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Additives ma faiga lolomi maualalo-vevela e mafai ona tuʻufaʻatasia le tele o le mana ma le faʻaogaina o masini eletise i luga o substrates fetuutuunai i tau maualalo. le masini.Passive vaega-inductors, capacitors, ma resistors-faia galuega e pei o le faamamaina, teuina mo taimi pupuu malosi, ma le fuaina voltage, lea e taua i le eletise eletise ma le tele o isi talosaga. I lenei tusiga, matou te faʻalauiloaina inductors, capacitors, resistors ma RLC circuits screen-lolomi i luga o substrates palasitika fetuutuunai, ma lipoti atu le faagasologa o le mamanu e faaitiitia ai le faasologa tetee o inductors ina ia mafai ona faaaogaina i le mana masini faaeletonika. o diodes fa'amalama fa'aola ma maa lithium-ion fetu'una'i. O lo'o fa'aogaina le fa'atonuga o le volta e fa'amalo ai diodes mai le maa, e fa'aalia ai le gafatia o vaega lolomi lolomi e sui ai vaega fa'amaufa'ailoga masani i luga o le DC-DC converter talosaga.
I tausaga talu ai nei, o le faʻaogaina o masini faʻaogaina eseese i mea faʻaeletonika faʻaogaina ma tele-eletise ma le Initaneti o Mea1,2 ua atiaʻe. O nei mea e aofia ai masini e selesele ai le malosi, e pei o le photovoltaic 3, piezoelectric 4, ma le thermoelectric 5; masini e teu ai le malosi, e pei o maa 6, 7; ma masini e faʻaaogaina ai le eletise, e pei o masini 8, 9, 10, 11, 12, ma faʻapogai malamalama 13. E ui lava o le alualu i luma tele na faia i puna o le malosi o tagata taʻitoʻatasi ma uta, o le tuʻufaʻatasia o nei vaega i se faiga faʻaeletoroni atoatoa e masani ona manaʻomia ai le eletise eletise e fa'ato'ilaloina so'o se mea e le fetaui i le va o le sapalai o le eletise ma le uta mana'oga. .O le eletise eletise e faʻaaogaina vaega galue (transistors) e faʻatino ai le fesuiaiga ma le pulea o galuega, faʻapea foʻi ma vaega passive (inductors, capacitors, ma resistors). , o se capacitor e faʻaaogaina e faʻaitiitia ai le galu, ma o le fuaina o le voltage e manaʻomia mo le puleaina o faʻamatalaga e faia e faʻaaoga ai se vaeluaga o le tetee.
O masini eletise eletise e talafeagai mo masini faʻaogaina (e pei o le pulse oximeter 9) e manaʻomia ai le tele o volts ma le tele o milliamps, e masani ona faʻaogaina i le faʻasologa o le selau o kHz i le tele o MHz, ma manaʻomia le tele o μH ma le tele o μH inductance ma O le capacitance μF o 14 taʻitasi. O le auala masani o le gaosiga o nei taʻavale o le faʻapipiʻiina lea o vaega tuʻufaʻatasia i se laupapa faʻasalalau lolomi malo (PCB). fafo, pe faʻatagaina taʻaloga masani, pe ona o le manaʻomia o le inductance ma le capacitance e telē tele e faʻaaogaina i le silicon.
Pe a faatusatusa i le PCB-faavae tekinolosi gaosiga masani, o le gaosiga o masini faaeletonika ma taamilosaga e ala i le faagasologa lomitusi faaopoopo e tele tulaga lelei i le tulaga o le faigofie ma le cost.First, talu ai o le tele o vaega o le matagaluega e manaomia mea tutusa, e pei o metals mo fesootaiga. ma fesoʻotaʻiga, lomitusi e mafai ai ona gaosia le tele o vaega i le taimi e tasi, faʻatasi ai ma ni nai laasaga faʻagasologa ma faʻaitiitia ai le faʻaogaina o meafaitino15. O le faʻaogaina o faʻaopoopoga faʻagasologa e sui ai faiga faʻavae e pei o le photolithography ma le etching e faʻaititia atili ai le lavelave o le faagasologa ma mea otaota16, 17, 18, ma le 19. E le gata i lea, o le maualalo o le vevela o loʻo faʻaaogaina i le lolomiga e fetaui lelei ma mea faʻapipiʻi palasitika ma taugofie, faʻatagaina le faʻaogaina o le gaosiga o le gaosiga o le taʻavale maualuga e faʻapipiʻi ai masini eletise 16, 20 i luga o vaega tetele. Mo talosaga. e le mafai ona iloa atoatoa i vaega lolomi, ua atiina ae auala hybrid lea e fesootai i luga o mauga tekinolosi (SMT) vaega i substrates fetuutuunai 21, 22, 23 i tafatafa o vaega lolomi i le vevela maualalo. I lenei auala hybrid, o loo tumau pea e manaʻomia le suia o le tele o vaega SMT pe a mafai ma lolomi faʻatasi e maua ai faʻamanuiaga o faʻaopoopoga faʻagasologa ma faʻateleina le fetuutuunai atoa o le matagaluega. Ina ia mafai ona iloa fetuutuunai eletise eletise, ua matou fautuaina se tuufaatasiga o vaega galue SMT ma screen-lolomi passive vaega, faʻatasi ai ma le faʻamamafa faʻapitoa i le suia o le tele o le SMT inductors ma le planar spiral inductors.I totonu o tekinolosi eseese mo le gaosiga o masini eletise lolomi, lolomi mata e sili ona talafeagai mo vaega passive ona o lona mafiafia ata tifaga tele (lea e talafeagai e faaitiitia ai le faasologa tetee o foliga uʻamea. ) ma le saoasaoa tele o lomitusi, e tusa lava pe ufiufi vaega o le senitimita E faapena foi i nisi taimi. Mea 24.
