FR2897349A1 - Microsysteme incluant un dispositif d'arret - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un microsystème (2, 2') comportant un substrat (3) et un élément mobile (20, 20') monté sur le substrat (3), ledit élément mobile (20, 20') étant doté d'au moins un contact électrique (21, 21') et étant piloté par exemple par effet magnétique entre au moins deux positions, une position de fermeture d'un circuit électrique et une position d'ouverture du circuit électrique. La position d'ouverture de l'élément mobile est délimitée par un dispositif d'arrêt (4a, 4b, 5a, 5b, 5) de la course de l'élément mobile (20, 20'), raccordé à un circuit électrique de détection (D) et comportant des moyens de détection (41, 51) aptes à déterminer si l'élément mobile (20, 20') est dans la position d'ouverture.

Description

Microsystème incluant un dispositif d'arrêt La présente invention se

rapporte à un microsystème comportant un élément mobile entre au moins deux positions. Ce type de microsystème est par exemple un MEMS jouant le rôle d'un micro-interrupteur ou d'un micro-commutateur de courant utilisé par exemple dans un micro-contacteur, un micro-relais ou un micro-reed. Il est connu par le document US2005/083156 un micro-interrupteur magnétique comportant un élément mobile pivotant, mobile entre une position de fermeture stable d'un circuit électrique et une position d'ouverture instable délimitée par un stoppeur. L'élément mobile est placé sous l'influence d'un champ magnétique permanent le maintenant dans chacune de ses positions et est commandé pour basculer entre ses deux positions par passage d'un courant électrique dans un conducteur électrique. En l'absence de courant traversant le conducteur, l'élément mobile est dans la position stable de fermeture. Lorsqu'un courant est injecté dans le conducteur, l'élément mobile bascule dans sa position instable d'ouverture du circuit électrique. Cette position instable est délimitée par le stoppeur qui empêche l'élément mobile de prendre une seconde position stable. Si le courant traversant le conducteur est coupé, l'élément mobile, sous la seule influence du champ magnétique permanent revient automatiquement dans sa position stable de fermeture du circuit électrique. Le stoppeur est donc employé pour rendre le microinterrupteur monostable. Dans un microsystème de type MEMS jouant le rôle de micro-commutateur ou de micro-interrupteur de courant dans lequel un élément mobile pivote entre deux positions stables, l'élément mobile est amené à effectuer un grand nombre de manoeuvres au cours de sa vie en sollicitant ses bras en flexion ou en torsion pour pivoter. Ces bras de liaison sont donc particulièrement sollicités, affectant au cours du temps la déformation de l'élément mobile et donc notamment la distance d'isolation électrique entre la position d'ouverture et la position de fermeture. En outre, lorsque la déformation de l'élément mobile se dégrade, il est nécessaire de pouvoir contrôler l'état de l'élément mobile au cours de sa vie afin de pouvoir éventuellement remplacer le microsystème.

Le but de l'invention est de proposer un microsystème dans lequel l'élément mobile est moins sollicité au cours du temps lors de son fonctionnement, entraînant une augmentation de sa durée de vie et dans lequel la déformation de l'élément mobile est contrôlée de manière à pouvoir suivre l'évolution de sa déformation au cours du temps. Ce but est atteint par un microsystème comportant un substrat et un élément mobile monté sur le substrat, ledit élément mobile étant doté d'au moins un contact électrique et étant piloté entre au moins deux positions, une position de fermeture d'un circuit électrique et une position d'ouverture du circuit électrique, ladite position d'ouverture étant délimitée par un dispositif d'arrêt de la course de l'élément mobile, caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt est raccordé à un circuit électrique de détection et comporte des moyens de détection aptes à détecter si l'élément mobile est dans la position d'ouverture. Selon l'invention, le dispositif d'arrêt comporte au moins une électrode du circuit électrique de détection et en ce que l'élément mobile comporte au moins une partie conductrice de l'électricité en appui contre l'électrode pour fermer le circuit électrique de détection lorsqu'il est en position d'ouverture. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'arrêt comporte une seule électrode reliée à une première borne d'alimentation du circuit électrique de détection et la partie conductrice de l'élément mobile est reliée à une seconde borne d'alimentation du circuit électrique de détection. Dans ce mode de réalisation, l'électrode traverse par exemple l'élément mobile et présente par exemple une extrémité solidaire du substrat et une tête conformée en champignon contre laquelle l'élément mobile vient buter en position d'ouverture.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'arrêt comporte deux électrodes reliées chacune à une borne d'alimentation du circuit électrique de détection, lesdites électrodes étant espacées et aptes à être reliées électriquement par la partie conductrice de l'élément mobile lorsqu'il est dans la position d'ouverture.

Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'arrêt comporte deux électrodes reliées en parallèle à une première borne d'alimentation d'un circuit électrique de détection, et la partie conductrice de l'élément mobile est reliée à une deuxième borne d'alimentation du circuit électrique de détection, lesdites électrodes étant espacées et aptes à être reliées électriquement toutes les deux à la partie conductrice de l'élément mobile lorsqu'il est dans la position d'ouverture. Selon une configuration du deuxième et troisième modes de réalisation, les électrodes sont positionnées symétriquement de part et d'autre de l'élément mobile.

Chaque électrode présente alors une extrémité solidaire du substrat et une extrémité libre conformée en crochet. Selon une autre configuration de ces deux modes de réalisation, les électrodes peuvent traverser l'élément mobile. Dans ce cas, chaque électrode présente par exemple une extrémité solidaire du substrat et une tête conformée en champignon ayant pour fonction de stopper l'élément mobile en position d'ouverture. Cette seconde configuration permet notamment de gagner en encombrement. Selon une particularité de l'invention, les moyens de détection sont associés à des détecteurs de courant ou de tension. Selon une autre particularité, les moyens de détection sont associés à des moyens de mesure de la capacité entre au moins une électrode et la partie conductrice de l'élément mobile. Selon une autre particularité, le microsystème comporte des dispositifs d'arrêt additionnels de l'élément mobile en position d'ouverture, répartis le long de l'élément mobile.

Selon l'invention, l'élément mobile est une membrane ferromagnétique ancrée au substrat et pilotée par effet magnétique entre ses deux positions. La membrane est par exemple mobile en rotation autour d'un axe définissant une partie avant portant le contact électrique et une partie arrière. Le microsystème selon l'invention peut comporter un second dispositif d'arrêt agissant sur la partie arrière de la membrane pour délimiter la position de fermeture de la membrane. Selon l'invention, chaque dispositif d'arrêt est intégré au substrat lors de la fabrication. Selon l'invention, le microsystème pourra être fabriqué selon une technologie de type MEMS (Micro-ElectroMechanical System).

