电子组件合力占用的计算机芯片空间减少了10倍

电子滤波器对于我们的电话和其他无线设备的内部运作至关重要。它们消除或增强了特定的输入信号,以实现所需的输出信号。它们是必不可少的,但是却占据了研究人员不断寻求缩小尺寸的芯片上的空间。一项新的研究表明,构成电子滤波器的各个元件已成功集成到单个组件中,从而大大减少了设备占用的空间。

伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的研究人员放弃了传统的2D片上集总或分布式滤波器网络设计,该设计由单独的电感器和电容器组成,用于节省空间的3D卷式膜,该膜独立地包含了两者设计元素。

由电气和计算机工程教授Xiuling Li领导的研究结果发表在《高级功能材料》杂志上。

“凭借我们的团队在卷绕式电感器和电容器上取得的成功,利用这种制造工艺的2D到3D自组装特性将这些不同的组件集成到一个自卷式封装中是很有意义的。节省空间的装置,”李说。

在实验室中,该团队使用专门的蚀刻和光刻工艺将二维电路图案化到非常薄的膜上。在电路中,它们将电容器和电感器以及接地线或信号线连接在一起,都在一个平面上。研究人员说,然后可以将多层膜卷成细管并放在芯片上。

研究生和合著者马克·克拉曼说:“我们用来在二维膜层上形成电路的图案或掩模可以进行调整,以实现特定设备所需的任何类型的电相互作用。” “使用这种技术,使用不同的滤波器设计进行实验相对简单,因为我们只需要在要进行更改时修改该掩模结构即可。”

研究人员说,该团队测试了轧制部件的性能,发现在当前设计下,该滤波器适用于1-10 GHz频率范围的应用。尽管这些设计目标是用于射频通信系统,但该团队认为,基于过去的研究,它们还可以实现包括兆赫兹范围在内的其他频率,以实现高功率电感器。

研究生和第一作者迈克·杨(Mike Yang)说:“我们使用了几种简单的滤波器设计,但是从理论上讲,我们可以使用相同的处理步骤来组合任何滤波器网络。” “我们利用已经存在的东西来提供一个新的,更轻松的平台,比以往任何时候都将这些组件集中在一起。”

他说:“我们将电感器和电容器单片集成的方式可以将无源电子电路集成提高到一个全新的水平。” “实际上,用一个掩模组就可以以这种方式制造的电路的复杂性或配置没有限制。”

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