O le leiloa o vaega passive o le eletise eletise eletise e tatau ona faaitiitia, aua o le lelei o le taamilosaga e aafia tonu ai le tele o le malosi e manaʻomia e faʻamalosia ai le faiga. tetee.O le mea lea, e ui lava o nisi o taumafaiga ua faia e faaitiitia le tetee 25, 26, 27, 28 o coils lolomi, o loo i ai pea le le lava o le maualuga-lelei lolomi vaega passive mo masini eletise eletise. vaega i luga o substrates fetuutuunai ua mamanuina e faagaoioia i le resonant circuits mo le faailoaina o alaleo alaleo (RFID) po o le seleselega faamoemoega faamoemoega 10, 12, 25, 27, 28, 29, 30, 31. O isi e taulai atu i mea po o le gaosiga o gaosiga atinae ma faaali vaega lautele 26, 32, 33, 34 e le o faʻamalosia mo faʻaoga faʻapitoa. I se faʻatusatusaga, o le eletise eletise eletise e pei o le voltage regulators e masani ona faʻaogaina vaega tetele atu nai lo masini lolomi masani ma e le manaʻomia ai le resonance, o lea e manaʻomia ai mamanu vaega eseese.
O iinei, matou te faʻalauiloaina le mamanu ma le faʻaogaina o mea faʻapipiʻi faʻapipiʻi i le μH laina e ausia ai le laʻititi laʻititi faʻasologa ma le maualuga o le faʻatinoga i alalaupapa e fesoʻotaʻi ma le eletise eletise. i luga o substrates palasitika fetuutuunai.O le fetaui lelei o nei vaega mo oloa faaeletonika fetuutuunai na muamua faaalia i se taamilosaga RLC faigofie.O le inductor lolomi ma le tetee e tuufaatasia ma le IC e fausia ai se pule faatonutonu. Mulimuli ane, o se diode moli-emitting organic (OLED). ) ma se maa lithium-ion fetuutuunai e gaosia, ma e faʻaaogaina le voltage regulator e faʻamalosi ai le OLED mai le maa.
Ina ia mafai ona mamanuina inductors lolomi mo eletise eletise, na matou muai valoia le inductance ma le DC tetee o se faasologa o geometries inductor e faavae i luga o le ata o loo i ai nei pepa fuafuaina i Mohan et al. 35, ma faʻapipiʻi faʻapipiʻiina o geometries eseese e faʻamaonia ai le saʻo o le faʻataʻitaʻiga. I lenei galuega, na filifilia se foliga lapotopoto mo le inductor ona o le maualuga o le inductance 36 e mafai ona ausia ma le maualalo o le tetee faʻatusatusa i le polygonal geometry. ituaiga ma numera o taamilosaga lomitusi i luga o le tetee ua fuafuaina. O taunuuga na faaaogaina ma le faataitaiga ammeter e mamanuina 4.7 μH ma 7.8 μH inductors optimized mo le maualalo DC tetee.
O le inductance ma le DC tete'e o inductors spiral e mafai ona faamatalaina e le tele o parakalafa: pito i fafo fai, liliu lautele w ma avanoa s, numera o liliu n, ma conductor laupepa tetee Rsheet. Ata 1a o loʻo faʻaalia ai se ata o se inductor lapotopoto siliki-screen lolomi. faʻatasi ai ma le n = 12, faʻaalia le faʻasologa o le geometric e fuafua ai lona inductance. E tusa ai ma le faʻataʻitaʻiga ammeter a Mohan et al. 35, o le inductance ua fuafuaina mo se faasologa o inductor geometries, lea
(a) O se ata o le inductor inductor screen o loʻo faʻaalia ai le faʻasologa o le geometric. O le lautele o le 3 cm. Inductance (b) ma le DC resistance (c) o le faʻaogaina o geometries. (d,e) O le DC resistances o inductors L1 ma L2 o loʻo lolomi i le Dupont 5028 ma le 5064H inks siliva, faʻasologa.
I luga o laina maualuga, o le aʻafiaga o le paʻu ma le parasitic capacitance o le a suia ai le tetee ma le inductance o le inductor e tusa ai ma lona tau DC. O le inductor e faʻamoemoe e galue i se taimi maualalo maualalo o nei aʻafiaga e faʻatauvaʻa, ma o le masini e amio e pei o se inductance faifai pea. faatasi ai ma se tetee faifaipea i le faasologa.O le mea lea, i lenei galuega, na matou iloiloina le sootaga i le va o le geometric parameters, inductance, ma le DC resistance, ma faʻaaogaina taunuuga e maua ai se inductance tuʻuina atu ma le laʻititi DC tetee.
