FR3123341A1 - Micro electromechanical system - Google Patents

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FR3123341A1
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electromechanical
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Laurent Mollard
Stéphane Nicolas
Damien Saint-Patrice
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B81B3/0021—Transducers for transforming electrical into mechanical energy or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04—Constructional details
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
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Abstract

Titre : Microsystème électromécanique L’invention concerne un microsystème électromécanique 1 comprenant deux transducteurs électromécaniques 11a et 11b, une membrane déformable 12 et une cavité 13 contenant hermétiquement un milieu déformable 14 conservant un volume constant sous l’action d’un changement de pression externe. La membrane forme une paroi de la cavité et présente au moins une zone libre 121 de se déformer. Chaque transducteur est configuré de sorte que son mouvement soit fonction dudit changement de pression externe, et inversement. Chaque transducteur s’inscrit dans une zone périphérique 123 entourant la zone libre et en forme une portion 123a, 123b de secteur angulaire. La zone libre étant destinée à coopérer avec un organe externe 2 de sorte que sa déformation induise, ou soit induite par, un mouvement de l’organe externe, le microsystème électromécanique 1 est ainsi apte à déplacer l’organe externe ou à capter un mouvement de cet organe. Figure pour l’abrégé : Fig. 1ATitle: Micro electromechanical system The invention relates to a micro electromechanical system 1 comprising two electromechanical transducers 11a and 11b, a deformable membrane 12 and a cavity 13 hermetically containing a deformable medium 14 maintaining a constant volume under the action of an external pressure change. The membrane forms a wall of the cavity and has at least one free zone 121 to deform. Each transducer is configured so that its movement is a function of said external pressure change, and vice versa. Each transducer is inscribed in a peripheral zone 123 surrounding the free zone and forms a portion 123a, 123b of angular sector thereof. The free zone being intended to cooperate with an external member 2 so that its deformation induces, or is induced by, a movement of the external member, the electromechanical microsystem 1 is thus able to move the external member or to pick up a movement of this organ. Figure for abstract: Fig. 1A

Description

Microsystème électromécaniqueMicro electromechanical system

La présente invention concerne le domaine des microsystèmes électromécaniques. Elle trouve par exemple pour application particulièrement avantageuse l’actionnement ou le déplacement d’objets, y compris sur des distances relativement grandes. Elle trouve également pour application des dispositifs de préhension qui permettent la capture ou l’expulsion d’objets de petites tailles. L’invention trouve également pour application le domaine de la détection par contact. Elle pourra ainsi être mise en œuvre pour réaliser des capteurs.The present invention relates to the field of microelectromechanical systems. For example, it finds a particularly advantageous application in the actuation or displacement of objects, including over relatively large distances. It also finds application in gripping devices that allow the capture or expulsion of small objects. The invention also finds application in the field of detection by contact. It can thus be implemented to produce sensors.

ÉTAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Dans des applications variées, on peut avoir besoin de déplacer, capturer ou expulser des objets microscopiques, voire nanoscopiques, et/ou avoir besoin de capter des mouvements de tels objets. Il existe des microsystèmes qui permettent cela.In various applications, one may need to move, capture or expel microscopic or even nanoscopic objects, and/or need to capture movements of such objects. There are microsystems that allow this.

Lorsque ces microsystèmes sont des actionneurs ou des dispositifs de préhension, leurs performances sont évaluées notamment sur les paramètres suivants: l’amplitude du déplacement, la force déployée, la précision du déplacement généré ou encore la précision de la capture et/ou de l’expulsion d’un objet. Lorsque ces microsystèmes sont des capteurs, leurs performances sont évaluées notamment sur les paramètres suivants: la capacité à capter un mouvement.When these microsystems are actuators or gripping devices, their performance is evaluated in particular on the following parameters: the amplitude of the displacement, the force deployed, the precision of the displacement generated or the precision of the capture and/or the expulsion of an object. When these microsystems are sensors, their performance is evaluated in particular on the following parameters: the ability to sense movement.

Par ailleurs, que les microsystèmes soient des actionneurs, des dispositifs de préhension ou des capteurs, on recherche à ce qu’ils offrent de bonnes performances en termes d’encombrement, de consommation énergétique et de capacité à travailler en fréquence.Moreover, whether the microsystems are actuators, gripping devices or sensors, we want them to offer good performance in terms of size, energy consumption and ability to work at frequency.

Toutes les solutions connues présentent des performances faibles pour l’un au moins de ces paramètres. Généralement, les microsystèmes existants présentent des performances trop peu satisfaisantes pour une combinaison de ces paramètres.All known solutions show poor performance for at least one of these parameters. Generally, existing microsystems exhibit performances that are too unsatisfactory for a combination of these parameters.

