FR2927466A1 - Actionneur bistable a commande electrostatique et consommation electrique faible - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un actionneur bistable comportant :une partie mobile (2) en matériau conducteur de l'électricité définissant deux bras (3d, 3g) solidaires l'un de l'autre, la partie mobile (2) étant ancrée sur un support (100) via un point d'appui (1), le support s'étendant dans un plandes moyens électrostatiques de commande (5) pour mettre, lorsqu'ils sont opérants, l'actionneur dans une position stable en attirant un bras (3d, 3g) vers le support (100) et en éloignant l'autre (3g, 3d). La partie mobile (2) est réalisée à base de matériau magnétique. L'actionneur comporte de plus des moyens magnétiques de maintien (6) de l'actionneur en position stable alors que les moyens électrostatiques de commande (5) sont inopérants, ces moyens magnétiques de maintien (6) générant un champ magnétique permanent, statique et sensiblement perpendiculaire au plan du support.

Description

ACTIONNEUR BISTABLE A COMMANDE ELECTROSTATIQUE ET CONSOMMATION ELECTRIQUE FAIBLE

DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un actionneur bistable à commande électrostatique et consommation électrique faible. Ce type d'actionneur peut être utilisé notamment comme interrupteur de 10 courant dans l'automobile, dans les télécommunications notamment en téléphonie mobile ou dans le domaine spatial ou même dans des applications domestiques. Ce type d'actionneur bistable est particulièrement adapté pour être réalisé en technologie MEMS (abréviation de 15 Micro-Electro-Mechanical Systems, c'est-à-dire systèmes microélectromécaniques).

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Des actionneurs connus réalisés en 20 technologie MEMS présentent une pièce en couche mince mobile par déformation. De tels actionneurs sont décrits notamment dans les documents de brevets suivants : US-B1- 6 750 745, US-B1-6 469 603, US-A1-2003/0173957 ; US-A1-2005/0083156. Ils fonctionnent en 25 interrupteur et servent généralement à fermer ou ouvrir des contacts électriques d'un circuit électrique. Cette pièce, réalisée en matériau magnétique, est ancrée sur un support et comporte au moins un bras apte à se déformer et donc à se déplacer sous l'effet d'un champ 30 magnétique de commande obtenu par déplacement d'un aimant permanent ou par circulation d'un courant électrique dans un enroulement conducteur placé dans son voisinage. Un inconvénient de la configuration dans laquelle le champ magnétique de commande est obtenu par déplacement d'un aimant, est que l'actionnement mécanique d'un objet macroscopique, en l'occurrence l'aimant, peut entraîner des phénomènes d'usure. Par ailleurs, il n'est pas possible d'avoir une commande électrique directe de l'interrupteur.

Un inconvénient de la configuration dans laquelle le champ magnétique de commande est obtenu par circulation d'un courant électrique dans un enroulement est qu'une énergie importante est consommée pour obtenir le champ magnétique de commande. Un autre inconvénient est que la fabrication n'est pas aisée pour créer le champ magnétique de commande à proximité de la pièce mobile en matériau magnétique. La demande de brevet US-A1-2002/0140533 décrit plusieurs types d'actionneurs. Un premier type possède des moyens de commande électrostatiques avec des électrodes fixes en regard de la pièce mobile électriquement conductrice. Un inconvénient est que l'application d'une tension électrique permanente est nécessaire pour maintenir l'actionneur dans une position stable de travail, dans laquelle une extrémité libre du bras vient en contact électrique avec deux bornes de contacts d'un circuit électrique de manière à fermer le circuit électrique. Cela peut conduire à la dégradation de l'isolement entre électrodes.