O le inductance ma le tetee e fuafuaina mo se faasologa o taʻaloga geometric e mafai ona iloa e ala i le lolomiina o lau, ma e faʻamoemoeina o le a faʻatupuina le inductance i le μH. O le pito i fafo o le 3 ma le 5 cm, o le laina lautele o le 500 ma le 1000 microns. , ma fesuiaʻi eseese e faʻatusatusa. I le faʻatusatusaga, e faʻapea o le tetee o le laupepa o le 47 mΩ / □, lea e fetaui ma le 7 μm mafiafia Dupont 5028 siliva microflake conductor layer lolomi ma le 400 mata mata ma le seti w = s.The fua fa'atatau o le inductance ma le tete'e o lo'o fa'aalia i le Ata 1b ma le c, i le faasologa. O le fa'ata'ita'iga o lo'o valoia o le fa'atupuina ma le tete'e e fa'atupula'ia a'o fa'atupula'ia le lautele i fafo ma le aofa'i o suiga, po'o le fa'aitiitia o le lautele o le laina.
Ina ia mafai ona iloilo le saʻo o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, inductors o geometries eseese ma inductances na fauina i luga o se polyethylene terephthalate (PET) substrate. O le fuaina o inductance ma tetee taua o loo faaalia i le Ata 1b ma c. le tau faʻamoemoeina, e mafua ona o suiga i le mafiafia ma le tutusa o le vaitusi teuina, o le inductance na faʻaalia ai le maliliega lelei ma le faʻataʻitaʻiga.
O nei taunuʻuga e mafai ona faʻaaogaina e mamanuina ai se faʻaogaina ma le faʻaogaina manaʻomia ma le laʻititi DC tetee. o le 500 μm, ma le 10 liliu. E mafai foi ona gaosia le inductance tutusa e faaaoga ai le 5 cm le lautele i fafo, 500 μm laina lautele ma 5 liliu po 1000 μm laina lautele ma 7 liliu (e pei ona faaalia i le ata). Faatusatusa le tetee o nei tolu. geometries mafai i le Ata 1c, e mafai ona maua e faapea o le tetee aupito maualalo o le 5 cm inductor ma se laina lautele o 1000 μm o 34 Ω, lea e uiga i le 40% maualalo nai lo le isi lua. O le faagasologa mamanu aoao e ausia ai se inductance tuuina atu. faʻatasi ai ma se laʻititi laʻititi o loʻo aoteleina e pei ona taua i lalo: Muamua, filifili le maualuga maualuga o le faʻatagaina i fafo e tusa ai ma faʻalavelave avanoa e tuʻuina atu e le talosaga. Ona, o le lautele o le laina e tatau ona tele pe a mafai aʻo ausia pea le inductance manaʻomia e maua ai se maualuga faʻatumu fua. (faatusa (3)).
E ala i le faʻateleina o le mafiafia poʻo le faʻaaogaina o se mea e maualuga atu le amio e faʻaitiitia ai le tetee o le laupepa o le ata uʻamea, e mafai ona faʻaititia atili le tetee a le DC e aunoa ma le aʻafiaina o le inductance.Two inductors, o loʻo tuʻuina atu i le laulau 1, e taʻua o le L1 ma le L2. o loʻo gaosia ma numera eseese o paʻu e iloilo ai le suiga o le teteʻe. A o faʻateleina le numera o vaitusi faʻapipiʻi, o le tetee e faʻaitiitia faʻatusatusa e pei ona faʻamoemoeina, e pei ona faʻaalia i Ata 1d ma e, o loʻo faʻauluina L1 ma L2, i le faasologa. Ata 1d ma le e faʻaalia e ala i le faʻaogaina o le 6 layers o le ufiufi, e mafai ona faʻaitiitia le tetee e oʻo atu i le 6 taimi, ma o le faʻaitiitia maualuga o le tetee (50-65%) e tupu i le va o le 1 ma le layer 2. Talu ai o vaega taʻitasi o vaitusi e fai si manifinifi, a lau ma se laʻititi laʻititi tele (400 laina i inisi) e faʻaaogaina e lolomi ai nei inductors, lea e mafai ai ona tatou suʻesuʻeina le aafiaga o le mafiafia o le taʻavale i luga o le tetee. tutusa mafiafia (ma tetee) e mafai ona ausia vave e ala i le lolomiina o se numera laʻititi o coatings ma se tele grid size.O lenei metotia e mafai ona faʻaaogaina e ausia ai le tutusa DC tetee e pei o le 6-coated inductor o loʻo talanoaina iinei, ae faʻatasi ai ma le televave o gaosiga.
O ata 1d ma e faʻaalia foi e ala i le faʻaaogaina o le sili atu le conductive silver flake ink DuPont 5064H, o le tetee e faʻaititia i se vaega o le lua. Mai le SEM micrographs o ata tifaga lolomi ma inks e lua (Ata 1f, g), e mafai vaaia o le conductivity maualalo o le vaitusi 5028 e mafua ona o lona laʻititi laʻititi laʻititi ma le i ai o le tele o gaogao i le va o vaega i totonu o le ata lolomi. I le isi itu, 5064H e sili atu, sili atu ona vavalalata faʻapipiʻi faʻapipiʻi, ma faʻaalia ai le amio latalata i le tele. siliva. E ui lava o le ata na gaosia e lenei vaitusi e sili atu nai lo le vaitusi 5028, faʻatasi ai ma se tasi vaega o 4 μm ma 6 layers o le 22 μm, o le faʻateleina o le conductivity e lava e faʻaitiitia ai le tetee atoa.
