Article paru Microélectronique
Des puces au cœur des matériaux
Diabolo : une nouvelle technologie pour l'intégration de l'électronique à l'intérieur même des matériaux textiles, plastiques ou composites, en phase de fabrication.
Etiquettes électroniques (RFID), capteurs de température, de pression ou d'humidité... ces éléments trouvent de plus en plus d'applications en traçabilité, gestion de produits ou en domotique... “Basée sur l'intégration de l'électronique à l'intérieur même des matériaux, notre découverte permet de connecter directement des puces, petits cubes de 500 microns de côté, à des fils électriques d'environ 100 microns, semblables à ceux utilisés par l'industrie textile”, explique Dominique Vicard, l'un des inventeurs de cette technologie brevetée, baptisée Diabolo. Avec ce minuscule packaging entièrement réalisé sur galette de silicium par les procédés classiques de dépôts et gravure, la puce devient quasi invisible sur son fil. L'assemblage, simple à réaliser et très résistant, peut alors être mis en œuvre dans de nombreux processus de fabrication industrielle : pour le textile mais aussi les industries du plastique, des composites, du papier, du béton ou du goudron... Contrairement aux solutions concurrentes où une électronique souple, souvent sophistiquée, est plaquée sur les matériaux, Diabolo s'insère à la matière en respectant les contraintes de fabrication des métiers concernés. Pour cela, l'un des enjeux est de concevoir les protections de l'assemblage, pour chaque matériau et chaque processus industriel, par exemple en enrobant préalablement la puce dans du plastique pour les essais en extrudeuse (où le plastique ramolli passe dans une filière pour prendre la forme de longs profilés). Deux objets textiles ont été réalisés : un tissu éclairant grâce à une diode électroluminescente (LED), qui permettrait de concevoir des textiles de sécurité pour les agents intervenant sur les routes, et un autre tissu équipé d'une étiquette électronique RFID autonome, avec son antenne ultra-haute fréquence, pour toutes les déclinaisons RFID connues à ce jour. Les chercheurs évoquent d'autres applications, comme des étiquettes antivols difficilement décelables dans les coutures ou des assemblages simples, avec capteur de température et étiquette RFID pour la domotique, voire plus complexes de type microsystèmes (MEMS) associant capteur, étiquette RFID, processeur, batterie... “Nous sommes déjà capables de faire des trains de puces, ajoute Dominique Vicard. Des designs de circuits spécifiques sont à imaginer avec des partenaires intéressés. Nous étudierons tous types d'application et de procédé industriel de fabrication de matériau.” Des essais ont pour l'instant été réalisés sur des métiers à tisser, des procédés de filage, ainsi que sur des extrudeuses industrielles, des calandreuses (pour inclure un matériau entre deux films plastiques) et dans des moulages béton. L'équipe travaille avec des partenaires industriels pour concevoir une machine automatisée d'insertion des dispositifs électroniques sur du fil métallique. Objectif à terme : 10 000 unités insérées par heure.