Un autre type d'actionneur utilise l'interaction entre une ou plusieurs bobines électromagnétiques et des aimants ou des pièces magnétiques. Ce type d'actionneur nécessite également la consommation d'un courant électrique permanent pour maintenir l'actionneur dans une position stable de travail. Enfin dans le brevet US-B1-5 945 898, il est décrit un actionneur comportant un bras mobile à base de matériau magnétique, des moyens pour appliquer un champ magnétique de commande de manière à déplacer le bras pour le mettre ou non dans une position de travail et des moyens électrostatiques de maintien pour empêcher le bras de changer d'orientation en présence du champ magnétique. Un inconvénient de cette structure est qu'il y a consommation d'énergie pour maintenir le bras dans la position de travail. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a justement comme but de proposer un actionneur bistable qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci dessus. Plus particulièrement, l'actionneur bistable selon l'invention ne nécessite pas de consommation d'énergie lorsque l'actionneur est dans une de ses positions stables. De l'énergie électrique n'est nécessaire que lors du passage d'une position stable à une autre. En dehors des périodes d'actionnement, l'actionneur bistable ne consomme pas d'énergie électrique. Un autre but de l'invention est de réaliser un actionneur bistable à actionnement électrostatique par les techniques de la microélectronique, ce qui permet de réduire son coût et d'obtenir une bonne reproductibilité de fabrication. Plus particulièrement la présente invention concerne un actionneur bistable comportant : une partie mobile en matériau conducteur de l'électricité, définissant deux bras solidaires l'un de l'autre, la partie mobile étant ancrée sur un support via un point d'appui, le support s'étendant dans un plan, des moyens électrostatiques de commande pour mettre, lorsqu'ils sont opérants, l'actionneur dans une position stable en attirant un bras vers le support et en éloignant l'autre. Selon l'invention, la partie mobile est réalisée à base de matériau magnétique. De plus, l'actionneur comporte des moyens magnétiques de maintien de l'actionneur, en position stable, ces moyens magnétiques de maintien générant un champ magnétique permanent, statique et sensiblement perpendiculaire au plan du support.

Les moyens électrostatiques de commande peuvent comporter une électrode fixe de commande par bras, située sur le support face au bras et une électrode reliée électriquement à la partie mobile via le point d'appui, ces électrodes devant être reliées à une source d'alimentation électrique lorsque les moyens électrostatiques sont opérants. Les moyens magnétiques de maintien peuvent comporter un aimant permanent situé au voisinage de la partie mobile.

Il est préférable que le point d'appui se trouve sensiblement dans une zone centrale de la partie mobile pour conserver une certaine symétrie. La partie mobile est de préférence de type 5 membrane. Il est possible que la partie mobile et le point d'appui soient réalisés dans un alliage fer/nickel. Lorsque l'actionneur bistable a une 10 fonction d'interrupteur, au moins un des bras de la partie mobile comporte à une extrémité, côté support, au moins un plot de contact électrique, deux lignes de conduction disjointes étant disposées sur le support de manière que chaque plot de contact électrique vienne en 15 contact électrique avec au moins une ligne de conduction lorsque l'actionneur est en position stable et que ledit bras a été attiré vers le support par les moyens électrostatiques de commande. Lorsque le bras est équipé de deux plots de 20 contact électrique, ils sont disjoints, l'un se trouvant face à l'une des lignes de conduction et l'autre face à l'autre ligne de conduction. La présente invention concerne également un procédé de réalisation d'un actionneur bistable à 25 commande électrostatique comportant les étapes suivantes . sur un substrat ayant une surface en matériau diélectrique et s'étendant dans un plan, formation de moyens de commande électrostatiques avec 30 une électrode devant être reliée électriquement à une partie mobile de l'actionneur réalisée ultérieurement et définissant deux bras solidaires l'un de l'autre, et une électrode de commande fixe devant être située face à chaque bras, et éventuellement d'au moins une paire de lignes de conduction disjointes située face à une extrémité du bras, dépôt d'une couche sacrificielle sur le substrat, les électrodes et les lignes de conduction, réalisation d'une ouverture dans la couche sacrificielle mettant à nu l'électrode devant être reliée électriquement à la partie mobile de l'actionneur, cette ouverture devant accueillir un point d'appui pour ancrer la partie mobile au substrat, dépôt sur la couche sacrificielle d'au moins un plot de contact électrique en regard de la paire de lignes de conduction, formation de la partie mobile et du point d'appui en recouvrant l'ouverture, la couche sacrificielle et le plot de contact électrique d'un matériau électriquement conducteur et magnétique, élimination de la couche sacrificielle pour libérer la partie mobile, formation de moyens magnétiques de maintien générant un champ magnétique permanant, statique et sensiblement perpendiculaire au plan du substrat.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : Les figures 1A, 1B montrent respectivement en vue de dessus et en coupe, un exemple d'actionneur bistable selon l'invention ; Les figures 2A à 2E montrent un processus d'actionnement de l'actionneur bistable selon l'invention pour lui faire prendre ses deux positions stables ; Les figures 3A à 3E montrent différentes étapes de fabrication d'un actionneur bistable selon l'invention. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après 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 échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On va maintenant s'intéresser aux figures 1A, 1B qui montrent en vue de dessus et une coupe longitudinale d'un exemple d'actionneur bistable à commande électrostatique. Cet actionneur bistable comporte sur un support 100 en matériau diélectrique ou dont une face au moins est en matériau diélectrique, un point d'appui 1 pour une partie mobile 2 définissant deux bras 3d, 3g reliés l'un à l'autre s'étendant de part et d'autre du point d'appui 1. Le support s'étend dans un plan. Le point d'appui 1 sert à ancrer la partie mobile 2 au support 100. Les bras 3d, 3g ont chacun une extrémité libre et une extrémité au niveau du point d'appui 1. Ce point d'appui 1 permet à la partie mobile 2 de se mouvoir à droite ou à gauche telle une balance en s'inclinant. Elle peut ainsi prendre deux positions stables, ces positions stables étant des positions extrêmes que peuvent prendre les bras 3d, 3g lorsque la membrane est inclinée. Les deux bras se déplacent en opposition. Le point d'appui 1 se trouve de préférence dans une zone sensiblement centrale de la partie mobile 2. Le point d'appui 1 peut prendre la forme d'une moulure qui se projette depuis le support 100. Il est possible que la moulure dépasse de part et d'autre de la partie mobile 2 lorsque la partie mobile 2 est fixée sur elle, comme illustré sur la figure 1A mais ce n'est pas une obligation. La partie mobile 2 et le point d'appui 1 sont réalisés à base d'un matériau électriquement conducteur. Ils peuvent être de préférence réalisés dans le même matériau pour faciliter la fabrication.