D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente en perspective un microsystème doté d'un dispositif d'arrêt selon un premier mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 1, le câblage du circuit de détection n'est pas représenté. Les figures 2A et 2B représentent en vue de côté le microsystème de la figure 1 respectivement en position ouverte et en position fermée, actionné par un aimant permanent. Les figures 3A à 3C représentent de manière schématique et en vue de dessus, un microsystème doté d'un dispositif d'arrêt selon différentes configurations d'un premier mode de réalisation. La figure 4 représente de manière schématique et en vue de dessus, un microsystème doté d'un dispositif d'arrêt selon un second mode de réalisation. Les figures 5A et 5B représentent de manière schématique et en vue de dessus, un microsystème selon des variantes de réalisation des figures 3B et 4. La figure 6 représente en vue de côté un microsystème doté d'un 20 dispositif d'arrêt selon le second mode de réalisation. La figure 7 représente en perspective une variante de réalisation du microsystème représenté en figure 1. Sur cette figure, le câblage du circuit de détection n'est pas représenté. Les figures 8A et 8B représentent en vue de côté le microsystème de la 25 figure 7. La figure 9 représente en vue de côté un perfectionnement du microsystème représenté en figure 1. Les figures 10 et 11 représentent en perspective une électrode du dispositif d'arrêt selon deux modes de réalisation distincts. 10 15 30 En référence aux figures 1 et 7, un microsystème 2, 2' de type micro-interrupteur ou micro-commutateur est doté d'au moins un élément mobile par exemple constitué d'une membrane 20, 20' en matériau ferromagnétique montée sur une surface plane 30 d'un substrat 3 fabriqué dans des matériaux comme le silicium, le verre, des céramiques ou sous forme de circuits imprimés. Dans la suite de la description, le microsystème 2, 2' est décrit avec une seule membrane 20, 20' mais la description doit être comprise comme si le microsystème 2, 2' peut comporter sur un même support 3 une pluralité de membranes mobiles pouvant être actionnée simultanément par un unique moyen d'actionnement tel qu'un aimant permanent. La membrane 20, 20' porte à l'une de ses extrémités un contact électrique 21, 21' et le substrat 3 porte sur sa surface 30 au moins deux pistes conductrices 31, 32 planes identiques espacées et destinées à être reliées électriquement par le contact mobile 21, 21' de la membrane 20, 20' afin d'obtenir la fermeture d'un circuit électrique principal (non schématisé). Selon une première variante de réalisation du microsystème 2 représentée en figures 1, 2A et 2B, la membrane 20 présente un axe longitudinal (A) et est reliée par une de ses extrémités à un plot 23 d'ancrage solidaire du substrat 3 par l'intermédiaire de deux bras 22a, 22b de liaison. Par l'intermédiaire de ses deux bras 22a, 22b, la membrane 20 est apte à pivoter par rapport au substrat 3 suivant un axe (P) parallèle à l'axe décrit par les points de contact de la membrane 20 avec les pistes conductrices 31, 32 et perpendiculaire à son axe longitudinal (A). Les bras 22a, 22b de liaison forment une liaison élastique entre la membrane 20 et le plot 23 d'ancrage.

Le pivotement de la membrane 20 est donc obtenu par flexion des bras 22a, 22b de liaison. Selon une seconde variante de réalisation représentée en figures 7, 8A et 8B, la membrane 20', présentant également un axe longitudinal (A'), est solidaire du substrat 3 par l'intermédiaire de deux bras 22a', 22b' de liaison reliant ladite membrane 20' à deux plots d'ancrage 23a', 23b' disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal (A') de la membrane 20'. Le contact 21' mobile est par exemple formé sur la membrane 20' à proximité de l'extrémité de la membrane 20' et fait face à la surface 30 du substrat 3. Par l'intermédiaire des deux bras de liaison 22a', 22b', la membrane 20' est apte à pivoter par rapport au substrat 3 suivant un axe (P') parallèle à l'axe décrit par les points de contact de la membrane 20' avec les électrodes 31, 32 et perpendiculaire à son axe longitudinal (A'). Les bras 22a', 22b' de liaison forment une liaison élastique entre la membrane 20 et leur plot 23a', 23b' d'ancrage respectif et le pivotement de la membrane 20' est donc obtenu par torsion des bras 22a', 22b' de liaison. Selon cette variante de réalisation, l'axe (P') de pivotement de la membrane 20' est décalé par rapport à l'axe médian parallèle ce qui permet de définir sur la membrane 20', de part et d'autre de son axe (P') de pivotement, deux parties distinctes, une partie avant portant le contact électrique 21' et une partie arrière.

