FR2853449A1 - Actionneur a qualite de contact electrique amelioree. - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un actionneur comportant une partie fixe (1.1, 1.2), une partie mobile (2), ces parties étant dotées chacune d'au moins une surface de contact (S2.2, S1.2), et des moyens (3) de déclenchement du déplacement de la partie mobile (2) de manière à ce que la surface de contact (S2.2) de la partie mobile (2) vienne en contact électrique avec la surface de contact (S1.2) de la partie fixe (1.2). La surface de contact (S1.2) de la partie fixe (1.2) et la surface de contact (S2.2) de la partie mobile (2) sont non planes et sont conjuguées l'une par rapport à l'autre.Application à tous les contacteurs et notamment aux actionneurs magnétiques à lévitation.

Description

ACTIONNEUR A QUALITE DE CONTACT ELECTRIQUE AMELIOREE

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention a pour objet un actionneur à qualité de contact électrique améliorée et notamment un microactionneur magnétique réalisable par 10 les techniques de la microtechnologie.

De façon générale, l'actionneur peut être de type microactionneur magnétique, électrostatique, etc. Ainsi l'invention s'applique à tous les actionneurs à contact électrique ou contacteurs 15 électriques.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un actionneur à contact électrique de type connu comporte une partie fixe et une partie mobile 20 possédant chacune au moins une surface de contact et des moyens pour commander la mise en contact électrique ou la séparation des deux surfaces de contact par un déplacement de la partie mobile visant à l'éloigner ou la rapprocher de la partie fixe. Ces moyens de commande 25 peuvent être électriques par exemple. Les actionneurs mettent donc en contact électrique les deux surfaces de contact afin d'assurer une continuité électrique entre deux parties d'un circuit électrique. Un courant électrique ou plus généralement un signal peut alors circuler dans le circuit.

Les deux surfaces de contact peuvent être conductrices de l'électricité et le contact est alors 5 dit résistif ou ohmique ou sec. Au contraire l'une au moins des surfaces de contact peut être isolante électriquement et le contact est dit capacitif. Dans ce second cas l'actionneur permet la transmission de signaux radiofréquences.

La qualité du contact ohmique dépend d'une part de la superficie des surfaces en contact et d'autre part de la pression de contact. On cherche à ce que la superficie des surfaces en contact soit la plus grande possible afin de réduire au minimum l'impédance 15 ou la résistance de la jonction ainsi constituée. On cherche également à ce que la pression de contact soit élevée de manière à minimiser la résistance de contact et donc les pertes en ligne.

La qualité du contact capacitif dépend de 20 la superficie des surfaces de contact mais pas de la pression. On cherche à ce que cette surface de contact soit la plus grande possible.

Généralement les deux surfaces de contact sont des surfaces planes et perpendiculaires au 25 déplacement de la partie mobile. Dans certains cas avec contact ohmique, l'une au moins des deux surfaces de contact est convexe ce qui conduit à un contact qui peut être considéré comme ponctuel. Ainsi la pression de contact est augmentée et la qualité du contact s'en 30 trouve améliorée. L'augmentation de la pression de contact permet de réduire la résistance du contact et donc les pertes en ligne. Mais en fait la qualité du contact n'est pas optimale car il faut également que la superficie du contact soit la plus grande possible.

Avec des surfaces planes, l'augmentation de 5 la surface de contact entraîne souvent une augmentation du volume et de la masse de l'actionneur, de son emprise " au sol ", ce qui n'est pas compatible avec la tendance à la miniaturisation ayant cours en électronique.

De plus, notamment avec un actionneur magnétique à lévitation comportant une partie magnétique fixe possédant au moins deux zones d'attraction pour une partie magnétique mobile, la partie magnétique mobile possède une masse importante, 15 ce qui nécessite un courant d'actionnement important et un temps d'actionnement relativement élevé. Dans ce type d'actionneur, la partie magnétique mobile est en lévitation lorsqu'elle n'est pas collée sur une des zones d'attraction de la partie magnétique fixe. 20 EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a justement comme but de proposer un actionneur à qualité de contact électrique améliorée et ne présentant pas les 25 inconvénients mentionnés ci-dessus.

Plus précisément la présente invention vise à augmenter la superficie du contact entre la partie fixe et la partie mobile en minimisant l'encombrement de l'actionneur, le volume de sa partie mobile et la 30 masse de cette dernière.

Un autre but de l'invention est d'augmenter la force de contact entre la partie fixe et la partie mobile en minimisant l'encombrement de l'actionneur, le volume de sa partie mobile et la masse de cette dernière.

Encore un autre but de l'invention est de conserver un isolement électrique satisfaisant entre la partie fixe et la partie mobile lorsqu'elles ne sont pas en contact.

Encore un autre but de l'invention, dans le cas d'un actionneur magnétique à lévitation, est de réduire le courant consommé lors de l'actionnement de l'actionneur.

Pour y parvenir la présente invention 15 concerne un actionneur comportant une partie fixe et une partie mobile, ces parties étant dotées chacune d'au moins une surface de contact, et des moyens de déclenchement du déplacement de la partie mobile de manière à ce que la surface de contact de la partie 20 mobile vienne en contact électrique avec la surface de contact de la partie fixe. La surface de contact de la partie fixe et la surface de contact de la partie mobile sont non planes et sont conjuguées l'une par rapport à l'autre.

Ainsi, les surfaces de contact de la partie mobile et de la partie fixe sont non planes afin d'augmenter (par rapport à des surfaces qui seraient planes et perpendiculaires au déplacement de la partie mobile) la superficie du contact entre lesdites 30 surfaces et/ou la force de contact moyenne entre les surfaces. La qualité d'un contact est en effet liée à la superficie du contact et à la force de contact moyenne.

Les surfaces de contact peuvent être agencées en zig-zag ou avec au moins sensiblement un V. 5 Dans une variante avantageuse visant à éliminer l'effet de pointe, les surfaces de contact peuvent être ondulées et être par exemple de forme sinusoïdale, ellipsoïdale, parabolique, hyperbolique, semi-circulaire, etc. ou avoir une forme qui est une 10 combinaison de formes précédemment énumérées.

Les surfaces de contact peuvent former un contact résistif ou bien un contact capacitif.

La partie mobile peut être sensiblement en forme de plaque, la surface de contact étant dirigée 15 sensiblement dans le plan de la plaque ou bien sensiblement normalement au plan de la plaque.

L'actionneur peut être, à titre d'exemple de réalisation, un actionneur magnétique à lévitation dans lequel les parties fixe et mobile sont 20 magnétiques, la partie magnétique mobile étant en lévitation lorsqu'elle n'est pas en contact avec la partie magnétique fixe.

La partie magnétique mobile peut être formée d'une pièce à base d'aimant, allégée en aimant, 25 cette pièce ayant un volume hors tout, et une masse qui est inférieure à celle qu'elle aurait si son volume hors tout était totalement occupé par l'aimant. Ainsi en réduisant la masse de la partie magnétique mobile, l'actionnement peut se faire avec un courant réduit.

La pièce allégée en aimant peut comporter un ou plusieurs aimants et au moins un évidement.

L'évidement peut être un trou traversant.

L'évidement peut être empli, en totalité ou en partie, d'un matériau solide ayant une densité moindre, inférieure à celle de l'aimant. Le matériau 5 solide de moindre densité peut être choisi parmi un matériau semi-conducteur, un matériau plastique, un matériau magnétique doux, un matériau diélectrique.

Dans une variante simple et efficace, l'évidement est vide de matériau solide.

