Les Défis du CEA n°240 mar à jun 2020
Les Défis du CEA n°240 mar à jun 2020
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°240 de mar à jun 2020

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 255) mm

  • Nombre de pages : 32

  • Taille du fichier PDF : 3,9 Mo

  • Dans ce numéro : dossier santé mantale.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
< Pages précédentes
Pages : 10 - 11  |  Aller à la page   OK
Pages suivantes >
10 11
10 MAKING-OF EN IMAGES 1 L’équipe du CEA Jean-François Mainguet (ingénieur-chercheur) du CEA-Leti ; Audrey Martinent, Didier Gallaire, Sébastien Noël (ingénieurs-chercheurs) et Simon Charlot (technicien) du CEA-Liten, en salle de caractérisation électrique. 0 2 Conception numérique du capteur Sur l’écran de gauche, en jaune, la connectique ; sur l’écran de droite, en rose, les motifs de tests élémentaires et en bleu les couches d’encres pyroélectriques LEXIQUE Capacitive Technologie reposant sur la conduction du courant par un revêtement, utilisée dans les dispositifs tactiles  : lorsqu’un doigt se pose sur une dalle capacitive, il récupère une partie de sa charge électrique, ce qui permet de le détecter et de le localiser. Pyroélectricité Propriété d’un matériau dans lequel un changement de température entraîne la création de charges électriques, et donc un courant. o 1 Choix de la techno « Réalisé sur du silicium très coûteux, le capteur d’Apple est trop petit (5 x 5 mm) pour des applications gouvernementales. Alors, nous avons choisi l’électronique imprimée. C’est une première. » Audrey Martinent, coordinatrice du projet au CEA-Liten o 2 Design LES DÉFIS DU CEA #240 1 2 Le capteur d’empreintes digitales de Pycsel est réalisé en électronique imprimée souple, et non sur silicium comme les capteurs actuels. Avantages  : coûts et délais de fabrication réduits, ergonomie optimisée. Plutôt qu’optique ou capacitive (choix d’Apple), sa technologie repose sur la pyroélectricité, sensible aux variations thermiques. Principe  : la pulpe du doigt est un alignement unique de crêtes et de vallées ; lorsque le doigt se pose sur le capteur contenant des microfils chauffants, les crêtes touchant les pixels pompent une partie de la chaleur, bien plus que les vallées, ce qui provoque une différence de température que le capteur convertit en image. Pour cela, il est constitué d’un polymère pyroélectrique (PVDF-TrFE) imprimé par le CEA-Liten, au-dessus d’une matrice de transistors (TFT-IGZO) fabriquée par le TNO (Pays-Bas). « La résolution de l’image de l’empreinte, historiquement imposée par le FBI, exige des pixels de 50 microns. Il faut donc des millions de transistors pour un capteur de 75 x 80 mm. » Jean-François Mainguet, expert biométrie au CEA-Leti Des simulations thermiques sont d’abord effectuées pour valider l’architecture du capteur en fonction des caractéristiques des matériaux. Puis, chaque couche du capteur est dessinée numériquement  : les cinq couches d’encres pyroélectriques ; les centaines de fils de connexion à l’électronique de commande, aux circuits de lecture et aux algorithmes ; les millions de transistors. Ces derniers sont très nombreux, car les standards américains du FBI imposent que les capteurs d’empreintes aient une très haute résolution avec des pixels de 50 microns. Une fois le design du prototype validé par le CEA et les partenaires (veillant à l’alignement parfait de tous ces composants), les masques d’impression des encres sont aussi générés numériquement.
LES DÉFIS DU CEA #240 MAKING-OF 11 3 Impression « Sur la plateforme Pictic, nous pouvons imprimer sur des substrats de 320 x 380 mm ce qui permet de réaliser plusieurs dispositifs à la fois. » Didier Gallaire, ingénieur-chercheur au CEA-Liten Si l’électronique classique sur silicium fait appel à des dépôts de matière sous vide, l’électronique imprimée utilise différentes techniques dont la sérigraphie. Celle-ci consiste à transférer une encre à travers un masque d’impression sur un substrat très mince (papier, plastique, verre, etc.). Ici, le capteur compte cinq couches d’encres de propriétés différentes (conductrice, pyroélectrique, diélectrique), nécessitant cinq masques aux motifs distincts, déposées successivement sur un substrat en plastique comportant la matrice de transistors. Après chaque étape d’impression, les encres sont séchées et recuites afin de les durcir et de retirer le solvant. La qualité d’impression est rigoureusement contrôlée, car de l’uniformité des couches imprimées dépendra la sensibilité du capteur. 4 O Validation « Cette technologie permet d’imaginer de nombreuses applications, comme placer ces capteurs sur des surfaces 3D complexes, par exemple sur des volants de voiture pour identifier le conducteur. » Audrey Martinent, coordinatrice du projet au CEA-Liten 3 4 Une fois imprimée, la partie sensible du capteur est intégrée aux composants électroniques pour l’étape de la caractérisation électrique. Il s’agit de vérifier qu’aucun risque de court-circuit ou de panne n’est détecté. Le prototype de capteur subit ensuite d’ultimes tests. Piloté par une puce programmable de type FPGA, le capteur est balayé ligne par ligne en activant notamment le chauffage des microfils. Il transmet la réponse des capacités pyroélectriques (encres et transistors) aux circuits de lecture. Comme il s’agit d’un capteur thermique, les images sont moins contrastées lorsque les doigts sont secs (moins de chaleur pompée). Challenge réussi pour les chercheurs, qui plus est pour une surface de 75 x 80 mm ! De nombreuses autres applications peuvent ainsi être envisagées. EN IMAGES 3 Réalisation d’une couche imprimée par sérigraphie Mise en place du masque d’impression (en son centre, aperçu du motif) dans l’équipement de sérigraphie. 0 4 Validation du prototype du capteur d’empreintes digitales Celui-ci est volontairement grand pour que les chercheurs puissent remplacer aisément le composant éventuellement défaillant. FOCUS Le projet Pycsel Ce projet européen H2020 (n o 732423), d’une durée de trois ans (2017-2019), visait la réalisation d’un grand capteur d’empreintes digitales conformable pour des applications de sûreté-sécurité et pour l’automobile. Il réunit 8 partenaires académiques et industriels de 6 pays  : France  : CEA, Idemia (leader mondial de la biométrie), Irlynx Belgique  : Imec Pays-Bas  : TNO Italie  : Bioage Suède  : Autoliv (équipementier automobile) Espagne  : UC3M → www.pycsel-project.eu CEA–Liten liten.cea.fr CEA–Leti leti-cea.fr



Autres parutions de ce magazine  voir tous les numéros


Liens vers cette page
Couverture seule :


Couverture avec texte parution au-dessus :


Couverture avec texte parution en dessous :