Ma le mea mulimuli, e ui lava o le inductance (faʻatusa (1)) e faʻalagolago i le numera o liliu (w + s), o le tetee (equation (5)) e faalagolago i luga o le laina lautele w. e mafai ona faʻaititia atili.O faʻapipiʻi faʻaopoopo e lua L3 ma L4 ua mamanuina ina ia i ai w = 2s ma se lautele lautele i fafo, e pei ona faʻaalia i le Laulau 1. O nei inductors o loʻo gaosia i le 6 layers o le DuPont 5064H coating, e pei ona faʻaalia muamua, e tuʻuina atu ai le maualuga le faatinoga.O le inductance o le L3 o le 4.720 ± 0.002 μH ma le tetee o le 4.9 ± 0.1 Ω, ae o le inductance o le L4 o le 7.839 ± 0.005 μH ma le 6.9 ± 0.1 Ω, o loʻo i ai i se maliega lelei ma le faʻataʻitaʻiga. si'itia i le mafiafia, conductivity, ma le w/s, o lona uiga ua si'itia le fua faatatau L/R e sili atu nai lo le fa'atonuga o le tele e fa'atatau i le tau i le Ata 1.
E ui lava o le maualalo o le DC tetee e folafola atu, o le iloiloina o le talafeagai o inductors mo masini eletise eletise o loʻo faʻaogaina i le kHz-MHz laina e manaʻomia ai le faʻamaonia i laina o le AC. O le ata 2a o loʻo faʻaalia ai le faʻalagolago i taimi o le tetee ma le gaioiga o L3 ma le L4. Mo ala i lalo ole 10 MHz , o le tetee e tumau pea pe a fai i lona tau DC, aʻo faʻatuputeleina le reactance i luga ole laina faʻatasi ma taimi, o lona uiga o le inductance e tumau e pei ona faʻamoemoeina. L3 o le 35.6 ± 0.3 MHz ma le L4 o le 24.3 ± 0.6 MHz. O le faʻalagolago i taimi ole tulaga lelei Q (tutusa ma le ωL / R) o loʻo faʻaalia i le Ata 2b.L3 ma le L4 ausia tulaga maualuga maualuga o le 35 ± 1 ma le 33 ± 1 i ala o 11 ma 16 MHz, faasologa. O le inductance o ni nai μH ma le maualuga Q i MHz alalaupapa ua lava nei inductors e suitulaga masani luga-mauga inductors i le maualalo-mana DC-DC converters.
O le fua fa'atatau R ma reactance X (a) ma tulaga lelei Q (b) o inductors L3 ma L4 e fesootai i taimi.
Ina ia faʻaitiitia le tulagavae e manaʻomia mo se capacitance tuʻuina atu, e sili ona lelei le faʻaogaina o tekinolosi faʻainitaneti ma se capacitance faʻapitoa tele, lea e tutusa ma le dielectric tumau ε vaevaeina i le mafiafia o le dielectric.I lenei galuega, na matou filifilia le barium titanate composite e pei o le dielectric ona o loʻo i ai se epsilon maualuga atu nai lo isi vaifofo-processed organic dielectrics.O le dielectric layer o loʻo lolomi i le va o taʻavale siliva e lua e fausia ai se fausaga uʻamea-dielectric-metal. Capacitors ma lapopoa eseese i senitimita, e pei ona faʻaalia i le Ata 3a , O loʻo gaosia e faʻaaoga ai le lua poʻo le tolu laulau o le vaitusi dielectric e faatumauina ai le lelei o le gaosiga. Ata 3b o loʻo faʻaalia ai se micrograph SEM cross-sectional o se sui capacitor e faia i ni laulau se lua o le dielectric, ma le aofaʻi atoa o le mafiafia o le 21 μm. o le tasi-laupapa ma le ono-lapisi 5064H faasologa. Micro-sized barium titanate particles o loʻo vaaia i le ata SEM ona o vaega susulu o loʻo siʻosiʻomia e le mea faʻapipiʻi faʻaola pogisa. lolomi u'amea ata, e pei ona fa'aalia i le fa'ata'ita'iga ma le fa'alautele maualuga.
(a) O se ata o le capacitor ma vaega eseese e lima. lapisi dielectric ma vaega eseese, fuaina i le 1 MHz.(d) Le sootaga i le va o le capacitance, ESR, ma le mea e leiloa o se capacitor 2.25 cm2 ma 2 layers coatings dielectric ma taimi.
