻胶」环境下的金属配线技术开发受到热烈瞩目,而其中*具代表性的印刷电子技术(※5)可说是革新金属配线成形技术的****,而金属油墨的开发也随之活跃了起来。 然而,在更低温环境下进行更低电阻配线的技术研究揭示了「低温下配线」和「配线低电阻化」不可兼得的难题。 有鉴于此,EEJA 认为若利用可使金属结晶从 100℃以下水溶液析出的「电镀法」,便可实现「低温程序中完成低电阻配线」的目标,因而开发了本技术。

本技术的优点

- 在「非真空」、「无光刻胶」环境下进行微型配线

本技术以电镀法为主轴,藉由水溶液完成配线,故并不需要在真空环境下进行。 此外,本技术更利用金奈米粒子触媒自动吸附至感光底漆的革新手法,不需使用光刻胶便可直接完成微型配线。 在执行大型批处理上更为容易,因此可在各种基材上完成高性能的金属配线,进而达到量产。

- 可在「低温程序」中完成「低电阻配线」

利用本技术可在 100℃以下的程序中,完成低体积电阻率远低于过去金属油墨技术(金:3.3μΩcm、铜:2.3μΩcm)的配线,也可在 PET 等一般通用的塑料薄膜等耐热性低的非导电性材质上进行高性能的配线工程。

- 在平滑基板上充分发挥接着强度

可在表面平滑的 PET 薄膜(Ra=10nm)上完成可充分发挥接着强度(0.5N/mm)的配线工程。 因此不需要使基板表面粗糙化,就能实现高接着度。

- 曝光时不需进行氮气吹洗或臭氧清洁

底漆曝光所需的紫外线波长约为 300nm,故执行图形配线成形技术时,并不需目前用于基材表面改质的短波长准分子 UV 光(波长 200nm 以下)。 因此也不需要对光源进行氮气吹洗和臭氧清洁等外部程序。

- 可应用于各式各样的印刷方式

利用在整个基板上涂抹底漆的状态下将胶体催化剂溶液进行部分印刷,或将底漆印刷至基板后,浸泡于胶体催化剂中的手法,实现以印刷方式完成配线的目标。 这么一来便可将印刷和曝光方式进行组合,而应用于各式各样的配线工程中。

将本技术应用于新世代电子工程领域中的潜力

利用本技术可在低温下完成低电阻的微型配线,故主要可应用于软性显示器、天线、传感器等产品中。 此外,本技术也具有于立体物表面进行微型配线形成的潜力,可应用于 MID(配线和电极成形之树脂模制品)的制造。 不仅如此,将涂抹型绝缘材料搭配本技术使用,便能成功完成层压配线,故可望促进金属配线成形技术的革新。

而 EEJA 预计在今年开始进行本技术所需之感光底漆、胶体催化剂、无电解电镀液之样品出货。

本技术已获得今年 6/7(三)~6/9(五)举办的「JPCA Show 2017(第 47 届国际电子电路产业展)」之「JPCA Show AWARDS 2017」奖项,除了在会场中的 EEJA 摊位进行展示外,会期间也将于东 5 展馆内的 7H-29 特别以海报的形式展出。

(参考)采用本技术时的配线程序

(图片: http://bit.ly/2qWx39v)

(1) 形成底漆层:将底漆涂抹在基板上,以 80~150℃的温度干燥数分钟,即于底漆表面可用来捕捉金奈米粒子的受体(accepter)。

(2) 曝光:使用光掩膜(photomask)照射深紫外光 10~60 秒,便可除去底漆表面深紫外光照射部分的受体捕捉能力。

(3) 吸附金奈米粒子触媒:将曝光后的基板浸泡于胶体溶液中 10~600 秒,溶液中所含的金奈米粒子具有吸附于受体的能力,因此底漆表面的受体便吸附了胶体溶液中的金奈米粒子。

(4) 浸泡于无电解电镀液中:将基板浸泡于欲成形之金属种类的无电解电镀液中,电镀液中所含的金属就会沿着固定于底漆表面的金奈米粒子析出,而显现出金属图形。

*1 光刻胶(photoresist):

系指具感旋光性的抗腐蚀涂层。 进行金属、半导体等微型加工时,使用摄影技术与化学腐蚀 (蚀刻) 的光蚀刻**用到光刻胶。

*2 金奈米粒子:

奈米(十亿分之一公尺)大小的金粒子。

*3 无电解电镀液:

藉由金属离子与还原剂的化学反应,使金属离子在材质上以金属状态还原析出的电镀液。

*4 大型批处理:

电镀法所具备的特征—「大面积处理」和「多基板批处理」等工程。

*5 印刷电子技术:

利用印刷技术使电路、电子装置等成形的技术。

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