Ce matériau est également un matériau magnétique doux, c'est-à-dire un matériau magnétique dont l'aimantation est pilotable par le champ magnétique ambiant, soit un matériau à faible champ coercitif. Il peut s'agir par exemple d'un alliage fer- nickel par exemple. La partie mobile 2 prend de préférence la forme d'une plaque ou membrane. Pour commander le déplacement de la partie mobile 2, on prévoit des moyens électrostatiques de commande 5 aptes à faire varier la distance entre chaque bras 3d, 3g et le support 100 c'est-à-dire à faire basculer la partie mobile 2 à droite ou à gauche.

Ces moyens électrostatiques 5 de commande comportent une électrode de commande fixe 5d, 5g associée à chacun des bras 3d, 3g. Ces électrodes de commande fixes 5d, 5g reposent sur le support 100 et sont en vis-à-vis chacune d'un bras 3d, 3g. Ces électrodes de commande fixes 5d, 5g coopèrent avec au moins une autre électrode 5c reliée électriquement à la membrane 2 via le point d'appui 1. Cette électrode 50 reliée électriquement à la membrane est située également sur le support 100, sous le point d'appui 1. Pour activer les moyens électrostatiques 5 de commande coopérants avec un bras 3d, 3g, on applique une différence de potentiel entre une électrode de commande fixe 5d ou 5g et l'électrode 5c reliée électriquement à la partie mobile 2. Pour cela on branche une source d'alimentation électrique 7 entre l'une des électrodes fixes 5d ou 5g et l'électrode reliée électriquement à la partie mobile 5c. L'électrode fixe 5d ou 5g alimentée attire de manière électrostatique le bras 3d ou 3g qui lui est associé et il se rapproche d'elle. Lorsque le bras 3d ou 3g atteint une position extrême et que son extrémité libre est au plus proche du support 100 ou même directement en contact avec lui, la partie mobile 2 est dans une position stable. L'extrémité libre de l'autre bras 3d ou 3g est au plus loin du support 100. L'actionneur bistable comporte de plus des moyens magnétiques de maintien 6 pour maintenir la partie mobile 2 dans la position stable obtenue précédemment par les moyens électrostatiques de commande 5, ce qui permet de désactiver les moyens électrostatiques 5 de commande et donc de supprimer la consommation d'électricité. Les moyens magnétiques de maintien 6 permettent d'appliquer un champ magnétique Ho permanent et statique au voisinage de la partie mobile 2 de manière à l'aimanter, puisqu'elle est réalisée dans un matériau magnétique. Sur les figures 2, on a représenté le sens de l'aimantation M dans la partie mobile 2. Les moyens magnétiques de maintien 6 peuvent comporter un aimant permanent 60 fixe placé au voisinage de la partie mobile 2. Sur la figure 1B, on a représenté l'aimant permanent 60 au-dessus de la partie mobile 2, sans contact avec elle, pour ne pas entraver son mouvement, générant un champ magnétique sensiblement perpendiculaire à elle lorsqu'elle est au repos, c'est-à- dire lorsque ses deux bras 3d, 3g sont en équilibre, à la même distance constante du support 100. D'autres positions pour l'aimant sont possibles, ce qui importe c'est uniquement la direction des lignes de champ sensiblement perpendiculaires au plan du support. Le champ magnétique Ho dirigé selon l'axe z induit une aimantation M dans la partie mobile 2. Orientée par l'actuation électrostatique, l'aimantation, qui est une grandeur vectorielle, est dirigée le long de l'axe x, c'est-à-dire