O le capacitance e fa'atatau i le vaega fa'amoemoeina. E pei ona faʻaalia i le Ata 3c, o le malosi faʻapitoa o le dielectric lua-laupapa o le 0.53 nF / cm2, ma o le malosi faʻapitoa o le tolu-layer dielectric o le 0.33 nF / cm2. O nei tau e fetaui ma le dielectric tumau o le 13.The capacitance and dissipation factor (DF) sa fuaina foi i ala eseese, e pei ona faaalia i le Ata 3d, mo se capacitor 2.25 cm2 ma ni laulau se lua o le dielectric.We iloa ai o le capacitance sa matua mafolafola i le tele o taimi o tului, faateleina e 20% mai le 1 i le 10 MHz, aʻo i ai i le laina tutusa, DF faʻateleina mai le 0.013 i le 0.023. Talu ai o le faʻalavelave faʻaleagaina o le fua faatatau lea o le gau o le malosi i le malosi o loʻo teuina i totonu o taʻamilosaga AC taʻitasi, o le DF o le 0.02 o lona uiga o le 2% o le mana e faʻaaogaina. e le capacitor e faʻaumatia. O lenei gau e masani lava ona faʻaalia e pei o le faʻasolosolo faʻalagolago tutusa faʻasologa faʻasologa (ESR) fesoʻotaʻi i le faasologa ma le capacitor, lea e tutusa ma le DF / ωC.E pei ona faʻaalia i le Ata 3d, mo alalaupapa e sili atu i le 1 MHz, ESR e maualalo ifo nai lo 1.5 Ω, ma mo alalaupapa sili atu i le 4 MHz, ESR e maualalo ifo nai lo 0.5 Ω. E ui lava o le faaaogaina o lenei tekinolosi capacitor, o le μF-vasega capacitors e manaʻomia mo DC-DC converters e manaʻomia se eria tele, ae o le 100 pF- nF capacitance range ma maualalo leiloa o nei capacitors e talafeagai mo isi talosaga, e pei o faamama ma resonant circuits .E mafai ona faaaoga auala eseese e faateleina ai le capacitance.A maualuga dielectric tumau faateleina le capacitance faapitoa 37; mo se faʻataʻitaʻiga, e mafai ona ausia lenei mea e ala i le faʻateleina o le faʻaogaina o vaega o le barium titanate i totonu o le vaitusi. E mafai ona faʻaaogaina se mafiafia dielectric laʻititi, e ui lava e manaʻomia ai se eletise pito i lalo ma se faʻamaʻi lalo ifo nai lo le faʻapipiʻiina o le siliva siliva. e mafai ona teuina layers e inkjet lomitusi 31 po o le gravure lomitusi 10, lea e mafai ona tuʻufaʻatasia ma se faiga lomitusi screen.Finally, tele alternating layers o uʻamea ma dielectric e mafai ona faaputuina ma lolomi ma fesootai i le tutusa, o lea e faateleina ai le capacitance 34 i le vaega iunite. .
O se vaeluaga eletise e aofia ai se pea o tetee e masani ona faʻaaogaina e faʻatino ai le fuaina o le voltage e manaʻomia mo le faʻatonutonuina o manatu o le voltage regulator. o masini e laʻititi.Iinei, na maua ai o le tetee o le laupepa o le vaitusi carbon faʻapipiʻi tasi-laupapa lau-lolomi o le 900 Ω / □. O lenei faʻamatalaga e faʻaaogaina e mamanuina ai laina e lua (R1 ma R2) ma se serpentine resistor (R3). ) fa'atasi ai ma fa'aigoa fa'aigoa o le 10 kΩ, 100 kΩ, ma le 1.5 MΩ. O le tete'e i le va o tau fa'atatau e maua e ala i le lolomiina o le lua po'o le tolu vaega o vaitusi, e pei ona fa'aalia i le Ata 4, ma ata o le tetee e tolu. Faia 8- 12 faʻataʻitaʻiga o ituaiga taʻitasi; i tulaga uma, o le faʻasologa masani o le tetee o le 10% pe itiiti ifo. O le suiga o le tetee o faʻataʻitaʻiga ma le lua poʻo le tolu laulau o le faʻapipiʻiina e foliga mai e laʻititi laʻititi nai lo faʻataʻitaʻiga ma le tasi vaega o le ufiufi. ma o le maliliega vavalalata ma le tau faʻatatau o loʻo faʻaalia ai o isi teteʻe i lenei tulaga e mafai ona maua saʻo e ala i le suia o le geometry tetee.
E tolu fa'afeagai geometries eseese ma numera eseese o carbon resistive ink coatings.O le ata o le tolu tetee o loʻo faʻaalia i le itu taumatau.
O taʻaloga RLC o faʻataʻitaʻiga masani tusi o le tetee, inductor, ma le capacitor combinations e faʻaaogaina e faʻaalia ma faʻamaonia ai le amio o vaega passive ua tuʻufaʻatasia i totonu o liʻo lolomi moni. 25 kΩ tetee e fesoʻotaʻi faʻatasi ma i latou. O le ata o le vaʻaiga fetuutuunai o loʻo faʻaalia i le Ata 5a. O le mafuaʻaga o le filifilia o lenei faʻasologa faʻapitoa-faʻatasi faʻatasi ona o lana amio e fuafuaina e vaega taʻitasi e tolu eseese, ina ia mafai faʻatinoga o vaega taʻitasi e mafai ona faʻamaonia ma iloilo. Mafaufau i le 7 Ω faʻasologa o le tetee o le inductor ma le 1.3 Ω ESR o le capacitor, o le faʻamoemoeina o le tali atu o le taamilosaga na fuafuaina. impedance amplitude ma vaega ma fua faatatau o loo faaalia i Ata 5c ma d.I ala maualalo, o le impedance maualuga o le capacitor o lona uiga o le amio a le matagaluega e fuafuaina e le 25 kΩ tetee. ua faaitiitia le ala LC; o le amio matagaluega atoa e capacitive seia oʻo i le resonant frequency e 2.0 MHz. I luga aʻe o le resonance frequency, o le impedance inductive pule. O le ata 5 o loʻo faʻaalia manino ai le maliliega sili ona lelei i le va o fua faʻatatau ma fuaina i luga o le laina faʻasolosolo atoa. O lona uiga o le faʻataʻitaʻiga na faʻaaogaina iinei (lea o inductors ma capacitors o ni vaega lelei ma faʻasologa faʻasologa) e saʻo mo le vavalo o amio faʻasalalau i nei laina.