La partie magnétique mobile peut comporter, dans le sens du déplacement, une succession alternée d'aimants et d'une ou plusieurs portions dans lesquelles un champ magnétique s'établit, le champ magnétique étant alterné dans un aimant et une portion 15 successifs. Les moyens de déclenchement du déplacement de la partie magnétique mobile comportent, dans le sens du déplacement, un conducteur avec une succession de tronçons, dans lequel un courant est susceptible de circuler, le courant étant de sens opposés dans deux 20 tronçons successifs, un aimant et une portion successifs coopérant avec deux tronçons successifs lors du déclenchement du déplacement.

Les portions peuvent être réalisées dans un matériau amagnétique isolant, conducteur ou semi25 conducteur.

Les portions peuvent être vides de matériau solide ou comporter des trous traversants.

Dans une variante les portions peuvent être réalisées en matériau magnétique.

La partie magnétique mobile peut comporter des aimants en forme de barreaux orientés sensiblement normalement au sens du déplacement.

Il est préférable que la succession alternée comporte un aimant à chaque extrémité.

Cependant en fonction des applications ou des caractéristiques des aimants, il peut être aussi intéressant de placer à chaque extrémité de la succession un autre matériau que celui utilisé pour les 10 aimants de la succession.

Le conducteur peut être agencé en méandre.

La présente invention concerne également un procédé de réalisation d'un actionneur magnétique selon un mode préférentiel qui comporte les étapes 15 suivantes: - sur un premier substrat, réalisation de caissons aptes à recevoir une partie magnétique fixe et une partie magnétique mobile avec une pièce à base d'aimant, cette partie magnétique mobile comportant au 20 moins deux surfaces de contact destinées à venir en contact électrique chacune avec au moins une surface de contact de la partie magnétique fixe, au moins une surface de contact de la partie magnétique fixe et une surface de contact de la partie magnétique mobile 25 devant venir en contact mutuel étant non planes et conjuguées l'une par rapport à l'autre, - dépôt dans les caissons de la partie magnétique fixe et de la partie magnétique mobile avec la pièce à base d'aimant, - dépôt d'une couche diélectrique et gravure de cette dernière pour mettre à nu la partie magnétique mobile et son entourage jusqu'à la partie magnétique fixe, sur un second substrat réalisation d'au moins un caisson apte à recevoir un conducteur destiné 5 à déclencher un déplacement de la partie magnétique mobile, - dépôt du conducteur dans le caisson, - assemblage des deux substrats en les mettant face à face, - élimination totale ou partielle du premier substrat de manière à libérer la partie magnétique mobile.

Il peut comporter une étape d'aimantation de la pièce à base d'aimant de la partie magnétique 15 mobile et éventuellement de la partie magnétique fixe avant la libération de la partie magnétique mobile.

L'étape de gravure de la couche diélectrique du premier substrat peut permettre de réaliser au moins une ouverture d'accès à au moins un 20 contact électrique d'alimentation du conducteur.

Le procédé peut comprendre une étape de réalisation d'au moins un contact électrique pour l'alimentation du conducteur sur le second substrat après le dépôt du conducteur et avant l'assemblage des 25 deux substrats.

Une étape de dépôt d'un matériau diélectrique en surface du second substrat avant l'assemblage des deux substrats peut être prévue pour protéger le conducteur.

Les substrats peuvent être des substrats semi-conducteurs massifs ou de type SOI.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation 5 donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures lA, 1B montrent des vues de dessus en perspective de deux exemples d'actionneurs 10 selon l'invention; les figures 2A, 2B montrent des vues de dessus en perspective de deux autres exemples d'actionneurs selon l'invention; la figure 3A montre partiellement la partie 15 mobile et la partie fixe d'un actionneur de l'art antérieur alors que les figures 3B, 3C montrent la partie mobile et la partie fixe d'un actionneur selon l'invention respectivement sans contact et en contact l'une avec l'autre; les figures 4A, 4B montrent des exemples de parties mobile et fixe dont les surfaces de contact suivent des V, le nombre de V étant plus grand sur la figure 4B que sur la figure 4A; les figures 5A, 5B montrent des exemples de 25 parties mobile et fixe dont les surfaces de contact sont ondulées; les figures 6A, 6B montrent d'autres exemples d'actionneurs selon l'invention dans lesquels la partie mobile est en forme de plaque, son 30 déplacement étant sensiblement normal au plan de la plaque; la figure 7 montre un exemple d'actionneur magnétique selon l'invention dans lequel la partie magnétique mobile comporte une pièce à base d'aimant allégée en aimant; les figures 8A, 8B montrent encore un exemple d'actionneur magnétique selon l'invention dans lequel le courant nécessaire pour déclencher le déplacement de la partie magnétique mobile est réduit; les figure 9A à 9I montrent un exemple de 10 réalisation des différentes étapes de fabrication des parties magnétiques fixe et mobile d'un actionneur selon l'invention, sur un substrat semi-conducteur massif; les figures 10A à 10I montrent un exemple 15 de réalisation des différentes étapes de fabrication des parties magnétiques fixe et mobile d'un actionneur selon l'invention, sur un substrat semi-conducteur de type SOI; les figures 1lA à llG montrent un exemple 20 de réalisation des différentes étapes de réalisation des moyens de déclenchement du déplacement de la partie magnétique mobile d'un actionneur selon l'invention, sur un substrat semi-conducteur; les figures 12A, 12B montrent un exemple 25 des étapes d'assemblage et de finition des substrats obtenus aux figures 9I et llG; les figures 13A, 13B montrent un exemple des étapes d'assemblage et de finition des substrats obtenus aux figures 10I et llG.

Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.

Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une 5 échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.

EXPOSÉ DÉTAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS De façon générale, dans les exemples de 10 réalisation de l'invention qui vont être décrits maintenant, les surfaces de contact sont représentées symétriques. Mais bien entendu, elles pourraient être dissymétriques et présenter des angles différents.

On peut se référer aux figures lA, 1B qui 15 montrent des exemples d'actionneurs selon l'invention dans le cas particulier d'actionneurs bistables.

Il s'agit ici d'actionneurs magnétiques à lévitation. Mais l'invention peut s'appliquer à d'autres types d'actionneurs notamment aux actionneurs 20 dans lesquels la partie mobile est mécaniquement reliée à la partie fixe comme illustré sur les figures 2A, 2B.

Sur la figure lA, l'actionneur représenté comporte une partie magnétique mobile 2, une partie magnétique fixe 1 présentant au moins deux zones 25 d'attraction 1.1, 1.2 de la partie magnétique mobile 2 et des moyens 3 de déclenchement du déplacement de la partie magnétique mobile 2. Les zones d'attraction 1.1, 1.2 possèdent chacune une surface de contact Sl.1, S1.2 respectivement. La partie magnétique mobile 2 est 30 formée d'un aimant en forme de plaque à section transversale médiane sensiblement rectangulaire.

I

Lorsqu'elle n'est pas collée sur l'une des zones d'attraction 1.1, 1.2 de la partie magnétique fixe 1, la partie magnétique mobile 2 est en lévitation entre les deux zones d'attraction 1.1, 1.2. Le déclenchement 5 du déplacement de l'aimant mobile 2 est initié par une impulsion de courant envoyée dans les moyens 3 de déclenchement du déplacement qui sont représentés dans ces exemples par un conducteur 30 bobiné avec plusieurs spires, placé sous l'ensemble formé par la partie 10 magnétique mobile 2 et la partie magnétique fixe 1.