Un objet de la présente invention est de proposer un microsystème électromécanique qui présente des performances améliorées par rapport aux solutions existantes, au moins pour l’un des paramètres mentionnés ci-dessus, ou qui présente un meilleur compromis concernant au moins deux des paramètres susmentionnés.An object of the present invention is to provide a micro-electromechanical system which has improved performance compared to existing solutions, at least for one of the parameters mentioned above, or which has a better compromise regarding at least two of the parameters mentioned above.

Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.The other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from a review of the following description and the accompanying drawings. It is understood that other benefits may be incorporated.

RÉSUMÉSUMMARY

Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation, on prévoit un microsystème électromécanique comprenant:

  • au moins des premier et deuxième transducteurs électromécaniques comprenant chacun une partie mobile entre une position d’équilibre, hors sollicitation, et une position hors équilibre, sous sollicitation,
  • au moins une membrane déformable,
  • une cavité déformable, délimitée par des parois, au moins une partie de la membrane déformable formant au moins une partie d’une première paroi prises parmi lesdites parois de la cavité.
To achieve this objective, according to one embodiment, a micro-electromechanical system is provided comprising:
  • at least first and second electromechanical transducers each comprising a movable part between a position of equilibrium, without stress, and a position out of equilibrium, under stress,
  • at least one deformable membrane,
  • a deformable cavity, delimited by walls, at least a part of the deformable membrane forming at least a part of a first wall taken from among said walls of the cavity.

La cavité est configurée pour contenir hermétiquement un milieu déformable propre à conserver un volume sensiblement constant sous l’action d’un changement de pression externe exercée sur le milieu déformable à travers l’une des parois de la cavité.The cavity is configured to hermetically contain a deformable medium capable of maintaining a substantially constant volume under the action of a change in external pressure exerted on the deformable medium through one of the walls of the cavity.

La partie mobile de chaque transducteur électromécanique est configurée de sorte que son mouvement soit fonction dudit changement de pression externe, ou inversement que son mouvement induise un changement de pression externe.The mobile part of each electromechanical transducer is configured so that its movement is a function of said change in external pressure, or conversely that its movement induces a change in external pressure.

Ladite au moins une partie de la membrane déformable présente au moins une zone libre de se déformer, de préférence de façon élastique, en fonction dudit changement de pression externe.Said at least part of the deformable membrane has at least one zone free to deform, preferably elastically, depending on said change in external pressure.

La partie mobile de chaque transducteur électromécanique s’inscrit dans une portion de secteur angulaire centré en un point de la zone libre de la membrane déformable, ladite portion de secteur angulaire étant délimitée par un pourtour extérieur de la zone libre de la membrane déformable et par un pourtour extérieur d’une zone périphérique entourant la zone libre de la membrane déformable.The mobile part of each electromechanical transducer is part of a portion of angular sector centered at a point of the free zone of the deformable membrane, said portion of angular sector being delimited by an outer periphery of the free zone of the deformable membrane and by an outer perimeter of a peripheral zone surrounding the free zone of the deformable membrane.

La portion de secteur angulaire dans laquelle s’inscrit la partie mobile d’un transducteur électromécanique est distincte de la portion de secteur angulaire dans laquelle s’inscrit la partie mobile de tout autre transducteur électromécanique.The portion of angular sector in which the mobile part of an electromechanical transducer fits is distinct from the portion of angular sector in which the mobile part of any other electromechanical transducer fits.

Ainsi, les parties mobiles des transducteurs électromécaniques entourent une partie au moins de la zone libre de la membrane déformable.Thus, the mobile parts of the electromechanical transducers surround at least part of the free zone of the deformable membrane.

Le microsystème électromécanique tel qu’introduit ci-dessus forme tout ou partie d’un actionneur ou d’un capteur ou d’un dispositif de préhension permettant de déformer la zone libre de la membrane de façon dissymétrique par rapport au barycentre de la zone libre. Il permet ainsi d’obtenir une gamme de déformations variée. Par conséquent, l’invention permet d’envisager de nombreuses applications.The microelectromechanical system as introduced above forms all or part of an actuator or a sensor or a gripping device making it possible to deform the free zone of the membrane asymmetrically with respect to the barycenter of the free zone. . It thus makes it possible to obtain a varied range of deformations. Consequently, the invention makes it possible to envisage numerous applications.

Plus particulièrement, la partie mobile de chaque transducteur électromécanique recouvre une portion de la membrane déformable qui lui est propre.More particularly, the mobile part of each electromechanical transducer covers a portion of the deformable membrane which is specific to it.