(a) O se ata o se komipiuta RLC lolomi mata o loʻo faʻaogaina se faʻasologa faʻasologa o le 8 μH inductor ma le 0.8 nF capacitor e tutusa ma le 25 kΩ resistor.(b) Circuit model e aofia ai faʻasologa faʻasologa o le inductor ma le capacitor.(c ,d) Le amplitude impedance (c) ma le vaega (d) o le matagaluega.
Ma le mea mulimuli, o loʻo faʻapipiʻiina inductors ma resistors i totonu o le faʻatonuina o le faʻamalosia. O le IC o loʻo faʻaaogaina i lenei faʻataʻitaʻiga o le Microchip MCP1640B14, o le PWM-faʻavaeina faʻamalosia faʻamalosia faʻatasi ma le faʻaogaina o le 500 kHz. 4.7 μH inductor ma lua capacitors (4.7 μF ma 10 μF) o loʻo faʻaaogaina e avea ma elemene e teu ai le malosi, ma o se pea o le tetee e faʻaaogaina e fua ai le voluma o le faʻatonuga o manatu. O le matagaluega o loʻo gaosia i luga o le PCB, ma o lona faʻatinoga o loʻo fuaina i totonu o le teteʻe o le uta ma le laina eletise eletise o le 3 i le 4 V e faʻataʻitaʻi ai le maa lithium-ion i setete eseese o loʻo molia. lelei o SMT inductors ma resistors.SMT capacitors o loʻo faʻaaogaina i tulaga uma ona o le capacitance e manaʻomia mo lenei talosaga e tele tele e faʻamaeʻaina ma lolomi capacitors.
(a) Fa'ata o le ta'amilosaga fa'amautu voluma.(b–d) (b) Vout, (c) Vsw, ma (d) Fa'alilo o galu o lo'o tafe atu i totonu o le fa'aoso, o le voluma fa'aulu e 4.0 V, o le fa'asagaga o le uta e 1 kΩ, ma e fa'aoga le inductor lolomi e fua ai. E fa'aogaina mea fa'amau ma capacitors mo lenei fua.(e) Mo le tele o tete'e o uta ma voltage fa'aulu, le lelei o ta'amilosaga fa'amalo eletise e fa'aaoga uma ai vaega mau'u ma fa'aulu lolomi ma fa'amau.(f ) Le fua faatatau lelei o le fa'amauina i luga ma le li'o lolomi o lo'o fa'aalia i le (u).
Mo le 4.0 V voltage input ma le 1000 Ω teteʻe o le uta, o le galu o loʻo fuaina e faʻaaoga ai inductors lolomi o loʻo faʻaalia i le Ata 6b-d. O le ata 6c o loʻo faʻaalia ai le voltage i le Vsw terminal o le IC; o le voltage inductor o Vin-Vsw.O le ata 6d o loʻo faʻaalia ai le tafe atu i totonu o le inductor.O le lelei o le matagaluega ma le SMT ma vaega lolomi o loʻo faʻaalia i le Ata 6e o se galuega o le faʻaogaina o le voltage ma le faʻasaga o uta, ma o le Ata 6f o loʻo faʻaalia ai le fua faatatau lelei. o vaega lolomi i vaega SMT.O le lelei fuaina e faʻaaoga vaega SMT e tutusa ma le tau faʻamoemoeina o loʻo tuʻuina atu i le pepa o faʻamaumauga a le gaosi oloa 14. I le maualuga o le faʻaogaina o le taimi nei (maualalo le mamafa o le mamafa ma le maualalo o le eletise eletise), o le lelei o inductors lolomi e matua maualalo ifo nai lo o le SMT inductors ona o le tulaga maualuga resistance.E ui i lea, faatasi ai ma le maualuga o le voluma ulufale ma le maualuga o le gaosiga o loʻo i ai nei, o le a faʻaitiitia le taua o le gau o le teteʻe, ma o le faʻatinoga o inductors lolomi e amata ona faʻalatalata atu i le SMT inductors.Mo teteʻe uta> 500 Ω ma Vin = 4.0 V poʻo le> 750 Ω ma Vin = 3.5 V, o le lelei o faʻasalalauga lolomi e sili atu nai lo le 85% o SMT inductors.
O le faʻatusatusaina o le galu o loʻo i ai nei i le Ata 6d ma le fuaina o le eletise o loʻo faʻaalia ai o le gau o le teteʻe i le inductor o le mafuaʻaga autu lea o le eseesega o le lelei i le va o le lolomi lolomi ma le SMT circuit, e pei ona faʻamoemoeina. eletise faʻapipiʻi ma 1000 Ω teteʻe uta o le 30.4 mW ma le 25.8 mW mo taʻavale ma vaega SMT, ma le 33.1 mW ma le 25.2 mW mo taʻavale ma vaega lolomi. matagaluega ma vaega SMT.O le RMS inductor i le taimi nei fuafuaina mai le galu i le Ata 6d o le 25.6 mA. Talu ai ona o lona faʻasologa faʻasologa o le 4.9 Ω, o le faʻamoemoeina o le leiloa o le mana o le 3.2 mW. O le 96% lea o le fuaina o le 3.4 mW DC le eseesega o le mana. E le gata i lea, o le matagaluega o loʻo gaosia ma faʻapipiʻi lolomi ma lolomi lolomi ma lolomi faʻapipiʻi ma SMT tetee, ma e leai se eseesega tele o le lelei o lo'o matauina i le va oi latou.