La partie magnétique mobile 2 comporte également deux surfaces de contact S2.1, S2.2 qui sont opposées. Elles sont destinées à venir se coller chacune sur une des surfaces de contact S1.1, S1.2 de 15 la partie magnétique fixe 1. Au lieu d'être planes comme dans l'art antérieur, au moins une surface de contact S1.1, S1.2 de la partie magnétique fixe 1 et au moins une surface de contact S2.1, S2.2 de la partie magnétique mobile 2 sont non planes et ces surfaces 20 sont conjuguées l'une par rapport à l'autre. Ainsi les surfaces de contact S1. 1, S1.2, S2.1, S2.2 possèdent chacune au moins un relief en creux ou en saillie et la taille de ces surfaces de contact est augmentée par rapport à celle existant dans les configurations avec 25 des surfaces planes. Avec une telle géométrie, les surfaces de contact Sl.1, S1.2, S2.1, S2.2 s'imbriquent l'une dans l'autre deux à deux.

Il est avantageux de configurer les surfaces non planes en zigzag ou avec au moins un V, on 30 augmente alors la force de contact comme on va

l'expliquer ci-dessous lors de la description des

figures 3A, 3B.

Sur la figure lA, les deux zones d'attraction 1.1, 1.2 correspondent chacune à une paire 5 d'aimants 1.la, l.lb et 1.2a, 1.2b disjoints. Chaque aimant d'une paire possède une surface latérale en vis à vis de la partie magnétique mobile 2. Les surfaces de contact Sl.1 ou S1.2 de la partie magnétique fixe 1 sont morcelées, chacune d'entre elles correspond aux 10 surfaces latérales en vis à vis des aimants l.la, l.lb ou 1.2a, 1. 2b d'une paire.

Les surfaces de contact Sl.1, S1.2 sont dotées de contacts électriques résistifs C11, C12, C21, C22 morcelés et placés chacun sur un aimant l.la, 1.lb 15 et 1.2a, 1.2b. La partie magnétique mobile 2 est formée d'un aimant qui présente des contacts électriques Cl, C2 placés sur des faces opposées qui correspondent à ses surfaces de contact S2.1, S2.2. Des contacts capacitifs seraient possibles au lieu des contacts 20 résistifs. Lorsque la partie magnétique mobile 2 est collée sur la surface de contact S1.1 de gauche, le contact Cl de la partie magnétique mobile 2 vient relier électriquement les deux contacts C11, C12 de la zone d'attraction 1.1 et lorsque la partie magnétique 25 mobile 2 est collée sur la surface de contact S1.2 de droite, son contact C2 vient relier électriquement les deux contacts C21, C22 de la zone d'attraction 1.2. Un courant électrique peut circuler entre les deux contacts C11, C12 ou C21, C22.

Sur la figure 1B, les deux zones d'attraction 1.1, 1.2 sont formées chacune d'un bloc d'aimant 1.10, 1.20 conducteur de l'électricité, accolé à une partie diélectrique 1.11, 1.21 respectivement. La partie magnétique mobile 2 vient se coller sur l'une ou l'autre des parties diélectriques 1. 11 ou 1.21. La 5 partie magnétique mobile 2 est formée d'un aimant comme dans l'exemple précédent avec ses contacts électriques Cl, C2. Les surfaces de contact Sl.1, S1.2 de la partie magnétique fixe 2 correspondent aux parties diélectriques 1.11 1.21. Le contact n'est plus ohmique 10 mais capacitif.

Les figures 2A, 2B montrent deux exemples d'actionneurs selon l'invention. Ces actionneurs ne sont pas des actionneurs magnétiques à lévitation. Ils n'ont qu'une seule position stable de contact. Ils 15 comportent une partie fixe 80 et une partie mobile 81.

Ces parties fixe 80 et mobile 81 sont dotées chacune d'une zone de contact 82, 83. La partie mobile 81 est solidaire d'une poutre flexible 84 reliée à la partie fixe 80. Les surfaces de contact des zones de contact 20 82, 83 sont référencées respectivement S82, S83. Les surfaces de contact S82, S83 sont non planes et conjuguées. Ces parties fixe et mobile 80, 81 peuvent être réalisées par exemple à base de matériau semiconducteur ou de matériau isolant.

Des moyens de déclenchement du déplacement de la partie mobile 81 sont prévus. Le déplacement de la partie mobile 81 a pour effet de la rapprocher de la partie fixe 80 pour mettre en contact leurs surfaces de contact S83, S82 ou au contraire de l'éloigner de la 30 partie fixe 80 de manière à séparer leurs surfaces de contact S83, S82. Ce déplacement se fait dans un plan principal de la partie mobile 81. Pendant ce déplacement la poutre 84 se fléchit. Sur la figures 2A, les moyens 85 de déclenchement du déplacement sont des moyens mécaniques, ils peuvent par exemple appliquer 5 une force à la partie mobile 81 ou à la poutre 84. Des moyens mécaniques sont tout à fait conventionnels dans les actionneurs.

Sur la figures 2B, les moyens de déclenchement du déplacement 85 sont des moyens 10 électrostatiques. Ils comportent deux peignes interdigités, l'un 85.1 étant solidaire de la partie fixe 80 et l'autre 85.2 étant solidaire de la partie mobile 81. Les doigts de ces peignes s'attirent ou se repoussent en fonction d'un signal qu'on leur applique. 15 On peut se référer maintenant à la figure 3A qui montre une configuration d'actionneur de l'art antérieur et aux figures 3B et 3C qui montrent comment, dans une configuration de l'invention, on améliore la qualité du contact.

Sur la figure 3A, on a représenté en vue de dessus, de manière partielle, les deux parties mobile 2' et fixe 1' devant venir en contact. Ces parties 2', 1' mobile et fixe sont des parallélépipèdes. Une seule zone d'attraction 1.2' de la partie fixe 1' a été 25 représentée, sa surface de contact est référencée S1.2'. La surface de contact de la partie mobile 2' concernée par les explications est référencée S2.2'.

Ces deux surfaces de contact S2.2', S1.2' sont en vis à vis, elles sont planes et identiques. Ces surfaces de 30 contact S2.2', S1.2' ont une superficie S égale au produit LxH avec L longueur de contact et H épaisseur (dimension normale au plan de la feuille) de contact.

La partie mobile 2' est dotée d'une flèche qui matérialise d'une part la direction du déplacement conduisant au contact entre la partie mobile 2' et la 5 partie fixe 1' et d'autre part la force F de contact entre les parties mobile et fixe.

Sur les figures 3B, 3C, on a représenté également vue de dessus, la partie mobile 2 ayant une surface de contact S2.2 et la partie fixe 1 ayant une 10 surface de contact S1.2 et ces surfaces de contact sont destinées à coopérer. Mais maintenant les surfaces de contact S2.2, S1.2 sont ne sont plus planes, elles présentent chacune au moins un relief et sont conjuguées l'une par rapport à l'autre. Dans l'exemple, 15 elles suivent sensiblement un V d'angle au sommet 2a.

La surface de contact S2.2 de la partie mobile 2 est en saillie et la surface de contact S1.2 de la partie fixe 1 est en creux. L'un des V est en relief (à gauche sur la figure 3B) et l'autre est en creux (à droite sur la 20 figure 3B). L'inverse aurait bien sûr été possible. Par rapport au cas de la figure 3A, on n'a pas modifié l'épaisseur H des deux surfaces de contact S1.2, S1.2 par contre leur longueur efficace ou utile 2L' a été augmentée par rapport à la longueur L du cas précédent. 25 Cette longueur 2L' est donnée, dans le cas de contact symétrique, par: 2L' = L/sin(a) avec a demi-angle au sommet du V. La superficie S' des surfaces de contact S1.2, S2.2 devient S'=LxH/sin(c) et puisque S=LxH alors S'>S. 30 La surface de contact est augmentée par rapport à l'art antérieur. Cette augmentation de la surface de contact améliore la qualité du contact sans pour autant devoir augmenter la section transversale St hachurée sur les figures 3B, 3C et donc la taille, le volume et l'emprise au sol de l'actionneur.