En complément, la partie mobile de chaque transducteur électromécanique peut être solidaire de la portion de la membrane déformable qu’elle recouvre.In addition, the mobile part of each electromechanical transducer can be integral with the portion of the deformable membrane that it covers.

Par exemple, la partie mobile du premier transducteur électromécanique recouvre une première portion de la membrane déformable et la partie mobile du deuxième transducteur électromécanique recouvre une deuxième portion de la membrane déformable. La première portion de la membrane est disjointe de la deuxième portion de la membrane.For example, the movable part of the first electromechanical transducer covers a first portion of the deformable membrane and the movable part of the second electromechanical transducer covers a second portion of the deformable membrane. The first portion of the membrane is separated from the second portion of the membrane.

Les portions de secteur angulaire dans laquelle les transducteurs électromécaniques s’inscrivent sont adjacentes ou distantes entre elles.The angular sector portions in which the electromechanical transducers fit are adjacent or distant from each other.

La partie mobile d’un des transducteurs est distincte et distante de la partie mobile de tout autre transducteur.The mobile part of one of the transducers is separate and distant from the mobile part of any other transducer.

Chaque transducteur électromécanique s’étend, à l’opposé de la zone libre de la membrane et au-delà de ladite portion de secteur angulaire, par une partie non mobile. La partie non mobile de chaque transducteur s’inscrit de préférence dans le même secteur angulaire que la partie mobile de ce transducteur.Each electromechanical transducer extends, opposite the free zone of the membrane and beyond said portion of angular sector, by a non-moving part. The non-moving part of each transducer is preferably inscribed in the same angular sector as the moving part of this transducer.

Le microsystème électromécanique tel qu’introduit ci-dessus est ainsi apte à permettre d’actionner un organe externe, de capter un mouvement imposé à ce dernier, ou de saisir et/ou relâcher un objet, et ce en présentant, de façon aisément modulable en fonction des applications visées, une capacité suffisante en termes d’amplitude de déplacement et/ou une capacité suffisante en termes de force déployée et/ou une capacité de captation de mouvement sur une amplitude et/ou avec une précision suffisantes en termes de déplacement ou de capture de l’objet et/ou une capacité suffisante à travailler en fréquence et/ou une taille compatible avec les applications visées, et/ou une consommation en énergie réduite.The electromechanical microsystem as introduced above is thus capable of making it possible to actuate an external organ, to pick up a movement imposed on the latter, or to grasp and/or release an object, and this by presenting, in an easily adjustable manner depending on the targeted applications, a sufficient capacity in terms of amplitude of displacement and/or a sufficient capacity in terms of force deployed and/or a capacity to capture movement over a sufficient amplitude and/or with sufficient precision in terms of displacement or capture of the object and/or a sufficient capacity to work at a frequency and/or a size compatible with the targeted applications, and/or reduced energy consumption.

Un autre aspect de l’invention concerne un système ou un microsystème opto-électro-mécanique comprenant au moins un microsystème électromécanique tel qu’introduit ci-dessus et au moins un microsystème optique.Another aspect of the invention relates to an opto-electromechanical system or microsystem comprising at least one electromechanical microsystem as introduced above and at least one optical microsystem.

De préférence, le microsystème optique comprend au moins un miroir, de préférence à base de silicium. Le système opto-électro-mécanique est configuré de sorte à ce que le mouvement de la partie mobile du transducteur électromécanique provoque un déplacement, de préférence une inclinaison, de l'au moins un miroir.Preferably, the optical microsystem comprises at least one mirror, preferably based on silicon. The opto-electro-mechanical system is configured so that the movement of the mobile part of the electromechanical transducer causes a displacement, preferably an inclination, of the at least one mirror.

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un microsystème électromécanique tel qu’introduit ci-dessus, comprenant, voire étant limité à, des étapes de dépôt et de gravure ordinaires en microélectronique. Le microsystème électromécanique peut en effet être fabriqué par des moyens ordinaires de la microélectronique, ce qui confère à son fabricant tous les avantages découlant de l’utilisation de ces moyens, dont une grande latitude en termes de dimensionnement, d’énergie d’adhésion entre les différents dépôts, d’épaisseur des différents dépôts, d’étendue de gravure, etc.Another aspect of the invention relates to a method for manufacturing a microelectromechanical system as introduced above, comprising, or even being limited to, ordinary deposition and etching steps in microelectronics. The microelectromechanical system can in fact be manufactured by ordinary microelectronics means, which gives its manufacturer all the advantages deriving from the use of these means, including great latitude in terms of dimensioning, adhesion energy between the different deposits, the thickness of the different deposits, the extent of etching, etc.

