Le marché mondial de l’électronique imprimée devrait gagner du terrain, et atteindre 74 millions de dollars en 2030, d’après le rapport IDTechEX*. Pour accompagner cette croissance, le projet européen LEE-BED a regroupé un ensemble de lignes pilotes dans l’objectif de faciliter les développements de nouveaux produits avec des fonctionnalités innovantes. Elément clé : les partenaires ont proposé de nouvelles encres conductrices, avec des caractéristiques spéciales comme la transparence ou le changement de couleur en fonction de certains paramètres physiques. Dans ce contexte, le CEA-List a proposé une nouvelle méthode de monitoring en ligne pour les encres à base de particules métalliques, qui a été implémentée dans un démonstrateur.
Puisque les solutions contiennent des nano particules métalliques, c’est la méthode ED-XRF (Energy Dispersive X Ray Fluorescence) qui a été choisie pour le monitoring des encres. L’idée novatrice du CEA-List a été de la coupler à une mesure capacitive pour exploiter les deux types de mesures via un algorithme et un logiciel spécifiquement développés. Avec cette méthode multimodale, il est désormais possible de s’assurer que la formulation de l’encre est homogène en termes de concentration de particules, et de détecter la présence potentielle d’agglomérats ou d’impuretés pouvant nuire à la qualité du produit fini. Contrairement aux méthodes optiques, cette technique fonctionne quelles que soient la concentration et la couleur de la solution, la nature et la taille des particules métalliques. Pour une classe spécifique d’encres, la technique proposée est aussi capable de réaliser le suivi de la réaction de synthèse selon l’état d’oxydation de la solution, nécessaire dans une perspective de production d’encre en grosse quantité.
Un brevet a été déposé et un deuxième est en cours de dépôt. Le démonstrateur de laboratoire est opérationnel et à plus long terme, l’entité qui assure l’interface avec les clients (LEE-BED Single Entry Point) pourra le proposer comme un nouvel outil de caractérisation et monitoring.