La force de contact globale Fg est donnée, dans le cas du contact symétrique par Fg= 2F'=F/sin(c).

La force de contact Fg a été augmentée par rapport à la force F existant dans le cas de l'art 10 antérieur. Le phénomène est connu sous l'appellation " effet de coin ". Sur ces figures la force de contact globale Fg est seulement matérialisée, elle n'est pas représentée à l'échelle.

En ce qui concerne la pression de contact 15 P' elle est inchangée par rapport à celle P = F/S existant dans la configuration de la figure 3A. Elle est égale au rapport de la force Fg sur la superficie S' . P'=Fg/S'=Fsin(c)/Ssin(cx)=F/S=P En ce qui concerne l'entrefer E' entre les surfaces de contact S2.2, S1.2, c'est à dire la distance la plus courte entre deux points des surfaces de contact S2.2, S1.2 (lorsqu'elles ne sont pas collées), il est réduit par rapport à l'écartement E 25 existant dans la direction du déplacement de la partie mobile 2. La relation qui lie E' et E s'exprime par EÄE'ÄEsin(a) et E'<E On remarque que dans ce cas, l'entrefer E' est mesuré normalement aux surfaces de contact. Ce 30 n'est pas toujours le cas comme on le verra sur la figure 5B. Il est préférable de ne pas trop réduire l'entrefer E' de manière à ne pas réduire l'isolement électrique entre les deux surfaces de contact S1.2, S2.2. Cela conduit à aménager un écartement E (dans le sens du déplacement) plus important que dans les 5 configurations de l'art antérieur. Cela conduit à augmenter l'encombrement global de l'actionneur en longueur. Toutefois, en augmentant le nombre de V et en réduisant leur amplitude k, on atténue de manière très significative ces inconvénients d'encombrement et 10 d'isolement.

Les figures 4A, 4B montrent des exemples de configuration d'actionneurs selon l'invention dont les surfaces de contact S2.2, S1.2 sont dotées d'une pluralité de V de moindre amplitude mais de même angle 15 2a par rapport aux configurations des figures 3B, 3C.

Sur la figure 4A l'amplitude des V est de ka, elle est de kb sur la figure 4B et la relation qui lient ces grandeurs à l'amplitude k du V de la figure 3B est telle que: k>ka>kb Le nombre de V sur la figure 4A est na et sur la figure 4B il vaut nb avec nb>na>1. Il n'y a qu'un seul V sur la figure 3B.

Dans ces deux exemples, on conserve un 25 angle au sommet des V de 2cx et donc un gain identique en surface et en force de contact par rapport à l'exemple de la figure 3B. Sur ces figures 4A, 4B, la largeur L des parties fixe 1 et mobile 2 mesurée transversalement à la direction du déplacement est bien 30 sûr, la même que sur la figure 3B.

Ainsi, plus le nombre de V est grand moins l'encombrement ou l'emprise au sol est grand, ce qui conduit à une miniaturisation plus poussée.

De la même manière, l'augmentation du 5 nombre de V, toutes choses étant égales par ailleurs, a l'avantage de permettre une moindre réduction de l'entrefer E' pour un même écartement E et donc une meilleure isolation électrique entre surfaces de contact S1.2, S2.2 lorsqu'elles sont disjointes.

Par ailleurs cette géométrie présente entre autre l'avantage de diminuer les contraintes d'écartèlement au creux des V. Cet avantage est lié à la résistance des matériaux.

A la limite en multipliant le nombre de V à 15 l'extrême, les surfaces de contact S2.2, S1.2 présentent " un état de surface " de très faible amplitude et l'emprise au sol et l'entrefer tendent vers ceux obtenus avec des surfaces de contact planes comme sur la figure 3A.

Il est préférable, dans le but de réduire l'effet de pointe, que les reliefs des surfaces de contact S1.2, S2.2 soient adoucis. Dans le cas des reliefs en V ou en zigzag, il est possible d'arrondir les saillies et les creux et ainsi de créer au moins 25 une ondulation. Les figures 5A, 5B montrent cette configuration d'une part avec un seul V et d'autre part avec une pluralité de V. Sur ces figures la référence E' n'est pas prise perpendiculairement aux surfaces en vis à vis mais il s'agit quand même de l'entrefer, car 30 l'entrefer représente la distance la plus courte entre deux points des surfaces de contact en regard, lorsqu'elles ne sont pas collées. Les surfaces de contact peuvent suivre une forme sinusoïdale, ellipsoidale, parabolique, hyperbolique, semicirculaire, etc. ou prendre une forme qui est une combinaison de formes précédemment énumérées. La figure lA représentait un actionneur conforme à l'invention dans lequel

le déplacement de la partie mobile était sensiblement horizontal ou de droite à gauche et inversement. En d'autres termes le 10 déplacement se faisait sensiblement selon le plan principal de la partie mobile 2. Les figures 6A, 6B illustrent des cas o le déplacement de la partie mobile 2 d'un actionneur se fait sensiblement selon une verticale ou de bas en haut et inversement. En d'autres 15 termes le déplacement se fait sensiblement selon une normale au plan principal de la partie mobile 2. Les moyens de déclenchement du déplacement de la partie magnétique mobile ne sont pas esquissés pour ne pas surcharger les figures.

Sur les figures 6A, 6B, la partie fixe 1 présente une zone d'attraction 1. 1 qui est morcelée en deux blocs l.la, l.lb. Sa surface de contact est référencée Sl.l. La partie mobile 2 présente une surface de contact S2.1 sur la figure 6A et sur la figure 6B, cette surface de contact est morcelée en deux.

De manière générale, dans ce type d'actionneur la partie fixe 2 présente au moins deux zones d'attraction et donc au moins deux surfaces de 30 contact. La partie mobile 2 présente au moins deux surfaces de contact. Sur les figures une seule surface de contact a été représentée pour d'une part la partie fixe et d'autre part la partie mobile dans un but de simplification. S'il s'agit d'un actionneur magnétique à lévitation, la partie magnétique mobile est en 5 lévitation lorsqu'elle n'est pas collée contre une zone d'attraction de la partie magnétique fixe.

Les surfaces de contact S2.1, S1.1 des parties mobile 2 et fixe 1 sont dotées chacune d'une succession de rainures en V référencées Vi pour la 10 partie fixe et V2 pour la partie mobile. Ces rainures sont sensiblement parallèles. Les rainures Vl et V2 de deux successions s'imbriquent les unes dans les autres lorsque le contact s'établit entre la partie fixe 1 et la partie mobile 2. La direction des rainures peut être 15 quelconque. Entre les figures 6A et 6B les rainures sont orientées à environ 90'à titre d'exemple.

Il est relativement aisé de réaliser ce type de rainures en microtechnologie par gravure par exemple dans un matériau semi-conducteur ou isolant tel 20 un oxyde. On suppose que sur les figures 6A, 6B, les contacts sont résistifs. Les surfaces de contact S1.1, S2.1 sont électriquement conductrices. On suppose que les rainures des parties fixe 1 et mobile 2 sont réalisées dans un matériau semi-conducteur solidaire 25 d'un substrat électriquement conducteur, en aimant par exemple. Pour la partie mobile 2, le substrat est référencé 200 et la succession de rainures V2. Pour la partie fixe 1, le substrat est référencé 100 et les successions de rainures V2 des deux blocs 30 respectivement.

Dans le cas des actionneurs magnétiques à lévitation dans lesquels la partie magnétique mobile est réalisée à base d'aimant, il est possible, dans le but de réduire le temps de commutation de la partie 5 magnétique mobile ainsi que le courant nécessaire à l'actionnement, d'alléger en aimant ladite partie magnétique mobile. La figure 7 montre une telle configuration.