Selon un exemple le procédé de fabrication du microsystème électromécanique comprend les étapes suivantes :

  • une étape de formation, sur un substrat, d’une portion au moins de chacun parmi au moins deux transducteurs électromécaniques, puis
  • une étape de dépôt de la membrane déformable, puis
  • une étape de formation d’une cavité ouverte sur la membrane déformable, puis
  • une étape de remplissage avec le milieu déformable et de fermeture de la cavité, et
  • une étape de gravure du substrat pour former une face avant (FAV) du microsystème électromécanique.
According to one example, the method for manufacturing the microelectromechanical system comprises the following steps:
  • a step of forming, on a substrate, at least a portion of each of at least two electromechanical transducers, then
  • a step of deposition of the deformable membrane, then
  • a step of forming an open cavity on the deformable membrane, then
  • a step of filling with the deformable medium and closing the cavity, and
  • a step of etching the substrate to form a front face (FAV) of the microelectromechanical system.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée de modes de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :The aims, objects, as well as the characteristics and advantages of the invention will emerge better from the detailed description of embodiments of the latter which is illustrated by the following accompanying drawings in which:

La est un schéma de principe d’une vue en coupe d’un microsystème électromécanique selon un premier mode de réalisation de l’invention, la coupe étant prise selon l’axe A-A illustré sur la . The is a block diagram of a cross-sectional view of a micro-electromechanical system according to a first embodiment of the invention, the cross-section being taken along the axis AA illustrated on the .

La est un schéma de principe d’une vue en coupe d’un microsystème électromécanique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, la coupe étant prise selon l’axe A-A illustré sur la . The is a block diagram of a cross-sectional view of a micro-electromechanical system according to a second embodiment of the invention, the cross-section being taken along the axis AA illustrated on the .

La est un schéma de principe d’une vue en coupe d’un microsystème électromécanique selon l’un quelconque des premier et deuxième modes de réalisation de l’invention, la coupe étant prise selon l’axe B-B illustré sur la . The is a block diagram of a cross-sectional view of a micro-electromechanical system according to any one of the first and second embodiments of the invention, the cross-section being taken along the axis BB illustrated on the .

La représente une vue de haut de la partie mobile de chaque transducteur et de la zone libre de la membrane selon les premier et deuxième modes de réalisation de l’invention illustrés sur les figures 1A, 1B et 1C. The represents a top view of the mobile part of each transducer and of the free zone of the membrane according to the first and second embodiments of the invention illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C.

Les figures 1E à 1H représentent chacune une vue de haut de la partie mobile de chaque transducteur et de la zone libre de la membrane, ces vues étant autant de variantes de l’exemple illustré sur la . FIGS. 1E to 1H each represent a top view of the mobile part of each transducer and of the free zone of the membrane, these views being so many variants of the example illustrated in the .

La représente le microsystème illustré en , mais avec un pion décentré relativement à la zone libre de se déformer de la membrane, dans une première configuration de déformation de la membrane. The represents the microsystem illustrated in , but with an off-center pin relative to the zone free to deform of the membrane, in a first configuration of deformation of the membrane.

La représente le microsystème illustré en , dans une deuxième configuration de déformation de la membrane. The represents the microsystem illustrated in , in a second membrane deformation configuration.

La représente le microsystème illustré en , mais avec un pion centré relativement à la zone libre de se déformer de la membrane et dans une troisième configuration de déformation de la membrane. The represents the microsystem illustrated in , but with a pin centered relative to the deformation-free zone of the membrane and in a third configuration of deformation of the membrane.

Les figures 3A, 3B et 3C sont des schémas, plus détaillés que ceux des figures 1A, 1B et 1C, respectivement, mais avec un pion décentré relativement à la zone libre de se déformer de la membrane. Figures 3A, 3B and 3C are diagrams, more detailed than those of Figures 1A, 1B and 1C, respectively, but with a pin off-center relative to the free zone of the membrane to deform.

La représente schématiquement un exemple de microsystème opto-électro-mécanique comprenant un microsystème électromécanique. The schematically represents an example of an opto-electro-mechanical microsystem comprising a micro-electromechanical system.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les épaisseurs des différentes couches, parois et organes illustrés ne sont pas nécessairement représentatives de la réalité.The drawings are given by way of examples and do not limit the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate understanding of the invention and are not necessarily scaled to practical applications. In particular, the thicknesses of the various layers, walls and organs illustrated are not necessarily representative of reality.

