Toray desarrolla circuitos semiconductores en película mediante todo el proceso de impresión

Toray Industries, Inc. ha anunciado que ha creado una tecnología de impresión para formar circuitos semiconductores en películas flexibles que emplean compuestos de nanotubos de carbono semiconductores de alto rendimiento. La empresa también anunció que ha fabricado identificadores de radiofrecuencia (RFID) y sensores en películas de uso general y ha demostrado su funcionamiento inalámbrico.

Una de las posibles aplicaciones de la tecnología de Toray es la RFID UHF, que podría mejorar la eficiencia del comercio minorista y la logística al automatizar las cajas registradoras y reducir la mano de obra en el control de inventarios. Otras aplicaciones diversas podrían abarcar campos de seguridad como la prevención de falsificaciones y los sensores en centros médicos y de atención a la tercera edad. Toray colaborará con socios externos para desarrollar sistemas y aplicaciones que permitan comercializar rápidamente sus circuitos semiconductores.

Los esfuerzos por desarrollar nuevos materiales y técnicas de recubrimiento para formar circuitos semiconductores sobre películas han progresado, especialmente en el caso de los semiconductores orgánicos. Sin embargo, ha sido un reto mejorar la movilidad. Este indicador del rendimiento de los semiconductores ha languidecido en apenas 20 cm2/Vs.

Toray superó este reto en 2020 al alcanzar un récord mundial de movilidad de 182 cm2/Vs para la impresión con su tecnología propia de compuestos semiconductores de nanotubos de carbono. La empresa también creó semiconductores de tipo p (con carga positiva) y de tipo n (con carga negativa) necesarios para formar circuitos de semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS) de baja potencia. Además, fabricó RFID en sustratos de vidrio mediante la tecnología de inyección de tinta, demostrando que pueden utilizarse para la comunicación inalámbrica UHF.

Sin embargo, Toray descubrió que la película se estiraba y encogía durante el proceso de fabricación. Esto provocaba que el cableado y los electrodos se desalinearan y disminuyeran su rendimiento.

La empresa se dedicó a mejorar los materiales para reducir la temperatura del proceso y acortar el tiempo del mismo, y consiguió suprimir el estiramiento y la contracción de la película. Además, aplicó la tecnología de chorro de tinta de alta precisión con seguimiento de forma desarrollada por Toray Engineering Co. Ltd. Toray estableció así una tecnología de impresión para fabricar con precisión circuitos CMOS y otros semiconductores, rectificadores (nota 5) y memorias en película.

La integración de estas tecnologías subyacentes y las antenas permitió a Toray fabricar una RFID en una película de poliéster de uso general y comunicarse de forma inalámbrica con ondas de banda UHF. Toray también desarrolló un sensor y demostró su detección inalámbrica de agua. Esto amplía su nueva tecnología no sólo a los campos del comercio minorista, la logística y la seguridad, sino también a los lugares de atención médica y de ancianos, como la detección de orina.

Al permitir la impresión directa de circuitos semiconductores en películas, la tecnología de Toray ofrece una considerable flexibilidad de diseño y puede satisfacer las necesidades de producción de lotes pequeños. La empresa tiene previsto empezar con aplicaciones de comunicación inalámbrica de corto alcance en lotes pequeños que aprovechen esta característica. Posteriormente, ampliará las aplicaciones a medida que vaya obteniendo resultados y reduciendo costes.

Toray tiene previsto exponer esta tecnología en nanotech 2022, una exposición y conferencia internacional sobre nanotecnología que se celebrará en Tokyo Big Sight del 26 al 28 de enero de 2022.

Toray promueve la innovación abierta estratégica y colabora con socios clave para acelerar los esfuerzos para proponer soluciones, incluidos los sistemas, utilizando las capacidades del centro de innovación de I+D para el futuro en las instalaciones de su planta de Shiga. La empresa se esforzará por desarrollar materiales revolucionarios que transformen las sociedades, de acuerdo con su compromiso de innovar ideas, tecnologías y productos que aporten un nuevo valor.

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https://www.toray.com/global/news/details/20220114175355.html [This is automatically translated from English]