Le temps de commutation d'un actionneur 10 magnétique, pour une force d'actionnement donnée s'appliquant sur la partie magnétique mobile, est proportionnel à la masse de la partie magnétique mobile. Pour que la partie magnétique mobile se déplace entre deux zones d'attraction selon une translation 15 sans être soumise à une déviation latérale, il est préférable que sa dimension dans le sens du déplacement soit grande devant ses deux autres dimensions. C'e.st pourquoi la partie magnétique mobile est généralement une plaque d'aimant rectangulaire dont la longueur est 20 dirigée dans le sens du déplacement. Ces considérations font qu'une telle partie magnétique mobile présente un volume relativement important et donc une masse relativement importante (les densités des aimants sont en général élevées) . Mais en fait, seuls les volumes 25 d'aimant qui sont proches des zones d'attraction de la partie magnétique fixe participent au maintien au repos de la partie magnétique mobile collée contre une des zones d'attraction de la partie magnétique fixe et à la lévitation.

Sur la figure 7, la partie magnétique 1 fixe comporte deux blocs magnétiques 1.1, 1.2. Ces derniers possèdent chacun une surface de contact S1.1, S1.2 et ces surfaces de contact se situent face à la partie magnétique mobile 2. Ces surfaces de contact S1.1, S1.2 ne sont pas planes comme il a été décrit 5 précédemment. Elles sont agencées en une succession de V conjugués de ceux des surfaces de contact S2.1, S1.2 de la partie magnétique mobile 2.

La partie magnétique mobile 2 comporte une pièce 20 à base d'aimant, allégée en aimant, cette 10 pièce ayant un volume hors tout, et une masse qui est inférieure à celle qu'elle aurait si son volume hors tout était totalement occupé par l'aimant. Cette pièce 20 a une section sensiblement rectangulaire dans le sens du déplacement. Cette pièce 20 possède à ses deux 15 extrémités qui font face à la partie magnétique fixe 1, des surfaces de contact S2.1, S2.2 qui ne sont pas planes comme il a été décrit précédemment. Ces surfaces de contact S2.1, S2.2 suivent des V conjugués de ceux des surfaces S1.1, S1.2 de la partie magnétique fixe 1. 20 La pièce allégée en aimant 20 peut être formée d'un ou plusieurs aimants 23 munis d'un ou plusieurs évidements 24. Les aimants 23 peuvent être réalisé par exemple, en ferrite, à base de samariumcobalt, à base de néodyme-fer-bore, à base de platine25 cobalt, à base de fer-platine.

Un évidement 24 peut être un trou traversant. Il peut être empli d'un matériau solide ayant une densité moindre, inférieure à celle de l'aimant. On peut choisir le matériau solide de moindre 30 densité parmi un matériau semi-conducteur, un matériau diélectrique, un matériau plastique, un matériau magnétique doux tel que le fer, le nickel, des alliages fernickel, fer-cobalt, fer-silicium, etc. Dans une variante, l'évidement 24 peut être vide de matériau solide. Les évidements 24 sont de 5 préférence concentrés dans la partie centrale de la pièce à base d'aimant 20 et épargnent ses bords qui sont face à la partie magnétique fixe 1. Ce qui importe, c'est que la pièce 20 allégée en aimant ait une masse inférieure à celle qu'elle aurait si son volume hors tout était en aimant massif. Avec ce principe, il est possible de gagner jusqu'à environ 90% sur la masse de la partie magnétique mobile et donc de diviser le temps de commutation par environ 10 par rapport à une configuration conventionnelle avec partie 15 magnétique mobile faite d'un aimant massif.

Dans cet exemple, les moyens 3 de déclenchement du déplacement de la partie magnétique mobile 2 sont représentés par un conducteur agencé en méandre placé sous la partie magnétique mobile 2. Ils 20 seront décrit plus en détails par la suite.

Dans l'exemple de la figure 7, la pièce 20 allégée en aimant est en forme de grille et est formée d'une succession de barreaux d'aimant 23 séparés par des évidements 24, les barreaux 23 étant reliés entre 25 eux à leurs deux extrémités.

D'autres configurations sont tout à fait envisageables.

Dans le but de réduire la consommation de courant lors de l'actionnement, il est possible de 30 d'agencer la partie magnétique mobile 2 et les moyens 3 de déclenchement de son déplacement de la manière illustrée sur les figures 8A, 8B. L'agencement de la figure 7 permet également de réduire la consommation de courant dans les moyens de déclenchement du déplacement.

On se réfère aux figures 8A et 8B qui montrent un exemple pour la partie magnétique mobile 2, la partie magnétique fixe 1 et les moyens 3 de déclenchement du déplacement de la partie magnétique mobile 2 d'un actionneur magnétique à lévitation selon 10 l'invention. Ce déplacement se fait dans un plan x, y, le long de l'axe x.

Dans cet exemple, la partie magnétique fixe 1 comporte deux zones d'attraction 11, 12 formées chacune d'une pièce magnétique. Ces zones d'attraction 15 11, 12 présentent chacune surface de contact S1.1, S1.2. Chacune des surfaces d'attraction Sl.1, S1.2 est dotée d'un contact électrique C10, C20 respectivement.

Le champ magnétique dans ces pièces magnétiques est le même et il est de sens opposé à celui des aimants 201 20 les plus extrêmes de la partie magnétique mobile 20. La structure de la partie magnétique mobile 20 est décrite plus loin.

Ces zones d'attraction 11, 12 peuvent être réalisées en un matériau choisi dans le groupe des 25 matériaux magnétiques durs, des matériaux magnétiques doux, des matériaux à hystérésis, ces matériaux étant pris seuls ou en combinaison. Les matériaux cités pourraient être pris en combinaison avec des matériaux supraconducteurs, des matériaux diamagnétiques.

Les matériaux magnétiques doux tels que le fer, le nickel, des alliages fer-nickel, fer-cobalt, fer-silicium, s'aimantent en fonction d'un champ inducteur auquel ils sont soumis. Les matériaux magnétiques durs correspondent aux aimants tels que les aimants en ferrite, les aimants au samarium-cobalt, les 5 aimants néodyme-fer-bore, les aimants platinecobalt.

Leur aimantation dépend peu du champ magnétique extérieur. Les matériaux à hystérésis, par exemple de type aluminium-nickel-cobalt (AlNiCo), ont des propriétés qui se situent entre celles des matériaux 10 magnétiques doux et celles des matériaux magnétiques durs. Ils sont sensibles au champ magnétique dans lequel ils se trouvent. Quant aux matériaux diamagnétiques tels que le bismuth ou le graphite pyrolitique, leur aimantation est colinéaire au champ 15 magnétique inducteur mais de sens opposé. Les matériaux supra-conducteurs pourraient être des alliages nobiumtitane (NbTi), yttrium-barium-cuivre-oxygène (YBaCuO) par exemple. Il peut être préférable de réaliser les pièces magnétiques de la partie magnétique fixe 1 en 20 matériau magnétique doux plutôt qu'en aimant (matériau magnétique dur) car il n'est pas aisé lors d'une fabrication avec les techniques de la microélectronique d'aimanter en sens inverses les aimants extrêmes de la partie magnétique mobile et ceux de la partie 25 magnétique fixe.

Sur la figure 8A, la partie magnétique mobile 2 est représentée collée contre la surface de contact S1.1 de la partie magnétique fixe 1. Sur la figure 8B, elle est représentée en lévitation entre les 30 deux surfaces de contact S1.1, S1.2. On suppose qu'elle est en train de se déplacer selon la flèche pour venir se coller contre la surface de contact S1.2 de la partie magnétique fixe 1.