Claims (26)

Microsystème électromécanique (1) comprenant :
  • au moins des premier et deuxième transducteurs électromécaniques (11a, 11b) comprenant chacun une partie mobile (111a, 111b) entre une position d’équilibre, hors sollicitation, et une position hors équilibre, sous sollicitation,
  • au moins une membrane déformable (12),
  • une cavité (13) déformable, délimitée par des parois (131, 132, 133), au moins une partie de la membrane déformable (12) formant au moins une partie d’une première paroi (131) prises parmi lesdites parois (131, 132, 133) de la cavité (13), la cavité (13) étant configurée pour contenir hermétiquement un milieu déformable (14) propre à conserver un volume sensiblement constant sous l’action d’un changement de pression externe exercée sur le milieu déformable (14) à travers l’une paroi des parois (131, 132, 133) de la cavité (13),
dans lequel la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) est configurée de sorte que son mouvement soit fonction dudit changement de pression externe, ou inversement que son mouvement induise un changement de pression externe, et dans lequel ladite au moins une partie de la membrane déformable (12) présente au moins une zone libre (121) de se déformer, de préférence de façon élastique, en fonction dudit changement de pression externe,
dans lequel la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) s’inscrit dans une portion de secteur angulaire centré en un point de la zone libre (121) de la membrane déformable, ladite portion de secteur angulaire étant délimitée par un pourtour extérieur (129) de la zone libre (121) de la membrane déformable (12) et par un pourtour extérieur (130) d’une zone périphérique (123) entourant la zone libre (121) de la membrane déformable (12), et
dans lequel la portion de secteur angulaire dans laquelle s’inscrit la partie mobile (111a) d’un transducteur électromécanique (11a) est distincte de la portion de secteur angulaire dans laquelle s’inscrit la partie mobile (111b) de tout autre transducteur électromécanique (11b).Electromechanical microsystem (1) comprising:
  • at least first and second electromechanical transducers (11a, 11b) each comprising a movable part (111a, 111b) between a position of equilibrium, out of stress, and a position out of equilibrium, under stress,
  • at least one deformable membrane (12),
  • a deformable cavity (13), delimited by walls (131, 132, 133), at least a part of the deformable membrane (12) forming at least a part of a first wall (131) taken from among said walls (131, 132, 133) of the cavity (13), the cavity (13) being configured to hermetically contain a deformable medium (14) capable of maintaining a substantially constant volume under the action of a change in external pressure exerted on the deformable medium (14) through one wall of the walls (131, 132, 133) of the cavity (13),
wherein the movable part (111a, 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) is configured such that its movement is a function of said external pressure change, or conversely that its movement induces an external pressure change, and wherein said at least a part of the deformable membrane (12) has at least one free zone (121) to deform, preferably elastically, depending on said change in external pressure,
in which the mobile part (111a, 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) falls within a portion of angular sector centered at a point in the free zone (121) of the deformable membrane, said portion of angular sector being delimited by an outer periphery (129) of the free zone (121) of the deformable membrane (12) and by an outer periphery (130) of a peripheral zone (123) surrounding the free zone (121) of the deformable membrane ( 12), and
in which the portion of angular sector in which the mobile part (111a) of an electromechanical transducer (11a) is inscribed is distinct from the portion of angular sector in which the mobile part (111b) of any other electromechanical transducer is inscribed (11b). Microsystème électromécanique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) recouvre une portion (123a, 123b) de la membrane déformable (12) qui lui est propre.Electromechanical microsystem (1) according to the preceding claim, in which the mobile part (111a, 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) covers a portion (123a, 123b) of the deformable membrane (12) which is specific to it. Microsystème électromécanique (1) selon la revendication précédente, dans lequel, entre deux portions (123a, 123b) premières voisines entre elles de la membrane déformable recouverte chacune de la partie mobile (111a, 111b) d’un transducteur électromécanique (11a, 11b), la membrane déformable présente au moins une portion (123ab) s’étendant depuis la zone libre (121) et configurée pour se déformer lorsque l’une au moins parmi les parties mobiles (111a, 111b) des deux transducteurs (11a, 11b) recouvrant lesdites deux portions (123a, 123b) sont sollicités.Electromechanical microsystem (1) according to the preceding claim, in which, between two first portions (123a, 123b) adjacent to each other of the deformable membrane each covered with the mobile part (111a, 111b) of an electromechanical transducer (11a, 11b) , the deformable membrane has at least one portion (123ab) extending from the free zone (121) and configured to deform when at least one of the moving parts (111a, 111b) of the two transducers (11a, 11b) covering said two portions (123a, 123b) are biased. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un espace est ménagé entre les parties mobiles (111a, 111b) de deux transducteurs (11a, 11b) s’inscrivant dans des secteurs angulaires consécutifs, chaque espace étant vide propre à se déformer pour accommoder tous mouvements desdites parties mobiles (111a, 111b).