Conclusions et perspectives en électronique imprimée
Impression et recuit de nanoparticules métalliques pour l’électronique imprimée

Si la technique d’impression par jet d’encre présentée dans ce dossier est d’ores et déjà exploitée sur des machines industrielles, de nombreux challenges subsistent néanmoins pour leur utilisation à grande échelle. À ce titre, l’augmentation de la résolution des structures imprimées est bien évidemment jugée comme prioritaires par les acteurs du domaines, mais le principal challenge pour constituer une alternative sérieuse aux procédés actuels de sérigraphie ou de lithographie réside surtout dans la réduction significative des coûts de réalisation des composants imprimés. Cette réduction des coûts passe à la fois par le choix des matières premières, que ce soit au niveau des encres métalliques ou des substrats plastiques, et par une optimisation des procédés utilisés. Ainsi, l’utilisation de substrats plastiques flexibles peu coûteux qui peuvent être mis en œuvre sur des systèmes de rotatives, à l’instar du PVC, du PET ou de l’ABS, est particulièrement privilégiée pour la production à grande échelle. Toutefois, leur faible compatibilité avec des températures supérieures à 100-150 °C réduit la capacité à obtenir des structures métalliques fortement conductrices et confine à exploiter encore davantage les propriétés thermodynamiques induites par la taille nanométrique des nanoparticules. Les évolutions à venir en ce domaine concernent donc principalement l’utilisation de nanoparticules métalliques dont la taille est inférieure à 10 nm, en particulier en cuivre ou en aluminium. Étant encore plus sensibles aux phénomènes d’agglomération, ces encres à base de nanoparticules devront faire l’objet d’un développement important en termes de formulation, en particulier vis-à-vis de l’évaporation accrue des solvants qui accroît le risque de bouchage des têtes d’impression. Ce problème sera d’autant plus critique que des têtes d’impression qui délivre des gouttes de 1 pL seront de plus en plus utilisées pour augmenter la résolution géométrique des motifs imprimés. Par ailleurs, d’autres développements sont également en cours d’étude sur la formulation d’encres composites ou multiphysiques, associant par exemples deux types de métaux, des particules de silicium ou des matériaux ferromagnétiques. L’étape de recuit permettrait alors de produire des...