Couverture ElectroniqueS n°127

Alternative économique à la gravure chimique du cuivre sur substrat plastique, l'impres- sion des antennes par sérigraphie permet de fabriquer des étiquettes RFID totalement en ligne. La technologie jet d'encre, actuellement en développement, se fixe pour objectif de faire encore mieux en termes de coûts. Des fournisseurs d'équipements et de consommables aux fabricants de produits finis, toute l'industrie de la RFID se focalise sur les mêmes objectifs de réduction des coûts. Les fabricants d'étiquettes et d'inlays(1) mettent au point des procédés toujours plus économiques, plus facilement industrialisables à grande échelle, et, comme ASK, participent même parfois au développement de leur propre outil industriel. Pour le placement des puces, le spécialiste français du sans-contact a ainsi développé des machines dotées de moteurs linéaires à sustentation magnétique pour monter les cadences de report à 40 000, voire 100 000, pièces à l'heure ; et il utilise pour la fabrication de l'antenne des machines de sérigraphie personnalisées à cet effet. Les antennes ne sont plus imprimées sur des substrats d'inlays, mais directement sur le papier des étiquettes RFID (voir photo ci-dessous), et à des cadences sans comparaison avec les techniques traditionnelles : « 20 antennes par seconde, contre 20 secondes par antenne par attaque chimique du cuivre sur un substrat plastique », indique Jean-Michel Dupont, responsable marketing chez ASK. Plus rapide et plus économique que le procédé soustractif qu'est la gravure du cuivre, « notre procédé de fabrication est également plus intégré », poursuit M. Dupont. De l'impression de l'antenne à la personnalisation graphique des étiquettes, toutes les opérations sont réalisées en ligne à partir de rouleaux de papier (voir photo en haut de page). La puce est montée retournée directement sur l'antenne selon un procédé breveté non dévoilé par ASK ; une couche de colle est ensuite déposée côté puce ; puis un film siliconé est enfin laminé sur la colle. L'ensemble est logiquement moins épais qu'une étiquette intégrant un inlay en plastique et s'avère plus résistant aux sollicitations thermiques. Contrairement aux antennes en cuivre fabriquées par gravure chimique, l'encre à base d'argent utilisée par ASK présente l'avantage de ne pas s'oxyder et de rester très souple après séchage. Selon DuPont Microcircuit Materials, l'un des fournisseurs d'encres conductrices pour la sérigraphie d'antennes(2), ce type d'encre est généralement constitué de particules métalliques de 2 à 5 microns dans un liant thermoplastique polymérisable sous effet thermique à 140 °C pendant une à deux minutes. Des encres à base d'aluminium et de cuivre, moins onéreuses, sont également disponibles sur le marché, ces encres pouvant toutes être imprimées indifféremment sur papier ou sur des substrats en plastique (PE, PET, PVC, etc.), comme en témoigne la production du fabricant allemand d'inlays KSW Microtec. Jet d'encre : l'impression de l'antenne et la connexion de la puce en une étape Autre développement en cours : l'impression d'antennes par jet d'encre. En France, la jeune pousse Impika, spécialisée dans la technologie “ goutte à la demande ” sous effet piézoélectrique, développe actuellement une ligne de production dédiée à cette application et qualifie, en partenariat avec des fabricants d'étiquettes, ses premiers échantillons en technologie UHF. Comme par sérigraphie, toutes les opérations seront réalisées en ligne à partir de rouleaux de papier (ou de plastique souple) ; mais la puce sera dans ce cas reportée connexions dessus avant l'impression de l'antenne. Après contrôle visuel automatique du positionnement de la puce, l'impression de l'antenne et la connexion de la puce(3) seront réalisées en une seule et même étape, sans aucune contrainte mécanique au niveau des plots de puce. « Pour réduire le coût des étiquettes, la taille des puces pourra donc être réduite en intégrant des fonctions électroniques dans le silicium situé sous les plots de connexion », souligne Paul Morgavi, p-dg d'Impika. Constituées de poudres nanométriques pour éviter l'obstruction des têtes jets d'encre et d'un copolymère dans une base d'eau et d'alcool limitant la sédimentation des particules dans le système, les encres conductrices sont déposées dans des épaisseurs très faibles, de l'ordre de 1 µm à 2 µm maximum. Le métal utilisé reste pour le moment de l'argent, mais son remplacement par du cuivre est envisagé par Impika dans une optique de réduction des coûts. L'objectif de la société est de proposer dans moins de deux ans une solution complète très économique capable de produire entre 100 000 et 150 000 étiquettes RFID UHF par heure. (1) Les inlays (ou inlets) désignent l'élément qui intègre la puce, son substrat et son antenne, avant qu'il soit intégré dans une carte, un ticket ou une éti- quette RFID. (2) On peut également citer Precisia, Parelec, et Dow Corning. (3) Impika étudie par ailleurs l'interconnexion des puces nues par dépôts de pistes conductrices dans le cadre du projet européen Pidea Maje, qui a démarré il y a quelques mois (voir notre numéro du 13 novembre 2003). Selon Gemplus, qui participe à ce projet en tant qu'utilisateur, cette technologie d'interconnexion se présenterait comme une alternative économique au flip-chip pour réduire l'épaisseur des micromodules des cartes à puce.

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