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Nanoident inaugure une usine de semi-conducteurs imprimés

Industrie et  Technologies
La société ouvre en Autriche la première usine au monde de fabrication de capteurs optoélectroniques et autres circuits électroniques par impression.


Nanoident Technologies AG annonce l'ouverture de la toute première usine de fabrication au monde de capteurs optoélectroniques sur semi-conducteurs imprimés. Baptisée Nanoident Organic Fab (OFAB), cette usine située à Linz en Autriche, produit des semi-conducteurs par un procédé évolué d'impression, plus rapidement et à des coûts nettement inférieurs à ceux des usines traditionnelles de fabrication de semi-conducteurs en silicium.

Les semi-conducteurs actuels sont réalisés par de coûteux procédés de photolithographie et gravure chimique sur un substrat en silicium. L'électronique imprimée s'obtient par dépôt sur n'importe quel substrat (verre, plastique, céramique...) de fonctions électroniques sous forme d'encres polymères liquides. Elle élimine les investissements coûteux en masques, ne génère pas de déchets et dispense d'utiliser des révélateurs, composés d'acides corrosifs. Aucun matériau toxique n'est d'ailleurs utilisé par l'OFAB, ce qui en fait une usine écologique.


« L'ouverture de l'OFAB marque un véritable tournant de l'ère industrielle puisqu'elle va nous permettre de produire de A à Z des composants électroniques révolutionnaires », assure Klaus Schroeter, PDG de Nanoident. « Contrairement aux semi-conducteurs en silicium, les systèmes optoélectroniques réalisés par impression conviennent à des applications d'un tout nouveau genre, au service de la santé et de la sécurité personnelle et intérieure, en plus d'ouvrir la voie à de nouvelles applications industrielles. Et ce n'est qu'un début. Nous entendons en effet développer des systèmes imprimés plus sophistiqués encore pour améliorer le quotidien des consommateurs ».

L'usine OFAB dispose d'une chambre blanche de classe 100 (moins de 100 particules d'un demi-micromètre pour 28,32 dm3). Elle peut produire de gros volumes de composants fonctionnels, tels que des photo-détecteurs, des diodes luminescentes, des transistors, des cellules photovoltaïques, des résistances, des condensateurs et des interconnexions.

L'électronique imprimée procède par dépôt de nanomatériaux sur un substrat au moyen de méthodes d'impression à jet d'encre évoluées. Ce processus prend quelques jours, voire quelques heures, selon l'application, contre deux à trois mois nécessaires généralement pour fabriquer une puce traditionnelle. C'est également le même équipement qui est utilisé pour les prototypes et pour la production de volume, d'où la possibilité de composants ultra personnalisés pour bien moins cher. En outre, il suffit d'ajouter des équipements à la chaîne de fabrication pour augmenter la capacité de production.

L'usine OFAB regroupe les processus suivants :

  • Conception - L'électronique imprimée fait appel à la plupart des outils de conception électronique assistée par ordinateur (IAO) utilisés pour la conception de circuits intégrés conventionnels. La maquette définitive est ensuite traduite en fichiers exploitables par l'équipement d'impression.
  • Gestion des matériaux - Tous les matériaux sont soumis à des tests stricts chimiques, électriques et mécaniques.
  • Formulation d'encres - Les "encres d'impression" utilisées par l'OFAB se composent de polymères conducteurs et semi-conducteurs et/ou d'autres nanomatériaux sous forme de solvants, qui servent de couches fonctionnelles au circuit électronique imprimé.
  • Préparation des substrats - Avant d'être imprimé, un substrat doit être nettoyé et traité pour que les encres adhèrent convenablement. L'électronique imprimée exploite quasiment tous types de substrats, y compris le verre, le plastique, la céramique et même le silicium pour les systèmes hybrides complexes. Les propriétés mécaniques des substrats sont variées : ils peuvent être rigides ou flexibles, plats ou incurvés, épais ou fins (jusqu'à 20 micromètres, soit 1/5 de l'épaisseur d'une feuille de papier standard).
  • Couche fonctionnelle 1 - n - L'impression s'effectue couche par couche (semi-conducteur, conducteur, isolant, résistance et diélectrique. Compte tenu de la petite taille des éléments (jusqu'à 10 micromètres), l'extrême précision d'alignement des couches est primordiale pour que le système puisse fonctionner correctement. C'est pourquoi le substrat est fixé à une table XY, un instrument haute précision aux moteurs linéaires ultra rapides qui contrôlent l'alignement à moins d'un micromètre près.
  • Etuvage - Chaque couche doit être séchée avant de passer à l'impression des couches suivantes.
  • Découpage - A l'instar des processus de fabrication de semi-conducteurs en silicium, plusieurs semi-conducteurs peuvent être imprimés sur un seul substrat. Une fois toutes les couches imprimées et étuvées, un laser guidé par ordinateur ou un système de découpage du verre détoure chaque pièce avec précision. Toutes les pièces sont ensuite soumises à un test électrique/optique automatisé.
  • Assemblage (au besoin) - D'autres composants peuvent ensuite être ajoutés, des microcontrôleurs par exemple, pour obtenir des systèmes hybrides complexes.
  • Conditionnement - Contrairement aux puces traditionnelles, les composants électroniques imprimés ne nécessitent généralement pas de conditionnement en plastique moulé. Dans la plupart des cas, le substrat fait lui-même office de protection.
Ridha Loukil

Pour en savoir plus : http://www.nanoident.com

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