Ona faʻapipiʻiina lea o le voltage regulator i luga o le PCB fetuutuunai (o loʻo faʻaalia le lomitusi a le matagaluega ma le SMT vaega i le Ata Faʻaopoopo S1) ma faʻafesoʻotaʻi i le va o le lithium-ion fetuʻunaʻi e pei o le puna eletise ma le OLED laina o le uta. E tusa ai ma Lochner et al. 9 Ina ia gaosia OLED, e fa'aaoga e pika OLED ta'itasi le 0.6 mA i le 5 V. O le ma'a e fa'aaogaina le lithium cobalt oxide ma le graphite e pei o le cathode ma le anode, i le faasologa, ma o lo'o gaosia e le foma'i fa'apipi'i lau, o le auala sili lea e lolomi ai maa.7 Le le malosi o le maa o le 16mAh, ma le voltage i le taimi o le suʻega o le 4.0V. Ata 7 o loʻo faʻaalia ai se ata o le matagaluega i luga o le PCB fetuutuunai, faʻamalosia le tolu OLED pixels e fesoʻotaʻi tutusa. masini fetu'una'i ma fa'aola e fausia ai faiga fa'aeletonika lavelave.
O se ata o le voltage regulator circuit i luga o se PCB fetuutuunai e faʻaogaina inductor lolomi ma teteʻe, faʻaaogaina maa lithium-ion fetuutuunai e faʻaosoina ai le tolu faʻaletino LED.
Ua matou faʻaalia indutors lolomi mata, capacitors ma resistors ma le tele o tau i luga ole PET substrates fetuutuunai, faatasi ai ma le sini o le suia o luga o mauga vaega i masini eletise eletise. , ma laina laina lautele-avanoa lautele fua faatatau, ma e ala i le faaaogaina o se vaega mafiafia o vaitusi maualalo-tetee. O nei vaega ua tuufaatasia i totonu o se taamilosaga RLC atoatoa lolomi ma fetuutuunai ma faʻaalia amioga faʻaeletise vaʻaia i le kHz-MHz laina telefoni, lea e sili ona maualuga. fiafia i le eletise eletise.
Fa'aaoga masani mo masini lolomi eletise e mafai ona fa'aogaina po'o oloa-fa'apipi'i fa'aeletonika fa'aeletonika fa'aeletonika, fa'amalosia e ma'a toe fa'afo'i fetuutuunai (e pei o le lithium-ion), lea e mafai ona fa'atupuina ai voltage fesuisuia'i e tusa ai ma le tulaga o le totogi. mea faʻaeletonika faʻaeletonika) manaʻomia se voltage faifaipea pe maualuga atu nai lo le gaosiga o le voltage e ala i le maa, e manaʻomia ai le voltage regulator. o le 5 V mai le fesuiaiga o le voluma maa sapalai. I totonu o se vaega patino o le uta o loo i ai nei ma le voluma ulufale, o le lelei o lenei matagaluega e sili atu i le 85% o le lelei o se matagaluega pulea e faaaoga luga mauga inductors ma resistors. E ui lava mea ma geometric optimizations, gau resistive i totonu o le inductor o loʻo avea pea ma mea faʻatapulaʻa mo le faʻatinoga o le matagaluega i tulaga maualuga o loʻo i ai nei (faʻapipiʻi i le taimi nei e sili atu nai lo le 10 mA). o le IC. Talu ai o le tele o masini lolomi ma meaola e manaʻomia ai le maualalo o galu, e pei o tamaʻi OLED o loʻo faʻaaogaina i la matou faʻataʻitaʻiga, e mafai ona manatu faʻapipiʻi eletise lolomi e talafeagai mo ia faʻaoga. e mafai ona ausia le lelei atoatoa o le liliu mai maualuga.
I lenei galuega, ua fausia le faatonutonu voltage i luga o le PCB masani, fetuutuunai PCB ma luga mauga vaega soldering tekinolosi, ao le vaega lolomi ua gaosia i luga o se isi substrate.However, o le maualalo-vevela ma maualuga-viscosity inks faaaogaina e maua ai screen- lolomi ata tifaga e tatau ona faatagaina vaega passive, faapea foi ma le sootaga i le va o le masini ma luga o le mauga mauga vaega fesootai pads, e lolomi i luga o so o se substrate.This, tuufaatasi ma le faaaogaina o loo i ai i lalo-vevela conductive pipii mo vaega mauga mauga, o le a faatagaina. o le matagaluega atoa e fausia i luga o substrates taugofie (e pei o PET) e aunoa ma le manaomia o faiga subtractive e pei o PCB etching.O lea, o le screen-lomi vaega passive atiina ae i lenei galuega fesoasoani e saunia le ala mo faiga faaeletonika fetuutuunai e tuufaatasia le malosi ma uta fa'atasi ai ma mea fa'aeletonika mana maualuga, fa'aaogaina substrates taugofie, fa'apena fa'aopoopo fa'agasologa ma la'ititi Ole numera o vaega fa'amau i luga.
