Etude de faisabilite d'un microactionneur mecanique a commande electromagnetique

Faisability study of a fully-integrated, magnetically-driven mechanical microswitch

• Auteur / Autrice : SEVER CERCELARU
• Direction : Patrice Hesto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce memoire presente une etude de faisabilite d'un microinterrupteur mecanique a commande electromagnetique. Le domaine explore est celui des microdispositifs avec une poutre mobile de taille reduite (1*1*60 m3), permettant d'atteindre des frequences de commutation mecaniques elevees (> 50 khz). Les caracteristiques d'actionnement du dispositif propose ont ete calculees en appliquant les lois de l'electromagnetisme. Ces calculs ont permis de definir les parametres magnetiques du materiau pour la realisation pratique du circuit magnetique. Un jeu de masques en cinq niveaux a ete concu sur la base de la geometrie choisie et des calculs de dimensionnement effectues, pour la realisation pratique d'un dispositif d'etude. Une etude des proprietes magnetiques de certains materiaux ferromagnetiques en couches minces a ete realisee. Les materiaux concernes sont le permalloy depose par pulverisation cathodique et par electrochimie et le ni depose par evaporation sous vide. Le materiau le mieux adapte a la realisation du dispositif est le permalloy elabore par pulverisation cathodique. La derniere partie est consacree a la mise au point d'un procede de fabrication pour le dispositif propose, procede compatible avec les techniques de la microelectronique. La gravure des couches minces ferromagnetiques a fait l'objet d'une etude approfondie, le resultat etant la maitrise des problemes de gravure anisotrope des couches de permalloy avec une resolution laterale de 1 m, par usinage ionique. Les parametres magnetiques d'interet pour le fonctionnement du dispositif ne sont pas degrades par ce procede. La realisation de dispositifs simples, sans circuit magnetique, a permis de caracteriser la resistance serie des enroulements multicouches, qui est en accord avec les calculs theoriques. La mise en uvre du procede complet de fabrication a permis de preciser les etapes cles et de proposer des solutions pour les problemes rencontres.