CNRS La lettre innovation

Partenariats, création d'entreprises, brevets, licences, événement... Retrouvez tous les mois les dernières actualités de la valorisation et de l'innovation au CNRS.

Partenariats et stratégie

Encapsuler des composants électroniques pour améliorer leur durée de vie

La start-up Encapsulix propose une nouvelle approche pour déposer des couches manométriques sur des matériaux. Objectifs : développer et commercialiser des équipements et des services d'encapsulation pour améliorer la durée de vie des composants électroniques sur grande surface (électronique sur support souple, éclairage OLED, photovoltaïque organique, etc.).

illustration

Ces dernières années, l’électronique «grande surface» s’est fortement développée à travers le photovoltaïque, les OLEDs pour les écrans plats et l’éclairage, les batteries en couches minces ou l’électronique imprimée sur supports souples. Beaucoup de ces composants utilisent des matériaux complexes nanostructurés pour leurs propriétés optoélectroniques, comme les semi-conducteurs CIGS ou CZTS, les semi-conducteurs organiques ou hybrides, ou les oxydes conducteurs transparents comme AZO. Malheureusement, ces matériaux avancés sont souvent extrêmement sensibles à la dégradation par la vapeur d’eau et à l’oxygène de l’atmosphère (corrosion), l’irradiation par le rayonnement UV ou les liquides salins.

Le Centre interdisciplinaire de nanoscience de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université) spécialiste des nanosciences, et la start-up Encapsulix collaborent depuis quatre ans dans le cadre d’un projet partenarial CNRS baptisé «KHAMSA» financé par l’Europe (FEDER), la région PACA, le Conseil général des Bouches-du-Rhône et l’Etat (MESR/DRRT), au titre du programme CIM-PACA2 géré par ARCSIS. Dans ce cadre, Encapsulix a construit une machine préindustrielle ALD nommée Infinity P400, et le Centre interdisciplinaire de nanoscience de Marseille, une machine «Chemical Beam-ALD» opérant, sous ultravide, pour la R&D des matériaux 2D en multicouches. De nombreux acteurs locaux ont été associés à l’intégration des sous-systèmes (STEP, CEPRIM, VEGATEC, ETI, AXESSTECH ou CAPESS) de ces équipements.

La start-up Encapsulix propose une approche technologique qui consiste à appliquer comme dernière étape de fabrication une couche ultramince protectrice d’alumine afin d’encapsuler les composants et ainsi améliorer leur durée de vie de façon significative. L’innovation réside dans une nouvelle technologie de réacteur ALD permettant le dépôt de couches d’oxydes comme Al2O3, TiO2, ZnO et AZO avec une précision atomique. Les couches épaisses de 10 à 50 nm sont conformes, invisibles (98% transparentes), et extrêmement imperméables : la quantité d’eau transmise par une couche d’alumine est de l’ordre du microgramme par m2 par jour, soit moins qu’une goutte d’eau pendant un mois sur une surface grande comme un terrain de foot (50m x 100m)! Il a été démontré que l’application d’une couche d’alumine sur des éléments photovoltaïques ou des OLEDs permettait d’allonger leur durée de vie d’un facteur 2 à 10. Par rapport aux solutions "classiques", la technologie PPW permet surtout d’augmenter le débit d’une machine ALD de plus d’un ordre de grandeur et d’utiliser des substrats de grande taille rendant économiquement réaliste l’utilisation de couches minces multifonctionnelles pour des applications grande surface.

Après avoir développé et validé plusieurs procédés de dépôt sur silicium, les partenaires travaillent maintenant avec des substrats non conventionnels tels que le verre, le métal, les plastiques (PET, PEN, polyimide, PMMA), ou même le papier. Le dépôt de couches ayant des propriétés morphologiques et physico-chimiques contrôlées sur ces derniers substrats présente un défi lié à nombres de mécanismes corrélés comme la rugosité de surface, le dégazage de molécules, ou la déformation mécanique à basse température (transition vitreuse dans les polymères). Un sujet actif de recherche est le développement de multicouches multifonctionnelles, à la fois ultra-barrières vis-à-vis de la corrosion par vapeur ou liquide et à la dégradation par le rayonnement UV.

De nouveaux partenariats industriels ou académiques pourraient être mis en place pour des applications spécifiques.

 
Contacts:
Jacques Kools / CEO & Fondateur Encapsulix / jkools@encapsulix.com
Jean-Louis Lazzari / Coordinateur du projet KHAMSA / lazzari@cinam.univ-mrs.fr