le long de l'axe longitudinal des bras 3d, 3g. L'orientation de l'aimantation M dans la partie mobile 2 dépend de l'angle existant entre le champ magnétique Ho appliqué et l'axe longitudinal des bras 3d, 3g. Si l'angle est supérieur à 90°, la direction de l'aimantation M va du point d'appui 1 vers l'extrémité libre du bras 3d ou 3g. Lorsque la partie mobile 2 va se déplacer et s'incliner plus d'un côté que de l'autre sous l'effet des forces d'attraction électrostatiques, l'aimantation M dans la partie mobile 2 risque de changer de sens. On verra cela ultérieurement lors de la description des figures 2. Dans la mesure où l'actionneur bistable objet de l'invention est utilisé comme interrupteur, au moins un des bras 3d, 3g de la partie mobile 2 possède à son extrémité libre au moins un plot de contact électrique 8d, 8g. Ce plot de contact 8d, 8d', 8g, 8g' est placé entre la partie mobile 2 et le support 100. Une paire de lignes de conduction 9d1, 9d2, 9g1, 9g2 d'un circuit électrique se trouve sur le support 100 en regard du plot de contact électrique 8d, 8d', 8g, 8g'. Les lignes de conduction 9d1, 9d2, 9g1, 9g2 sont disjointes. Ce plot de contact électrique 8d, 8d', 8g, 8g' est destiné à coopérer avec l'une des lignes de conduction 9d1, 9d2, 9g1, 9g2 ou les deux d'une paire.

Lorsqu'il y a coopération, les deux lignes de conduction sont reliées électriquement via le ou les plots de contact électrique et le circuit électrique est fermé. Dans l'exemple représenté sur la figure 1A, on a représenté à l'extrémité libre de chacun des bras 3d, 3g, une paire de plots de contact électriques 8d, 8d', 8g, 8g'. Chacun d'entre eux viendra en contact électrique avec une ligne de conduction d'une paire. Au lieu de deux plots de contact électrique par bras, on aurait pu en avoir qu'un seul. Il viendrait en contact électrique en même temps avec les deux lignes de conduction d'une paire.

Sur les figures 1A, 1B, c'est un double interrupteur bistable qui est représenté. Il est possible de n'équiper qu'un seul bras d'au moins un plot de contact électrique, ce qui permet d'obtenir un interrupteur simple et plus double. On va maintenant s'intéresser aux figures 2A à 2D qui montrent différentes positions prises par un actionneur bistable selon l'invention de type interrupteur double.

Sur la figure 2A, l'interrupteur est dans une position stable qui ne consomme pas d'électricité. C'est le bras de gauche 3g qui est actif en position de travail, il relie électriquement les deux lignes de conduction 9g1, 9g2 du circuit électrique de gauche.

L'interrupteur est dans une position fermée à gauche. Chacun des plots de contact électrique 8g, 8g' vient en contact électrique avec une ligne de conduction 9g1, 9g2. Du courant électrique, issu du circuit électrique, peut circuler entre les deux lignes de conduction 9g1, 9g2 via les plots de contact électriques 8g, 8g' et une portion de membrane située entre les deux plots de contact électriques 8g, 8g'. L'autre bras est inactif en l'air . Les moyens électrostatiques de commande ne sont pas activés, c'est pourquoi ils ne sont pas représentés. Les moyens magnétiques de maintien 6 sont actifs en permanence sur toutes les figures 2A à 2E, mais on ne les a représentés que par le champ magnétique Ho créé. L'aimantation dans la membrane est représentée par la flèche M, sa direction va du point d'appui 1 vers l'extrémité libre du bras 3g.

