L’électronique imprimée est déjà devenue, ces dernières années, un domaine d’innovation majeur. À l’avenir, la demande en Europe devrait sans doute encore s’accroître. À quoi doivent prêter attention les imprimeries qui souhaitent se lancer dans ce secteur ?

L’électronique imprimée, cela fait penser à la haute technologie. Et à l’avenir : en effet, les consultants de Fortune Business Insights prévoient que d’ici 2032, le chiffre d’affaires mondial dans ce secteur atteindra 69,5 milliards de dollars américains, avec un taux de croissance annuel supérieur à 22 %.

Domaines d’application de l’électronique imprimée

Des procédés tels que la sérigraphie et la flexographie, mais aussi le jet d’encre industriel, sont principalement utilisés pour la fabrication de

  • Capteurs (température, pression, optique)
  • Écrans pour petits appareils mobiles
  • Cellules solaires
  • Étiquettes RFID
  • Sources d’électricité
  • Éléments chauffants

sont utilisées. Il s’agit souvent de circuits relativement simples, réalisés par l’application de pâtes conductrices sur des films souples ou directement sur des surfaces rigides. Les domaines d’application typiques sont les produits destinés à l’automobile et à la défense, à la santé, aux appareils portables, à la production d’énergie et à la climatisation, ainsi qu’au contrôle des processus, à la surveillance et à l’IoT (Internet des objets). Autant de secteurs d’activité pour lesquels on prévoit une croissance considérable à l’avenir.

Installation de sérigraphie pour l’électronique imprimée d’INO. Photo : Sonja Angerer

La sérigraphie dans l’industrie

L’utilisation des techniques d’impression dans les processus industriels n’est pas une nouveauté. Dès les années 1950, on recourait déjà en Europe, principalement à l’aide de la sérigraphie, au revêtement et à la décoration du verre, à l’impression d’échelles pour les instruments de mesure et au marquage de composants. Ces applications sont parfois réalisées sur les mêmes lignes de sérigraphie que celles utilisées pour l’industrie graphique.

Il arrive même que certaines imprimeries spécialisées dans la sérigraphie exercent leurs activités aussi bien dans le domaine graphique que dans celui de la sérigraphie industrielle. En effet, la fabrication des écrans ne présente aucune différence, et pour le processus d’impression lui-même, le fait d’appliquer des encres, des vernis fonctionnels ou des pâtes conductrices n’a, dans l’ensemble, que peu d’importance.

Ces dernières années, on a toutefois assisté à l’arrivée sur le marché d’un nombre croissant de petites installations de sérigraphie flexibles, spécialement optimisées pour la production d’électronique imprimée, comme celles proposées par le fabricant slovène INO. La plupart du temps, celles-ci sont assez compactes et peuvent être associées à des modules d’automatisation et de finition, tels que des empileurs et désempileurs ou des unités de séchage.

Dans le domaine de l’électronique imprimée, la sérigraphie est principalement utilisée pour la production en grande série de composants à faible coût, ainsi que dans les applications nécessitant des circuits particulièrement robustes avec une épaisseur de couche importante.

Pour la production de petites quantités ou de prototypes d’électronique imprimée, les imprimantes à jet d’encre spécialisées connaissent également un succès croissant. Elles offrent une flexibilité et une rapidité particulières, car elles permettent de se passer de la fabrication de pochoirs. Parmi les principaux développeurs, on peut citer par exemple la société française Kelenn Technology ou l’entreprise autrichienne Profactor.

Circuits imprimés sur film. Photo : Sonja Angerer

Spécialisation dans l’électronique imprimée

Bien qu’il soit tout à fait possible de pratiquer en parallèle la sérigraphie graphique et la sérigraphie industrielle, la plupart des fournisseurs de composants électroniques imprimés par sérigraphie se spécialisent aujourd’hui exclusivement dans ce domaine.

Il y a plusieurs raisons à cela :

  • Propreté : La fabrication de composants électroniques imprimés nécessite, selon l’application, un environnement pratiquement exempt de poussière, voire parfois des salles blanches.
  • Sécurité : L’électronique imprimée est souvent utilisée dans des domaines sensibles tels que la finance ou l’armement.
  • Certification : De nombreux clients exigent de leurs fournisseurs de composants électroniques imprimés non seulement les certificats ISO courants, mais également le respect d’autres normes propres aux fabricants.
  • Recherche et développement : dans le domaine de l’électronique imprimée, il est souvent nécessaire de mettre en place un nouveau processus complexe.
  • Transformation : pour qu’un circuit imprimé devienne un composant électronique, il faut des contacts et des connecteurs. Il est donc nécessaire d’acquérir des machines d’assemblage automatiques supplémentaires, par exemple de la marque Föhrenbach.
  • Assurance qualité : Contrairement à la sérigraphie graphique, les circuits électriques imprimés doivent faire l’objet d’un contrôle non seulement visuel sommaire, mais également d’une vérification de leur bon fonctionnement technique. À cet effet, il peut s’avérer nécessaire de tester automatiquement chaque composant individuellement à des fins d’assurance qualité.

Les collaborateurs expérimentés d’une imprimerie sérigraphique sont généralement capables de créer des maquettes d’impression pour l’électronique imprimée après une formation minimale. Le processus d’impression lui-même est également assez facile à maîtriser, en particulier pour les circuits simples. Toutefois, d’autres spécialistes, disposant par exemple de connaissances en électronique ou en science des matériaux, sont également nécessaires. Or, on ne les trouve généralement pas dans les imprimeries graphiques. C’est pourquoi il existe des consultants spécialisés, tels que le MSWtech Test Center Europe à Nuremberg, qui met également à disposition un environnement de test dédié à l’électronique imprimée flexible.

Machine d’assemblage automatique pour les connecteurs sur circuits imprimés. Photo : Sonja Angerer

Perspectives d’avenir pour la sérigraphie dans la fabrication de l’électronique imprimée
L’électronique imprimée est sans aucun doute un domaine d’application dans lequel la sérigraphie continuera à jouer un rôle majeur à l’avenir. Les progrès réalisés dans le domaine de la science des matériaux et des technologies d’impression permettront en outre d’accroître encore les performances et l’éventail d’applications de l’électronique imprimée.

Cela rend ce domaine intéressant également pour les entreprises qui pratiquent actuellement principalement la sérigraphie graphique. En effet, il est parfois possible de fabriquer des circuits plus simples, voire avec les machines existantes. En particulier lorsque des contacts avec le secteur industriel existent déjà, par exemple grâce à des commandes en cours dans le domaine de l’impression à grande échelle, une diversification vers l’électronique imprimée peut s’avérer rentable, même pour les entreprises de sérigraphie de taille moyenne. Cela suppose toutefois d’être prêt à investir dans du personnel qualifié et du matériel, et à se former à un tout nouveau domaine.