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims, in which a space is provided between the moving parts (111a, 111b) of two transducers (11a, 11b) falling within consecutive angular sectors, each space being empty capable of deforming to accommodate any movement of said moving parts (111a, 111b). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) et/ou la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) prend sensiblement la forme de la portion de secteur angulaire dans laquelle il s’inscrit.Electromechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims, in which each electromechanical transducer (11a, 11b) and/or the movable part (111a, 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) substantially takes the form of the portion of angular sector in which it is inscribed. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone libre (121) forme un disque, une ellipse ou un polygone et/ou dans lequel la zone périphérique (123) présente un pourtour extérieur (130) prenant la forme de la zone libre (121).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims, in which the free zone (121) forms a disc, an ellipse or a polygon and/or in which the peripheral zone (123) has an outer periphery (130) taking the shape of the free zone (121). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les transducteurs électromécaniques (11a, 11b) sont disposés selon une symétrie de rotation discrète.A micro-electromechanical system (1) according to any preceding claim, wherein the electromechanical transducers (11a, 11b) are arranged in discrete rotational symmetry. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un pion (122), configuré pour prendre appui sur un barycentre (124) de la zone libre (121) de la membrane (12) de sorte qu’une déformation de la zone libre (121) entraine un déplacement du pion (122) vers le centre de la cavité (13) ou à l’opposé du centre de la cavité (13).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims, comprising at least one pin (122), configured to bear on a barycenter (124) of the free zone (121) of the membrane (12) so that a deformation of the free zone (121) causes a displacement of the pin (122) towards the center of the cavity (13) or away from the center of the cavity (13). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, la zone libre (121) présentant un pourtour externe (129) et une portion périphérique (126) qui s’étend depuis le pourtour externe (129) et jusqu’à une portion centrale (125) de la zone libre (121), le microsystème électromécanique (1) comprend en outre au moins un pion (122) configuré pour prendre appui sur la portion périphérique (126) de la zone libre (121) de sorte qu’une déformation de la zone libre (121) de la membrane (12) entraine une inclinaison du pion (122).Electromechanical microsystem (1) according to any one of Claims 1 to 7, in which the free zone (121) having an outer perimeter (129) and a peripheral portion (126) which extends from the outer perimeter (129) and up to a central portion (125) of the free zone (121), the microelectromechanical system (1) further comprises at least one pin (122) configured to rest on the peripheral portion (126) of the free zone ( 121) so that a deformation of the free zone (121) of the membrane (12) causes an inclination of the pin (122). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, en l’absence de déformation, la zone libre (121) de la membrane (12) s’étend principalement dans un plan (xy), dit plan hors déformation, et la perpendiculaire à la tangente en un point donné de la zone libre (121) s’étend selon une direction T1 perpendiculaire au plan hors déformation, et lorsque la membrane (12) se déforme, la perpendiculaire à la tangente en un point donné de la portion périphérique (126) de la zone libre (121) s’étend selon une direction Ti inclinée d’un angle αi par rapport à la direction T1, l’angle αi augmentant au fur à mesure que l’on s’éloigne de la portion centrale (125) et que l’on se rapproche du pourtour externe (129) de la zone libre (121).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims, in the absence of deformation, the free zone (121) of the membrane (12) extends mainly in a plane (xy), called the plane without deformation, and the perpendicular to the tangent at a given point of the free zone (121) extends in a direction T1 perpendicular to the plane without deformation, and when the membrane (12) deforms, the perpendicular to the tangent at a given point of the peripheral portion (126) of the free zone (121) extends along a direction Ti inclined by an angle αi with respect to the direction T1, the angle αi increasing as one moves away from the central portion (125) and as one approaches the outer periphery (129) of the free zone (121). Microsystème électromécanique (1) selon les deux revendications précédentes dans lequel le pion (122) s’étend principalement selon une direction longitudinale (122c) et dans lequel lorsque la membrane (12) n’est pas déformée, la direction longitudinale (122c) du pion (122) est sensiblement perpendiculaire à un plan (xy) dans lequel s’étend principalement une face externe (12e) de la membrane (12) lorsque la membrane (12) n’est pas déformée, le microsystème électromécanique étant configuré de sorte qu’une déformation de la zone libre (121) de la membrane (12) entraine une inclinaison de la première extrémité (122a) en direction de la portion centrale (124) de la zone libre (121).Electromechanical microsystem (1) according to the two preceding claims, in which the pin (122) extends mainly in a longitudinal direction (122c) and in which, when the membrane (12) is not deformed, the longitudinal direction (122c) of the pin (122) is substantially perpendicular to a plane (xy) in which an outer face (12e) of the membrane (12) mainly extends when the membrane (12) is not deformed, the micro electromechanical system being configured so that a deformation of the free zone (121) of the membrane (12) leads to an inclination of the first end (122a) in the direction of the central portion (124) of the free zone (121). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel la zone libre (121) est délimitée par un pourtour externe (129), le pion (122) étant situé à une distance minimale D122 du pourtour externe (129), telle que D122 est inférieure à k fois une distance D124,