Pour faire passer le double interrupteur dans son autre position stable, on rend actif les moyens électrostatiques de commande 5 en appliquant une différence de potentiel entre la membrane 2 (via le point d'appui 1 et l'électrode 5c) et l'électrode fixe 5d se trouvant sous le bras 3d en l'air . On a représenté une source d'alimentation 7 branchée entre l'électrode fixe 5d et l'électrode 5c placée sous le point d'appui 1. L'électrode fixe 5d attire la partie mobile 2 et plus particulièrement son bras 3d. La partie mobile 2 est en mouvement et sur la figure 2B elle est représentée sensiblement parallèle au support 100. L'aimantation M n'a pas encore changé de sens, car l'angle compris entre le champ magnétique Ho et l'axe principal longitudinal du bras 3d est de 90°. Sur la figure 2C, la partie mobile 2 continue sa course et elle va atteindre une autre position stable. Le bras droit 3d se rapproche du support 100 et le bras gauche 3g est en l'air . Les moyens électrostatiques de commande 5 sont activés jusqu'à ce que la partie mobile 2 ait atteint son autre position stable. Mais maintenant l'aimantation M de la partie mobile 2 a changé de sens. Elle est représentée par la flèche M, sa direction va du point d'appui 1 vers l'extrémité libre du bras droit 3d. L'angle compris entre le champ magnétique Ho et l'axe principal longitudinal du bras 3d est maintenant supérieur à 90°. Sur la figure 2D, la partie mobile 2 est arrivée au bout de sa course, dans son autre position stable. Les moyens électrostatiques de commande sont désactivés, c'est pourquoi ils ne sont pas représentés.

Les moyens magnétiques de maintien maintiennent la partie mobile 2 dans cette autre position stable. L'interrupteur est dans une position stable qui ne consomme pas d'électricité. Le bras de droite 3d est en position de travail, il relie électriquement les deux lignes de conduction 9d1, 9d2 du circuit électrique de droite. L'interrupteur est dans une position fermée à droite. Chacun des plots de contact électrique 8d, 8d' vient en contact électrique avec une des lignes de conduction 9d1, 9d2. Du courant électrique issu du circuit électrique peut circuler entre les deux lignes de conduction 9d1, 9d2 via les plots de contact électriques 8d, 8d' et la portion de membrane 2 située entre les deux plots de contact électriques. L'autre bras 3g est inactif en l'air . Si maintenant, on veut faire revenir l'interrupteur dans sa première position stable, on rend actif les moyens électrostatiques de commande 5 en appliquant une différence de potentiel entre la partie mobile 2 et l'électrode fixe 5g se trouvant sous le bras 3g en l'air . On a représenté la source d'alimentation 7 branchée entre l'électrode fixe 5g et l'électrode 5c placée sous le point d'appui 1. L'électrode fixe 5g attire la partie mobile 2 et plus particulièrement son bras 3g. La partie mobile 2 entame sa course et sur la figure 2E elle est représentée sensiblement parallèle au support 100. L'aimantation M n'a pas encore changé de sens, car l'angle compris entre le champ magnétique Ho et l'axe principal longitudinal du bras 3g est de 90°. En continuant à appliquer cette différence de potentiel, on obtient le basculement de la partie mobile 2 et de son aimantation M comme sur la figure 2A. On va maintenant décrire un exemple de procédé de fabrication d'un actionneur bistable selon l'invention en se référant aux figures 3A à 3E. On suppose que l'actionneur est un double interrupteur bistable. On procéderait sensiblement de la même manière si c'était un interrupteur bistable simple et pas double.

On part d'un substrat 100 en matériau semi-conducteur, par exemple en silicium revêtu d'une couche diélectrique 20 par exemple en nitrure de silicium Si3N4 d'épaisseur de l'ordre de 200 nanomètres environ (figure 3A). Ce substrat sert de support. Il s'étend dans un plan. Le substrat pourrait être totalement en matériau diélectrique, par exemple en verre. On forme en surface de la couche diélectrique 20, les électrodes fixes 5d, 5g, l'électrode 5c devant être reliée électriquement à la partie mobile et la ou les paires de lignes de conduction 9g1, 9g2, 9d1, 9d2 (figure 3B). On peut déposer en surface une ou plusieurs couches conductrices que l'on vient graver ensuite pour délimiter les électrodes et les lignes de conduction.