La partie magnétique mobile 2 comporte une pièce 20 à base d'aimant, formée dans le sens du 5 déplacement, d'une succession alternée d'aimants 201 et d'une ou plusieurs portions 202 dans lesquelles un champ magnétique s'établit, dans un aimant 201 et une portion 202 successifs, le champ magnétique étant alterné.

La pièce à base d'aimant 20 comporte deux surfaces de contact S2.1, S2.2 devant venir en contact avec les surfaces de contact S1.1, S1.2 de la partie magnétique fixe 1. Ces deux surfaces de contact S2.1, S2.2 sont dotées de contacts électriques Cl, C2 15 respectivement.

Dans cet exemple illustré aux figures 8, les portions 202 sont d'autres aimants possédant tous une direction d'aimantation opposée à celle des premiers aimants 201. La succession alternée forme une 20 alternance. Les aimants 201, 202 sont des barreaux d'aimants accolés fixés les uns aux autres. Ils sont orientés sensiblement selon l'axe y normalement à la direction du déplacement. Le champ magnétique est donc multipolaire et alterné au niveau de la partie 25 magnétique mobile 2.

Les aimants peuvent par exemple être des aimants en ferrite, des aimants au samarium-cobalt, des aimants néodyme-fer-bore, des aimants platinecobalt.

Les moyens 3 de déclenchement du 30 déplacement comportent, dans le sens du déplacement, un conducteur 31 configuré en une succession de tronçons 31.1, 31.2 dans lesquels un courant est susceptible de circuler. Le conducteur 31 se termine à ses extrémités par une piste conductrice 31.3 et un plot de contact 31.4. Le conducteur 31 est agencé en 5 méandre. La partie magnétique mobile 2 et le conducteur 31 sont superposés. Le courant circule dans des sens opposés dans deux tronçons 31.1, 31.2 consécutifs. Dans un tronçon 31.1 le courant circule dans un sens correspondant à un chemin aller et dans un tronçon 31.2 10 voisin le courant circule en sens inverse correspondant à un chemin retour pour le courant. Les différents tronçons 31.1, 31.2 de conducteur sont orientés comme les barreaux d'aimants 201, 202 selon l'axe y. Chaque aimant 201 se trouve en vis à vis d'un tronçon 31.1 de 15 conducteur lorsque la partie magnétique mobile 2 est collée à la zone d'attraction 11 ou en vis à vis d'un tronçon 31.2 lorsque la partie magnétique mobile 2 est collée à la zone d'attraction 12. Il coopère avec ce tronçon de conducteur 31.1 ou 31.2 selon la position. 20 Il en est de même pour chacun des aimants 202 qui se trouve en vis à vis d'un tronçon 31.2 lorsque la partie magnétique mobile 2 est collée à la zone d'attraction 11 et en vis à vis d'un tronçon 31.1 lorsque la partie magnétique mobile 2 est collée à la zone d'attraction 25 12. On définit ainsi dans chacune des positions stables une succession de couples aimants-tronçons de conducteur. Il existe plus de tronçons que d'aimants pour conserver ces couples aimants-tronçons quelle que soit la position de la partie magnétique mobile collée 30 contre une zone d'attraction.

La géométrie des méandres n'est pas limitée à la géométrie simple en grecque comme sur la figure 7.

On peut envisager une géométrie plus complexe telle qu'un méandre spiralé s'étendant dans un ou plusieurs plans superposés.

Lorsqu'une impulsion de courant est injectée dans le conducteur 31, que la partie magnétique mobile 2 soit collée contre l'une 11 des zones d'attraction ou contre l'autre zone d'attraction 10 12, le champ magnétique d'un aimant 201, 202 se combine avec le courant dans le tronçon de conducteur avec lequel il coopère pour créer une force élémentaire de déplacement de la partie magnétique mobile 2. Les couples aimants-tronçons génèrent tous une force 15 élémentaire dans le même sens. Toutes ces forces élémentaires s'ajoutent pour former la force qui s'applique sur la partie magnétique mobile pour la décoller d'une zone d'attraction 11. Ensuite lors de son déplacement la partie magnétique mobile est guidée 20 magnétiquement grâce à la coopération magnétique entre la partie magnétique fixe et la partie magnétique mobile et elle vient se coller contre l'autre zone d'attraction 12. Pour la décoller de la zone d'attraction 12, on procède de même.

Par rapport à l'exemple des figures lA, 1B, avec un courant de même intensité circulant dans le conducteur, on peut obtenir une force d'arrachement plus grande si le conducteur 31 est configuré avec plusieurs méandres, c'est à dire plusieurs ensembles 30 (dans l'exemple cinq) formés chacun d'un tronçon aller 31.1 et d'un tronçon retour 31.2. Si l'on souhaite obtenir une force donnée, le courant sera sensiblement inversement proportionnel au nombre de méandres.

Une configuration optimale au point de vue champ magnétique est que tous les aimants de la 5 succession alternée aient sensiblement la même section (dans le plan x, z) et que la hauteur HI d'un aimant (dimension selon z) soit sensiblement égale à sa largeur ll dimension selon x. Cette dimension ll est ensuite appelée pas de la succession alternée.

Si le pas de la succession alternée est sensiblement égal au déplacement, une impulsion de courant unidirectionnelle injectée dans le conducteur 31 permet de déclencher le déplacement dans un sens ou dans l'autre quelle que soit la position de départ. On 15 peut alors simplifier considérablement la commande de courant. L'impulsion de courant doit être arrêtée avant que la partie magnétique mobile 2 atteigne en lévitation une position médiane entre les zones d'attraction 11, 12 de la partie magnétique fixe 1. 20 Dans les actionneurs tels que ceux des figures lA, 1B avec un conducteur en boucle, il faut disposer d'un générateur d'impulsions bidirectionnelles pour réaliser la commande en courant, une impulsion dans un sens déclenche le déplacement dans un sens et une impulsion 25 dans l'autre sens déclenche le déplacement dans l'autre sens.

Il peut être difficile de réaliser la partie magnétique mobile ayant une telle configuration avec une succession alternée d'aimants 201, 202 parce 30 qu'on a du mal à les fabriquer par des procédés de microtechnologie. Au lieu que les portions 202 soient d'autres aimants, il est possible que ce soient des parties en matériau magnétique doux, en matériau amagnétique qu'il soit diélectrique ou conducteur de l'électricité ou même que ce soient des espaces vides 5 de matériau solide comme sur la figure 7. Elles pourraient comporter des trous traversants.

On va maintenant s'intéresser à un exemple de procédé de réalisation en microtechnologie d'un actionneur magnétique à lévitation selon l'invention 10 comparable à celui représenté sur la figure 7 à l'exception du fait que la partie magnétique mobile est un aimant massif. Une pièce à base d'aimant pourrait être réalisée à la place de l'aimant massif. Elle pourrait aisément comporter au moins un évidement 15 traversant ou non. Dans cet exemple, on suppose que le contact entre la partie magnétique fixe et la partie magnétique mobile est résistif.

Plusieurs actionneurs sont réalisables en même temps mais sur les figures on en a représenté 20 qu'un.

Sur les figures 13A, 13B l'actionneur se trouve encastré totalement dans un substrat réalisé en deux parties assemblées. Sur les figures 12A, 12B, seuls les moyens de déclenchement sont encastrés dans 25 le substrat également réalisé en deux parties assemblées, les parties magnétiques mobile et fixe sont placées sur le substrat. Sur les figures 12A, 12B, les deux parties sont des substrats semi-conducteurs classiques massifs tandis que sur les figures 13A, 13B, 30 l'une d'entre elle est un substrat classique massif tandis que l'autre est un substrat SOI (sigle de silicon on insulator, pour silicium sur isolant) . Un tel substrat en silicium possède une couche de matériau isolant 93.1, de l'oxyde de silicium, enfouie au sein du silicium. Un de ses avantages est que lorsqu'on fait 5 une opération de gravure, la couche de matériau isolant peut servir de couche d'arrêt.

