混合金屬油墨印刷的“紙內(nèi)存”會(huì)火嗎？

芬蘭VTT技術(shù)研究中心(Finish VTT Technical Research Centre)開發(fā)出能直接印刷在紙上的內(nèi)存電路，采用簡(jiǎn)易的滾動(dòng)條式印刷技術(shù)，以市面上的混合金屬油墨制作而成；研究人員認(rèn)為這種廉價(jià)的紙內(nèi)存能應(yīng)用在傳感器數(shù)據(jù)紀(jì)錄、獨(dú)創(chuàng)性產(chǎn)品標(biāo)志、游戲紙牌、互動(dòng)包裝以及產(chǎn)品信息標(biāo)示卡等等。
上述的單次寫入、多次讀取(write-once-read-many，WORM)內(nèi)存能利用包裝產(chǎn)業(yè)常見的軟板(flexographic)或噴墨印刷技術(shù)，直接制作在產(chǎn)品或包裝上；根據(jù)研究人員的實(shí)驗(yàn)，每個(gè)可寫內(nèi)存位尺寸約0.2×0.3mm，內(nèi)含兩種市面上的銀納米粒子油墨混合，以一般的滾動(dòng)條 (R2R)印刷制程印出實(shí)際位以及關(guān)聯(lián)的寫入/讀取電極，然后干燥。

在寫入之前，每個(gè)位是在高電阻的1狀態(tài)；寫入一個(gè)位是以在位施加一道低電壓(10V以下)來(lái)達(dá)成；那實(shí)際上是燒結(jié)(sinter)相鄰的銀納米粒子， 并產(chǎn)生最小電阻的路徑，因此將內(nèi)存位由高電阻的0狀態(tài)轉(zhuǎn)至低電阻的1狀態(tài)。該燒結(jié)步驟是不可逆的，意味著內(nèi)存內(nèi)的數(shù)據(jù)只能寫入一次，但讀取次數(shù)則是無(wú)限制。

VTT 實(shí)驗(yàn)室能在厚度125um的耐熱PET基板上印出一卷長(zhǎng)度為150公尺，內(nèi)含1萬(wàn)個(gè)印刷式WORM內(nèi)存區(qū)塊(memory bank)；而在先前的實(shí)驗(yàn)中，研究人員也證實(shí)了印刷于紙上的內(nèi)存位燒結(jié)能力。每個(gè)內(nèi)存區(qū)塊內(nèi)含在R2R生產(chǎn)在線自動(dòng)模切(die-cut)的線性位數(shù)組，每個(gè)位因此能藉由量測(cè)橫跨的電阻來(lái)順序讀取。

更大的內(nèi)存則需要以2D位數(shù)組結(jié)構(gòu)來(lái)限制電氣觸點(diǎn)的數(shù)量，負(fù)責(zé)印刷與混合功能組件、印刷內(nèi)存與電子組件開發(fā)的VTT首席科學(xué)家Ari Alastalo表示，會(huì)需要布置與每個(gè)位串聯(lián)的二極管，或是利用更精細(xì)的讀出電子組件來(lái)消除位之間的串?dāng)_(cross talk)。

Alastalo 解釋，事實(shí)上WORM不會(huì)限制讀取電壓，而是藉由讀出電子組件；WORM只是被量測(cè)的電阻，其位尺寸可以非常小，能以RFID或NFC讀取器所轉(zhuǎn)換的能源來(lái)讀取。這種電阻式WORM內(nèi)存的一個(gè)有趣功能，是也能以非接觸形式讀取，不需要實(shí)際接觸位來(lái)量測(cè)電阻，位電阻能以掃瞄式讀取器透過(guò)電容式近場(chǎng)量測(cè)來(lái)讀取。

VTT實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)一步在不同的應(yīng)用領(lǐng)域測(cè)試并證實(shí)該內(nèi)存技術(shù)，同時(shí)也正在尋求合作伙伴將此專利制程技術(shù)推向商業(yè)化。