Le microsystème 2, 2' de l'invention peut être réalisé par une technologie de duplication planaire de type MEMS (pour "Micro Electro-Mechanical System") ou LEMS (pour "Laminated Electro-Mechanical System", voir demande de brevet US 2005/057329). La membrane 20, 20' ainsi que les bras de liaison 22a, 22b, 22a', 22b' sont par exemple issus d'une même couche de matériau ferromagnétique. Dans une autre configuration, les bras de liaison 22a, 22b, 22a', 22b' et une couche inférieure de la membrane 20, 20' peuvent être issus d'une couche métallique. Une couche d'un matériau ferromagnétique est déposée sur cette couche métallique pour générer la partie supérieure de la membrane 20, 20'. Une telle configuration peut permettre d'optimiser les propriétés mécaniques des bras de liaison 22a, 22b, 22a', 22b' en utilisant, pour le pivotement de la membrane 20, 20', un matériau mécaniquement plus adapté que le matériau ferromagnétique. De plus, la couche métallique peut faire office de contact pour la fermeture du circuit électrique principal. Le matériau ferromagnétique est par exemple du type magnétique doux et peut être par exemple un alliage de fer et de nickel ( permalloy Ni8oFe2o). En référence aux figures 2A, 2B et 8A et 8B, sous l'action d'un champ magnétique généré par exemple par un aimant permanent 10, la membrane 20, 20' ferromagnétique est pilotée par effet magnétique entre deux positions extrêmes distinctes. Dans une première position extrême (figures 2A ou 8A), l'extrémité de la membrane 20, 20' portant le contact 21, 21' est relevée et n'est pas en appui contre les pistes conductrices 31, 32 du substrat 3. Le circuit électrique principal associé aux pistes 31, 32 est donc ouvert. Dans sa seconde position extrême (figures 2B et 8B), l'extrémité de la membrane 20, 20' portant le contact 21, 21' est en appui contre les pistes conductrices 31, 32. Dans cette seconde position, le circuit électrique principal est fermé. En l'absence d'un minimum de champ rémanent, la membrane 20, 20' est maintenue parallèle à la surface 30 du substrat 3 (figures 1 et 7). Une membrane 20, 20' ferromagnétique se déplace entre ses deux positions extrêmes en s'alignant sur les lignes de champ L magnétique générées par exemple par l'aimant permanent 10 (figures 2A, 2B et 8A, 8B). L'aimant permanent 10 crée un champ magnétique présentant des lignes de champ L dont l'orientation génère une composante magnétique BP0, BPI dans la couche ferromagnétique de la membrane 20, 20' du microsystème suivant son axe longitudinal (A), (A'). Cette composante magnétique BP0, BPI générée dans la membrane 20, 20' engendre un couple magnétique imposant à la membrane 20, 20' de prendre l'une de ses positions extrêmes de fermeture (figures 2B, 8B) ou d'ouverture (figures 2A, 8A). Selon l'invention, la position d'ouverture de la membrane 20, 20' est délimitée par un dispositif d'arrêt principal destiné à limiter la déformation de la membrane 20, 20' dans sa position d'ouverture et donc à augmenter la durée de vie du microsystème 2, 2'. En outre, selon l'invention, ce dispositif d'arrêt principal comporte des moyens de détection permettant de déterminer si la membrane 20, 20' est bien en appui contre le dispositif d'arrêt et donc bien dans la position d'ouverture. Le dispositif d'arrêt principal comporte ainsi une ou plusieurs électrodes 4a, 4b, 5a, 5b, 5 métalliques de détection interagissant avec la membrane 20, 20' en position d'ouverture pour laisser passer un courant électrique dans un circuit électrique de détection D distinct du circuit électrique principal.

Le circuit électrique de détection D permet de déterminer si la membrane 20, 20' est bien dans sa position d'ouverture. Il comporte au moins une source d'alimentation S en courant, des moyens M de mesure de courant ou de tension et des moyens T de traitement du courant ou des courants mesurés ou de la tension ou des tensions mesurées. Les moyens T de traitement sont par exemple associés à un organe de signalisation (non représenté) chargé d'alerter d'un défaut dans le microsystème 2, 2'. Selon l'invention, lorsque la membrane 20, 20' est en position d'ouverture elle ferme le circuit électrique de détection D. La détection d'un courant ou d'une tension dans le circuit électrique de détection D permet de déduire qu'elle est alors bien dans sa position d'ouverture. La membrane 20, 20' présente une couche en matériau ferromagnétique qui est conducteur de l'électricité et qui permet donc la fermeture du circuit électrique de détection D. Cependant, afin d'améliorer la liaison électrique, la membrane 20, 20' peut porter sur sa couche supérieure une ou deux parties métalliques 24 conductrices de l'électricité. Sur les figures, la membrane 20, 20' est représentée avec une telle partie conductrice 24 mais il faut comprendre que compte tenu de la conductivité électrique de sa couche ferromagnétique, elle peut s'en affranchir.

