[发明专利]一种基于铜纳米粒子打印电子技术的PUF电路

说明书

本发明公开了一种基于纳米铜粒子打印电子技术的PUF电路，包括PET基板、若干单元和导线，若干所述单元呈矩阵形式排布在PET基板上，每个所述单元包括两个圆点和两个方形焊盘，两个所述圆点采用纳米铜粒子墨水打印在PET基板上，两个所述焊盘采用导电材料打印在PET基板上，所述焊盘与圆点采用导线一一对应连接，各个单元之间根据矩阵键盘的布线规律采用导线进行连接，形成PUF电路。本发明满足医疗保健用的印刷柔性可穿戴电子设备所需的低功耗，小面积，基板面积仅仅为7mm*14.56mm就可以输出256位秘钥，具有更高的安全性。

技术领域

本发明涉及一种基于铜纳米粒子打印电子技术的PUF电路，属于医用可穿戴电子设备的信息安全领域。

背景技术

打印电子PUF技术——文献《Design and evaluation of physical unclonablefunction for inorganic printed electronics》中提及使用打印电子技术将EGFET打印在基板上，构成延时单元，形成传统的PUF电路。但是对于可穿戴的生物传感器，不能频繁地更换电源，因此使用电解质结型场效应管的传统打印电子PUF电路的高能耗并不支持它使用在可穿戴的生物传感器上，并且对于此类传感器，面积也是不可忽略的亦可考虑因素。

医疗保健用印刷柔性和可穿戴传感电子器件——文献《Recent Developments inPrinting Flexible and Wearable Sensing Electronics for HealthcareApplications》中提及医疗保健用的印刷柔性可穿戴电子设备，因为其检测的数据为比较隐私的个体健康体征数据，因此具有了数据安全加密的必要性。

铜纳米粒子喷墨打印——文献《用喷墨打印法直接形成铜导电线路图形》在喷墨打印机打印电子线路过程中，油墨的性能至关重要。铜导电油墨的分散性，稳定性良好，在基板上用一个40um的液滴印刷形成一个干燥的稳定的点的大小为64um，随着液滴变近，分离的点将靠近形成连续的点。当液滴距离为80um时，点有可能连续，有可能不连续。这样就为物理不可克隆函数提供了基础。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明公开了一种基于铜纳米粒子打印电子技术的PUF电路, 该电路具有物理不可克隆函数的特性，用于保护医疗保健用的印刷柔性可穿戴电子设备的信息安全，并且克服现有的打印电子PUF电路的能耗，面积等问题。

本发明中主要采用的技术方案为：

一种基于纳米铜粒子打印电子技术的PUF电路，包括PET基板、若干单元和导线，若干所述单元呈矩阵形式排布在PET基板上，每个所述单元包括两个圆点和两个方形焊盘，两个所述圆点采用纳米铜粒子墨水打印在PET基板上，两个所述焊盘采用导电材料打印在PET基板上，所述焊盘与圆点采用导线一一对应连接，各个单元之间根据矩阵键盘的布线规律采用导线进行连接，形成PUF电路。

优选地，每个所述单元中的两个圆点之间的间距相同,且两个圆点的半径相同。

优选地，每个所述单元中的两个圆点的半径R均为40μm-50μm，且两个圆点之间的间距P为80μm。

优选地，所述焊盘与对应圆点之间的距离为500μm。

优选地，每两个所述单元之间的间距W为400μm。

优选地，所述导线的交叉位置之间采用一层聚乙烯吡咯烷酮包裹，用于防止导线表层氧化以及防止交叉导线之间通电。

优选地，所述PET基板上的单元矩阵排布为16×16。

优选地，所述PUF电路具有一个256位的秘钥。