Sur un premier substrat soit classique massif 91 en matériau semiconducteur, soit de type SOI 93 on va réaliser les microaimants (figures 9A à 9I et 10 9A à 9I) . Sur un second substrat 92 massif en matériau semi-conducteur ou de type SOI, on va réaliser les moyens de déclenchement du déplacement prenant la forme d'un ou plusieurs conducteurs pouvant être agencés en bobinage (figures 1lA à 11G). Sur ces figures lA à llG 15 on a représenté un substrat massif. Toutefois sur la figure 1lB, on a schématisé par des pointillés la position de que prendrait la couche de matériau isolant d'un substrat SOI.

On part du premier substrat 91, 93. On 20 délimite la géométrie de la partie magnétique fixe et de la partie magnétique mobile par photolithographie.

On suppose qu'elles sont formées d'aimants qui seront référencés 1.1, 1.2 pour la partie magnétique fixe et 2.0 pour la partie magnétique mobile. On utilise pour 25 cela une résine 50.1 et un masque (non représenté) . Le motif du masque correspond au contour des aimants. On prévoit donc que les aimants auront des faces correspondant aux surfaces de contact de la partie magnétique fixe et mobile devant se coller l'une à 30 l'autre. Au moins une surface de contact de la partie magnétique fixe et une surface de contact de la partie magnétique mobile sont non planes et conjuguées l'une par rapport à l'autre, (figures 9A, 10A).

On grave dans le premier substrat 91, 93 des caissons 51 pour les aimants. La gravure peut être 5 une gravure sèche. Dans le substrat SOI 93, la gravure s'arrête sur la couche d'oxyde 93.1. On ôte la résine 50.1. Les parois des caissons situées au niveau des surfaces de contact possèdent la surface non plane avec au moins un relief (figures 9Ba et 9Bb, 1OBa et 1OBb).

On dépose une sous-couche d'accrochage conductrice 52 sur le substrat 91, 93. En fait cette variante ne se trouve que sur les figures 1OBa, 1OBb.

Sur les figures 9Ba, 9Bb, il y a deux souscouches d'accrochage 52.1, 52.2, la seconde 52.2 étant 15 insérée entre la première 52.1 et le substrat 91. Elle permet une bonne adhésion au substrat 91 de la première sous- couche 52.1. Elle permet aussi une protection de l'aimant mobile 2.0, réalisé ultérieurement, contre la corrosion. La première sous-couche peut être en or et 20 la seconde en titane. Ces deux sous-couches pourraient être employées dans l'exemple des figures 1OBa, 1OBb.

On définit la zone de dépôt des aimants par photolithographie. La couche de résine employée porte la référence 50.2. On dépose les aimants 1.1, 1. 2, 2.0 25 par voie électrolytique. Le matériau employé peut être du cobalt-platine (figures 9C, 10C).

Après une étape de retrait de la résine 50.2, on effectue une étape de planarisation des aimants 1.1, 1.2, 2.0 puis une étape de retrait de la 30 sous-couche 52 en surface (figures 10D) ou des deux sous-couches 52.1, 52.2 (figure 9D).

On dépose ensuite une couche conductrice 53 en surface destinée à réaliser des contacts électriques sur les aimants 1.1, 1.2, 2.0. On définit la géométrie des contacts par photolithographie. La résine porte la 5 référence 50.3 (figures 9E, 10E). Puisque tous les aimants sont réalisés en même temps, l'aimant mobile 2.0 porte aussi une couche conductrice sur sa face supérieure, elle a un rôle de protection contre la corrosion.

L'étape suivante est une étape de gravure de la couche conductrice 53 pour délimiter les contacts C1.1, C1.2, C2.0. On ôte ensuite la résine 50. 3. On dépose en surface une couche isolante 54, en SiO2 par exemple puis on effectue une étape de planarisation 15 (figures 9F, 10F).

On va ensuite définir au moins une ouverture 46 pour rendre accessible des contacts d'alimentation du ou des conducteurs à réaliser sur le second substrat, ainsi que la géométrie de l'espace 20 libre 58 entourant la partie magnétique mobile 2.0 de manière à permettre son déplacement. Cette étape est une étape de photolithographie et la résine employée porte la référence 50.4 (figures 9G, 10G).

On vient ensuite graver la couche d'isolant 25 54 là o il n'y a pas de résine 50.4. On ôte la résine 50.4 (figures 9H, 10H) . L'aimant mobile 2.0 est alors mis à nu ainsi que son entourage jusqu'aux aimants fixes 1.1, 1.2.

On effectue ensuite une gravure sèche du 30 substrat 91, 93 au niveau de l'espace 58 autour de la partie magnétique mobile 2.0 et au niveau des ouvertures 46, cette gravure s'arrête sur la couche d'isolant dans le cas du substrat SOI 93 (figures 9I, loI).

On suppose que les moyens de déclenchement 5 du déplacement sont similaires à ceux de la figure lA avec un seul conducteur 30 dont les extrémités seront référencées 32.

Sur le second substrat 92, on définit la géométrie du conducteur et de ses extrémités devant 10 porter des contacts d'alimentation par photolithographie. La résine employée porte la référence 50.5 (figures liA).

On effectue une gravure d'un caisson 55 devant accueillir le conducteur. Dans un substrat SOI 15 la gravure du caisson 55 s'arrête sur la couche isolante. La profondeur du caisson 55 correspond à l'épaisseur du conducteur. Après le retrait de la résine 50.5, on dépose en surface une sous-couche conductrice 56 d'accrochage (figure 11B). Elle peut 20 être réalisée en cuivre par exemple. On peut aussi introduire une seconde souscouche comme décrit à la figure liB. Elle peut être réalisée en titane par

exemple.

On définit par photolithographie la zone de 25 dépôt du conducteur. La résine employée porte la référence 50.6. On dépose par voie électrolytique le conducteur 30, ses extrémités référencées 32 sont bien visibles (figures 11C). Le dépôt peut être du cuivre.

On ôte la résine 50.6, on planarise le 30 dépôt conducteur. On grave la sous-couche conductrice 56 en surface pour la retirer (figure 1lD).

On dépose ensuite en surface une couche conductrice 57 destinée réaliser des contacts d'alimentation 33 du conducteur 30, ces contacts 33 recouvrant les extrémités 32 du conducteur 30. On 5 définit la géométrie des contacts 33 par photolithographie, la résine employée pour cela portant la référence 50.7 (figure liE).

On grave ensuite la couche conductrice 57 de manière à la retirer partout o elle n'est pas 10 protégée par la résine 50.7. Après retrait de la résine 50.7, on dépose en surface une couche isolante 59. Elle peut être réalisée en oxyde de silicium SiO2. Elle va isoler le conducteur 30 des aimants 1.1, 2.0, 1.2 lors de l'assemblage du premier substrat 91, 93 et du second 15 substrat 92 (figure 11F).

On réalise une planaristion en surface et on met à nu les contacts 33 (figure 1lG).

On va ensuite assembler par collage, en les mettant face à face, le substrat de la figure 9I au 20 substrat de la figure 11G (figure 12A) ou le substrat de la figure 10I au substrat de la figure 12G (figure 13A).

Il faut s'assurer maintenant que les aimants 1.1, 2.0, 1.2 sont aimantés convenablement car 25 sinon, lors de la libération de l'aimant mobile 2.0, il ne serait pas attiré par les aimants fixes 1.1, 1.2 qui eux restent bien solidaires du substrat par la souscouche d'accrochage.