Le dépôt peut se faire par pulvérisation cathodique ou par dépôt électrostatique et la gravure par gravure chimique ou plasma. Un choix avantageux pour ces électrodes et lignes de conduction est d'employer un tricouche de chrome/nickel/or avec des épaisseurs d'environ 5 nanomètres/100 nanomètres/1000 nanomètres respectivement.

On revêt le substrat 100 ainsi traité d'une couche sacrificielle diélectrique 21. Elle peut être réalisée par exemple en oxyde de silicium SiO2 et avoir une épaisseur d'environ 3 micromètres. On grave dans la couche sacrificielle 21 une ouverture 23 pour accueillir le point d'appui. Cette ouverture 23 est localisée à l'endroit choisi pour le point d'appui, son contour correspond à celui du point d'appui (figure 3C). Cette ouverture 23 met à nu l'électrode 5c à relier électriquement à la partie mobile. On forme sur la couche sacrificielle 21, les plots de contact électriques 8d, 8d', 8g, 8g' en déposant une ou plusieurs couches électriquement conductrices que l'on vient graver ensuite pour délimiter les plots de contact électriques (figure 3C). Le dépôt peut se faire par pulvérisation cathodique ou par dépôt électrostatique et la gravure par gravure chimique ou plasma. Un choix avantageux pour ces plots de contact mobiles est d'employer un bicouche titane/or avec des épaisseurs d'environ 50 nanomètres/500 nanomètres respectivement. Les plots de contact sont disposés pour se retrouver en bout des bras de la partie mobile face aux lignes de conduction. Si l'interrupteur est simple au lieu d'être double, on ne prévoit une paire de lignes de conduction que d'un côté et par conséquent qu'un ou deux plots de contact électrique de ce côté. On va ensuite réaliser la partie mobile 2 et le point d'appui 1. On dépose par exemple par voie électrochimique localement sur la couche sacrificielle 21 ainsi traitée et dans l'ouverture 23 une couche d'un matériau magnétique 24 doux tel qu'un alliage nickel/fer. Ce matériau est bien électriquement conducteur. Il peut par exemple contenir environ 80% de nickel et 20% de fer. L'épaisseur de la couche de matériau magnétique 24 peut être d'environ 5 à 10 micromètres. On crée ainsi la partie magnétique mobile avec ses deux bras situés de part et d'autre du point d'appui (figure 3D). On va décrire plus en détail le dépôt 10 localisé du matériau magnétique. Il se décompose comme suit . On commence par déposer une fine couche conductrice dite de polarisation, typiquement de l'ordre de 100 nanomètres, sur la couche sacrificielle 15 21. Elle peut être par exemple en fer nickel ou en cuivre. On masque des endroits devant être épargnés par le matériau magnétique avec de la résine. On effectue le dépôt électrolytique proprement dit en polarisant la couche de polarisation. Le dépôt ne se fait qu'aux 20 endroits épargnés par la résine. On élimine la résine, puis la fine couche de polarisation qui est mise à nu par le retrait de la résine. Cette élimination peut se faire par gravure pleine plaque étant donné les différences d'épaisseur entre les zones de matériau 25 magnétique et les zones avec la couche de polarisation mise à nu. Il reste à libérer la partie magnétique 2 ainsi formée en éliminant la couche sacrificielle. Cette élimination peut se faire par gravure chimique 30 avec un liquide tel que l'acide fluorhydrique ou un gaz tel que le fluor.

On forme les moyens magnétiques de maintien par exemple en fixant un aimant 60 sur un capot 61 que l'on vient assembler au substrat pour encapsuler l'actionneur. L'aimant 60 est disposé de manière à ce qu'il génère un champ magnétique sensiblement perpendiculaire au plan du substrat. Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Actionneur bistable comportant : une partie mobile (2) en matériau conducteur de l'électricité définissant deux bras (3d, 3g) solidaires l'un de l'autre, la partie mobile (2) étant ancrée sur un support (100) via un point d'appui (1), le support s'étendant dans un plan, des moyens électrostatiques de commande (5) pour mettre, lorsqu'ils sont opérants, l'actionneur dans une position stable en attirant un bras (3d, 3g) vers le support (100) et en éloignant l'autre (3g, 3d), caractérisé en ce que la partie mobile (2) est réalisée à base de matériau magnétique et en ce qu'il comporte de plus des moyens magnétiques de maintien (6) de l'actionneur en position stable, ces moyens magnétiques de maintien (6) générant un champ magnétique permanent, statique et sensiblement perpendiculaire au plan du support.