  • D122 étant mesurée entre et le pion (122) et le point (128) du pourtour externe (129) le plus proche du pion (122), et
  • la distance D124 étant mesurée entre ce même point (128) et le centre (124) de la zone libre (121),
k étant inférieur à 0.7, de préférence k étant inférieur à 0.5, de préférence k étant inférieur à 0.3Electromechanical microsystem (1) according to any one of the three preceding claims, in which the free zone (121) is delimited by an external perimeter (129), the pin (122) being located at a minimum distance D122 from the external perimeter (129 ), such that D122 is less than k times a distance D124,
  • D122 being measured between and the pin (122) and the point (128) of the external circumference (129) closest to the pin (122), and
  • the distance D124 being measured between this same point (128) and the center (124) of the free zone (121),
k being less than 0.7, preferably k being less than 0.5, preferably k being less than 0.3 Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des quatre revendications précédentes, comprenant une pluralité de pions (122), prenant chacun appui sur la portion périphérique (126) de la zone libre (121) de sorte qu’une déformation de la zone libre (121) de la membrane (12) entraine une inclinaison des pions (122).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the four preceding claims, comprising a plurality of pins (122), each resting on the peripheral portion (126) of the free zone (121) so that a deformation of the zone free (121) of the membrane (12) causes an inclination of the pins (122). Microsystème électromécanique (1) selon la revendication précédente, dans lequel les pions (122) présentent une extrémité libre (122b), opposée à l’extrémité (122a) par laquelle ils prennent appui sur la portion périphérique (126) de la zone libre (121), les pions (122) étant conformés de sorte qu’une déformation de la zone libre (121) de la membrane (12) entraine sélectivement un rapprochement ou un éloignement des extrémités libres (122b) des pions (122).Electromechanical microsystem (1) according to the preceding claim, in which the pins (122) have a free end (122b), opposite the end (122a) by which they bear on the peripheral portion (126) of the free zone ( 121), the pins (122) being shaped so that a deformation of the free zone (121) of the membrane (12) selectively causes the free ends (122b) of the pins (122) to come together or move away. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel les pions (122) sont conformés de sorte qu’une déformation de la zone libre (121) de la membrane (12) entraine sélectivement une mise en contact ou un éloignement des extrémités libres (122b) des pions (122).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the two preceding claims, in which the pins (122) are shaped so that a deformation of the free zone (121) of the membrane (12) selectively brings about contact or a distancing of the free ends (122b) of the pins (122). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel les pions (122) sont répartis sur la portion périphérique (126) de sorte que le rapprochement de leurs extrémités libres (122b) permette de former une cage au-dessus de la zone libre (121).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the three preceding claims, in which the pins (122) are distributed over the peripheral portion (126) so that the bringing together of their free ends (122b) makes it possible to form a cage above above the free zone (121). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des quatre revendications précédentes, dans lequel les pions (122) sont disposés selon une symétrie de rotation discrète.A micro-electromechanical system (1) according to any one of the four preceding claims, wherein the pins (122) are arranged in discrete rotational symmetry. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des cinq revendications précédentes, dans lequel, le microsystème comprenant autant de pions (122) que de transducteurs électromécaniques, chaque pion (122) prend appui sur une portion de la zone libre (121) délimitée par l’intersection de la portion périphérique (126) de la zone libre (121) avec un secteur angulaire, ce dernier étant celui dans lequel un des transducteurs électromécaniques s’inscrit.Electromechanical microsystem (1) according to any one of the five preceding claims, in which, the microsystem comprising as many pegs (122) as there are electromechanical transducers, each peg (122) rests on a portion of the free zone (121) delimited by the intersection of the peripheral portion (126) of the free zone (121) with an angular sector, the latter being that in which one of the electromechanical transducers fits. Microsystème électromécanique (1) selon la revendication 8 ou l’une quelconque des revendications 9 à 18, dans lequel le ou les pions (122) sont fixés sur ladite zone libre (121), de préférence au contact directe de ladite zone libre (121).Electromechanical microsystem (1) according to Claim 