On va éliminer totalement ou partiellement 30 le premier substrat 91, 93. Il peut s'agir d'un amincissement mécanique et/ou d'une attaque chimique.

Sur la figure 12B, le substrat 91 a été complètement ôté tandis que sur la figure 13B, l'élimination s'est arrêtée sur la couche d'oxyde 93.1 et le silicium du substrat 93 qui se trouve en dessous reste en place. On 5 termine par le retrait de la couche d'oxyde 93-1. Les aimants 1.1, 1.2, 2. 0 sont alors encastrés dans le substrat formé des deux parties assemblées 92 et 93 alors que sur la figure 12B ils sont en surface du substrat 92.

Bien entendu, le procédé de l'invention peut comporter de nombreuses variantes de réalisation.

Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents 15 changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention notamment en ce qui concerne la forme et la structure des parties mobile et fixe et des moyens de déclenchement du déplacement de la partie mobile. Les différentes possibilités 20 (variantes) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres.

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Actionneur comportant une partie fixe 5 (1.1, 1.2) et une partie mobile (2), ces parties étant dotées chacune d'au moins une surface de contact (S2.2, S1.2), et des moyens (3) de déclenchement du déplacement de la partie mobile (2) de manière à ce que la surface de contact (S2.2) de la partie mobile (2) 10 vienne en contact électrique avec la surface de contact (S1.2) de la partie fixe (1.2), caractérisé en ce que la surface de contact (S1.2) de la partie fixe (1.2) et la surface de contact (S2.2) de la partie mobile (2) sont non planes et sont conjuguées l'une par rapport à 15 l'autre.

2. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de contact (S1.2, S2.2) sont en zigzag.

3. Actionneur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces de contact (Sl.2, S2.2) forment au moins sensiblement un V.

4. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de contact (S1.2, S2.2) ont une forme ondulée telle qu'une forme sinusoïdale, ellipsoidale, parabolique, hyperbolique, 30 semi-circulaire, ou une forme qui est une combinaison de formes citées précédemment.

5. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les surfaces de contact (S1.2, S2.2) forment un contact résistif.

6. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les surfaces de contact (S1.2, S2.2) forment un contact 10 capacitif.

7. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la partie mobile (2) est sensiblement en forme de plaque, caractérisé en ce 15 que la surface de contact (S2.2) est dirigée sensiblement dans le plan de la plaque.

8. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la partie mobile est 20 sensiblement en forme de plaque, caractérisé en ce que la surface de contact (S2.1) est dirigée sensiblement normalement au plan de la plaque.

9. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les parties fixe et mobile (2) sont magnétiques, la partie magnétique mobile étant en lévitation lorsqu'elle n'est pas en contact avec la partie magnétique fixe (1.1, 1.2).

10. Actionneur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie magnétique mobile (2) est formée d'une pièce (20) à base d'aimant, allégée en aimant, cette pièce ayant un volume hors tout, et une 5 masse qui est inférieure à celle qu'elle aurait si son volume hors tout était totalement occupé par l'aimant.

11. Actionneur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pièce (20) allégée en aimant 10 comporte un ou plusieurs aimants (23) et au moins un évidement (24).

12. Actionneur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'évidement (24) est un trou traversant.

13. Actionneur selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'évidement (24) est empli en totalité ou en partie 20 d'un matériau solide ayant une densité moindre, inférieure à celle de l'aimant.

14. Actionneur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau solide de moindre 25 densité est choisi parmi un matériau semiconducteur, un matériau plastique, un matériau magnétique doux, un matériau diélectrique.

15. Actionneur selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'évidement (24) est vide de matériau solide.

16. Actionneur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la partie magnétique mobile (2) comporte, dans le sens du déplacement, une succession 5 alternée d'aimants (201) et d'une ou plusieurs portions (202) dans lesquelles un champ magnétique s'établit, le champ magnétique étant alterné dans un aimant et une portion successifs, les moyens (3) de déclenchement du déplacement comportant, dans le sens du déplacement, un 10 conducteur (31) avec une succession de tronçons (31.1, 31.2), dans lequel un courant est susceptible de circuler, le courant étant de sens opposés dans deux tronçons successifs (31.1, 31.2), un aimant (201) et une portion (202) successifs coopérant avec deux 15 tronçons successifs (31.1, 31.2) lors du déclenchement du déplacement.

17. Actionneur selon la revendication 16, caractérisé en ce que les portions (202) sont réalisées 20 dans un matériau amagnétique, isolant, conducteur ou semi-conducteur.

18. Actionneur selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que les 25 portions (202) sont vides de matériau solide ou comportent des trous traversants.

19. Actionneur selon la revendications 16,

caractérisé en ce que les portions (202) sont en 30 matériau magnétique.

20. Actionneur selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que la partie magnétique mobile (20) comporte des aimants (201, 202) en forme de barreaux orientés sensiblement normalement au sens du déplacement.

21. Actionneur selon l'une des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que la succession alternée comporte un aimant (201) à chaque 10 extrémité.

22. Actionneur selon l'une des

revendications 16 à 21, caractérisé en ce que le

conducteur (31) est agencé en méandre. 15

23. Procédé de réalisation d'un actionneur magnétique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - sur un premier substrat (91, 93) 20 réalisation de caissons (51) aptes à recevoir une partie magnétique fixe (1) et une partie magnétique mobile (2) avec une pièce (2.0) à base d'aimant, cette partie magnétique mobile (2) comportant au moins deux surfaces de contact (S2.1, S2.2) destinées à venir en 25 contact électrique chacune avec une surface de contact (S1.1, S1.2) de la partie magnétique fixe (1), au moins une surface de contact (Sl.1, S1.2) de la partie magnétique fixe (1) et une surface de contact (S2.1, S2.2) de la partie magnétique mobile (2) devant venir 30 en contact mutuel étant non planes et conjuguées l'une par rapport à l'autre, - dépôt dans les caissons (51) de la partie magnétique fixe (1) et de la partie magnétique mobile (2) avec la pièce à base d'aimant (2.0), - dépôt d'une couche diélectrique (54) et 5 gravure de cette dernière pour mettre à nu la partie magnétique mobile (2) et son entourage jusqu'à la partie magnétique fixe (1), - sur un second substrat (92) réalisation d'au moins un caisson (55) apte à recevoir un 10 conducteur (30) destiné à déclencher un déplacement de la partie magnétique mobile (2), - dépôt du conducteur (30) dans le caisson (55), assemblage des deux substrats (91 ou 93, 15 92) en les mettant face à face, - élimination totale ou partielle du premier substrat (91, 93) de manière à libérer la partie magnétique mobile (2).

24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'aimantation de la pièce à base d'aimant (2.0) de la partie magnétique mobile (2) et éventuellement de la partie magnétique fixe (1) avant la libération de la 25 partie magnétique mobile(2).

25. Procédé selon l'une des revendications

23 ou 24, caractérisé en ce que l'étape de gravure de la couche diélectrique (54) du premier substrat (91, 30 93) vise également à réaliser au moins une ouverture (46) d'accès à au moins un contact électrique d'alimentation du conducteur (30).

26. Procédé selon l'une des revendications 5 23 à 25, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réalisation d'au moins un contact électrique (33) pour l'alimentation du conducteur (30) sur le second substrat après le dépôt du conducteur et avant l'assemblage des deux substrats (91 ou 93, 92).

27. Procédé selon l'une des revendications

23 à 26, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de dépôt d'un matériau diélectrique (59) en surface du second substrat (92) avant l'assemblage des deux 15 substrats (91 ou 93, 92) pour protéger le conducteur (30).

28. Procédé selon l'une des revendications

23 à 27, caractérisé en ce que les substrats sont des 20 substrats semiconducteurs massifs ou de type SOI (93).