2. Actionneur bistable selon la revendication 1, dans lequel les moyens électrostatiques de commande (5) comportent une électrode fixe de commande (5d, 5g) par bras (3d, 3g), située sur le support (100) face au bras (3d, 3g) et une électrode (5c) reliée électriquement à la partie mobile (2) via le point d'appui (1), ces électrodes (5d, 5g, 5c) devant être reliées à une source d'alimentation électrique (7) lorsque les moyens électrostatiques de commande (5) sont opérants.

3. Actionneur bistable selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens magnétiques de maintien (6) comportent un aimant permanent (60) situé au voisinage de la partie mobile (2).

4. Actionneur bistable selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le point d'appui (1) se trouve sensiblement dans une zone centrale de la partie mobile (2).

5. Actionneur bistable selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie mobile (2) est de type membrane.

6. Actionneur bistable selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie mobile (2) et le point d'appui (1) sont réalisés dans un alliage fer/nickel. 20

7. Actionneur bistable selon l'une des revendications précédentes, de type interrupteur, dans lequel au moins un des bras (3d, 3g) de la partie mobile (2) comporte à une extrémité, côté support 25 (100), au moins un plot de contact électrique (8d, 8d', 8g, 8g') et en ce qu'une paire de lignes de conduction (9d1, 9d2, 9g1, 9g2) disjointes sont disposées sur le support (1) de manière que chaque plot de contact électrique (8d, 8d', 8g, 8g') vienne en contact 30 électrique avec au moins une ligne de conduction (9d1, 9d2, 9g1, 9g2) lorsque l'actionneur est en position15stable, ledit bras (3d, 3g) ayant été attiré vers le support (100) par les moyens électrostatiques de commande (5).

8. Actionneur bistable selon la revendication 7, dans lequel lorsque le bras (3d, 3g) est équipé de deux plots de contact électrique (8d, 8d', 8g, 8g'), ils sont disjoints, l'un se trouvant face à l'une des lignes de conduction (9d1, 9g1) et l'autre face à l'autre ligne de conduction (9d2, 9g2).

9. Procédé de réalisation d'un actionneur bistable à commande électrostatique comportant les étapes suivantes . sur un substrat (100) ayant une surface en matériau diélectrique (20) et s'étendant dans un plan, formation de moyens de commande électrostatiques avec une électrode (5c) devant être reliée électriquement à une partie mobile de l'actionneur réalisée ultérieurement et définissant deux bras solidaires l'un de l'autre, et une électrode de commande fixe (5d, 5g) devant être située face à chaque bras, et éventuellement d'au moins une paire de lignes de conduction (9d1, 9d2, 9g1, 9g2) disjointes devant être située face à une extrémité du bras, dépôt d'une couche sacrificielle (21) sur le substrat (100), les électrodes (5c, 5d, 5g) et les lignes de conduction (9d1, 9d2, 9g1, 9g2), réalisation d'une ouverture (23) dans la couche sacrificielle (21) mettant à nu l'électrode (5c) devant être reliée électriquement à la partie mobile del'actionneur, cette ouverture (23) devant accueillir un point d'appui pour ancrer la partie mobile au substrat, dépôt sur la couche sacrificielle (21) d'au moins un plot de contact électrique (8d, 8d', 8g, 8g') en regard de la paire de lignes de conduction (9d1, 9d2, 9g1, 9g2), formation de la partie mobile (2) et du point d'appui (1) en recouvrant l'ouverture (23), la couche sacrificielle (21) et le plot de contact électrique (8d, 8d', 8g, 8g') d'un matériau électriquement conducteur et magnétique, élimination de la couche sacrificielle (21) pour libérer la partie mobile, formation de moyens magnétiques de maintien (6) générant un champ magnétique permanant, statique et sensiblement perpendiculaire au plan du substrat (100).