I le faʻaaogaina o le lomitusi mata o Asys ASP01M ma se mata uamea uamea na saunia e Dynamesh Inc., o faʻamau uma o vaega passive na faʻapipiʻiina i luga o se PET substrate fetuutuunai ma le mafiafia o le 76 μm. O le tele o le mata o le uʻamea e 400 laina i inisi ma 250. laina i inisi mo le lapisi dielectric ma le vaega tetee. Faaaoga se malosi squeegee o le 55 N, o le lolomi saoasaoa o 60 mm / s, o le malepelepe mamao o 1.5 mm, ma se Serilor squeegee ma le maaa o 65 (mo uamea ma tetee. lapisi) po'o le 75 (mo fa'apalapala dielectric) mo le lomitusi lau.
O le conductive layers-o le inductors ma le fesootaiga o capacitors ma resistors-ua lolomi ma DuPont 5082 po o DuPont 5064H siliva microflake ink.O le tetee ua lomia ma DuPont 7082 carbon conductor.Mo le capacitor dielectric, le conductive compound BT-101 barium titanate dielectric e faʻaaogaina.O vaega taʻitasi o le dielectric e gaosia e faʻaaoga ai le taamilosaga e lua-pass (susu-susu) lolomi e faʻaleleia ai le tutusa o le ata. tele coatings o mea lava e tasi na faʻamago i le 70 °C mo 2 minute i le va o coatings.A uma ona faʻaogaina le peleue mulimuli o mea taʻitasi, o faʻataʻitaʻiga na taoina i le 140 °C mo le 10 minute e faʻamautinoa ai le faʻamago atoatoa. lomitusi o loʻo faʻaogaina e faʻaoga ai isi laupepa. O le faʻafesoʻotaʻi ma le ogatotonu o le inductor e ausia e ala i le tipiina o se pu i totonu o le pusa ogatotonu ma le stencil lomitusi faʻailoga i tua o le substrate ma le vaitusi DuPont 5064H. 5064H stencil lomitusi. Ina ia mafai ona faʻaalia vaega lolomi ma vaega SMT i luga o le PCB fetuutuunai o loʻo faʻaalia i le Ata 7, o vaega lolomi e fesoʻotaʻi e le Circuit Works CW2400 conductive epoxy, ma o vaega SMT e fesoʻotaʻi e ala i solder masani.
Lithium cobalt oxide (LCO) ma graphite-based electrodes o loʻo faʻaaogaina e pei o le cathode ma le anode o le maa, i le faasologa. % kaponi uliuli (Super P, Timcal) ma 10% polyvinylidene fluoride (PVDF, Kureha Corp.). ) O le anode o se faʻafefiloi o le 84wt% graphite, 4wt% carbon black ma 13wt% PVDF.N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP, Sigma Aldrich) o loʻo faʻaaogaina e faʻamavae ai le PVDF binder ma faʻasalalau le slurry.The slurry na homogenized e faʻaosoosoina ma se paluga vortex i le po.A 0.0005 inisi mafiafia uʻamea uʻamea uʻamea ma se 10 μm nickel pepa o loʻo faʻaaogaina e pei o le aoina o loʻo iai nei mo le cathode ma le anode. mm / s.Heat le electrode i totonu o se ogaumu i le 80 °C mo le 2 itula e aveese ai le solvent.O le maualuga o le electrode pe a uma ona faʻagogo e tusa ma le 60 μm, ma faʻavae i luga o le mamafa o mea faʻamalosi, o le gafatia faʻapitoa o le 1.65 mAh. /cm2.O le eletise na tipiina i le tele o le 1.3 × 1.3 cm2 ma faʻamafanafanaina i totonu o se ogaumu mama i le 140 ° C i le po, ona faʻamaufaʻailogaina lea i taga alumini laminate i totonu o se pusa totigilima e tumu i nitrogen. O se fofo o le polypropylene base film ma anode ma cathode ma 1M LiPF6 i le EC/DEC (1:1) o loʻo faʻaaogaina e avea ma eletise eletise.
OLED lanumeamata e aofia ai poly (9,9-dioctylfluorene-co-n-(4-butylphenyl) -diphenylamine) (TFB) ma poly ((9,9-dioctylfluorene-2,7- (2,1,3-benzothiadiazole-). 4, 8-diyl)) (F8BT) e tusa ai ma le faʻatinoga o loʻo faʻamatalaina i Lochner et al.
Fa'aaoga le Dektak stylus profiler e fua ai le mafiafia o le ata. Na tipi le ata e saunia ai se fa'ata'ita'iga fa'asaga mo su'esu'ega e ala i le su'esu'eina o le electron microscopy (SEM). O le FEI Quanta 3D field emission gun (FEG) SEM o lo'o fa'aaogaina e fa'ailoa ai le fausaga o le lolomi. ata tifaga ma faʻamaonia le fuaina o le mafiafia. O le suʻesuʻega SEM na faia i se faʻavavevave voltage o le 20 keV ma se mamao galue masani o le 10 mm.
Fa'aaoga se multimeter numera e fua ai le DC resistance, voltage ma current.O le AC impedance o inductors, capacitors ma circuits e fuaina i le fa'aaogaina o le mita Agilent E4980 LCR mo laina i lalo ole 1 MHz ma le Agilent E5061A network analyzer e fa'aaogaina mo le fuaina o alalaupapa i luga a'e o le 500 kHz. Fa'aaoga le Tektronix TDS 5034 oscilloscope e fua ai le galu o le voltage regulator.
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Taimi meli: Tes-23-2021