8 or any one of Claims 9 to 18, in which the peg(s) (122) are fixed on the said free zone (121), preferably in direct contact with the said free zone (121 ). Microsystème électromécanique (1) la revendication 8 ou l’une quelconque des revendications 9 à 18, dans lequel le ou les pions (122) sont configurés pour coopérer avec un ou plusieurs objets formant un organe externe (2) de sorte que le mouvement de la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) soit fonction d’un déplacement du ou des pions (122) entrainés par l’organe externe (2) ou inversement que le mouvement de la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) induise un déplacement, en particulier une inclinaison, de l’organe externe (2) par l’intermédiaire du ou des pions (122).Electromechanical microsystem (1) according to claim 8 or any one of claims 9 to 18, in which the peg or pegs (122) are configured to cooperate with one or more objects forming an external member (2) so that the movement of the movable part (111a, 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) is a function of a displacement of the pin(s) (122) driven by the external member (2) or inversely that the movement of the movable part (111a , 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) induces a displacement, in particular an inclination, of the external member (2) via the pin(s) (122). Microsystème électromécanique (1) selon la revendication précédente, dans lequel le ou les pions (122) sont configurés pour pouvoir être solidarisé avec l’organe externe (2) par collage ou magnétisme.Electromechanical microsystem (1) according to the preceding claim, in which the pin or pins (122) are configured to be able to be secured to the external member (2) by bonding or magnetism. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, comprenant en outre au moins une butée latérale (15), de préférence supportée par ladite première paroi (131) de la cavité (13), configurée pour guider le mouvement de l’organe externe (2).Electromechanical microsystem (1) according to any one of the two preceding claims, further comprising at least one lateral abutment (15), preferably supported by said first wall (131) of the cavity (13), configured to guide the movement of the external organ (2). Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 18, dans lequel au moins certains des transducteurs électromécaniques (11a, 11b) sont configurés pour que, sous sollicitation, leurs parties mobiles (111a, 111b), induisent des déformations de la zone libre (121) de la membrane (12) entrainant une inclinaison de l’au moins un pion (122) selon une même direction et/ou dans un même sens.Electromechanical microsystem (1) according to any one of Claims 9 to 18, in which at least some of the electromechanical transducers (11a, 11b) are configured so that, under stress, their moving parts (111a, 111b) induce deformations of the free zone (121) of the membrane (12) causing an inclination of the at least one pin (122) in the same direction and/or in the same direction. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications 9 à 18, dans lequel au moins certains des transducteurs électromécaniques (11a, 11b) sont configurés pour que, sous sollicitation, leurs parties mobiles (111a, 111b), induisent des déformations de la zone libre (121) de la membrane (12) entrainant une inclinaison de l’au moins un pion (122) selon des directions différentes et/ou dans deux sens opposés.Electromechanical microsystem (1) according to any one of Claims 9 to 18, in which at least some of the electromechanical transducers (11a, 11b) are configured so that, under stress, their moving parts (111a, 111b) induce deformations of the free zone (121) of the membrane (12) causing an inclination of the at least one pin (122) in different directions and/or in two opposite directions. Microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane déformable (12) est configurée de sorte que sa zone libre (121) est capable de se déformer avec une amplitude d’au moins 50 µm, voire d’environ 100 µm . Electromechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims, in which the deformable membrane (12) is configured so that its free zone (121) is capable of deforming with an amplitude of at least 50 µm, or even about 100 µm . Système opto-électro-mécanique (3) comprenant au moins un microsystème électromécanique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes et au moins un microsystème optique (31), le microsystème optique (31) comprenant au moins un miroir, de préférence à base de silicium, le système opto-électro-mécanique (3) étant configuré de sorte à ce que le mouvement de la partie mobile (111a, 111b) de chaque transducteur électromécanique (11a, 11b) provoque un déplacement de l'au moins un miroir.Opto-electro-mechanical system (3) comprising at least one electro-mechanical microsystem (1) according to any one of the preceding claims and at least one optical microsystem (31), the optical microsystem (31) comprising at least one mirror, preferably based on silicon, the opto-electro-mechanical system (3) being configured so that the movement of the movable part (111a, 111b) of each electromechanical transducer (11a, 11b) causes a displacement of the at least a mirror.
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DE102008004639A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-23 Robert Bosch Gmbh Micromechanical component and production method for a micromechanical component
EP2184625A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-12 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Optical device with deformable membrane with improved activation

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