Selon l'invention, en technologie MEMS, l'électrode ou les électrodes 4a, 4b, 5a, 5b, 5 du dispositif d'arrêt principal sont par exemple implantées directement dans le substrat 3 lors de la fabrication du microsystème 2, 2'. La description qui suit des différents modes de réalisation est effectuée en liaison avec le microsystème 2 selon le premier mode de réalisation représenté en figure 1. Cependant, il faut comprendre qu'elle s'applique également au microsystème 2' représenté en figure 7. Dans ce microsystème 2', Le dispositif d'arrêt principal est monté au niveau de la partie avant de la membrane 20'.

Selon un premier mode de réalisation représenté en figures 3A et 3B, le dispositif d'arrêt comporte au moins deux électrodes 4a, 4b métalliques identiques disposées de part et d'autre de la membrane 20 symétriquement par rapport à son axe longitudinal (A). Les électrodes 4a, 4b présentent chacune une forme en L inversé comportant une tige 40 ancrée dans le substrat 3 et une extrémité libre conformée par exemple en crochet 41 (figure 10). D'autres formes de l'électrode 4 peuvent également être envisagées. Lors du mouvement de la membrane 20 vers sa position d'ouverture, elle vient buter contre les crochets 41 des deux électrodes 4 et se stopper dans cette position correspondant à sa position d'ouverture.

Selon leur position le long de la membrane 20, les électrodes 4a, 4b ont une hauteur adaptée pour que la partie conductrice de la membrane 20 vienne en contact contre les crochets 41 dans une position d'ouverture qui doit être suffisamment écartée de la position de fermeture pour respecter une distance d'isolation électrique minimale entre le contact mobile 21 et les pistes conductrices 31, 32, mais pas trop écartée pour éviter de trop forcer sur les bras de liaison 22a, 22b. Dans une première configuration représentée en figure 3A, les deux électrodes 4a, 4b sont chacune reliées à une borne de la source d'alimentation S en courant pour former le circuit électrique de détection D. Lorsqu'elle est en butée contre les crochets 41 des deux électrodes 4a, 4b, la partie conductrice 24 de la membrane 20 relie électriquement les deux électrodes 4a, 4b pour fermer le circuit électrique de détection D. Grâce aux moyens de mesure M associés aux moyens de traitement T, la détection d'un courant dans le circuit électrique de détection D ou d'une tension aux bornes des électrodes 4a, 4b permet de déterminer si la membrane 20 est bien en appui contre les crochets 41 des électrodes 4a, 4b et donc bien en position d'ouverture.

Dans une seconde configuration représentée en figure 3B, la partie conductrice 24 de la membrane 20 est reliée à une borne de la source d'alimentation S tandis que les deux électrodes 4a, 4b sont reliées par deux branches en parallèle à l'autre borne de la source d'alimentation S du circuit électrique de détection D. Les moyens M de mesure en courant ou en tension associés aux moyens T de traitement permettent de déterminer si la membrane 20 est bien dans la position d'ouverture. La détection d'un courant ou d'une tension sur chacune des branches du circuit D au niveau de chaque électrode 4a, 4b permet de déduire que la membrane 20 est bien en appui contre les deux crochets 41 des électrodes. Dans ce cas, la membrane 20 est donc correctement positionnée dans sa position d'ouverture.

La détection d'un courant ou d'une tension sur une seule des branches permet de déduire que la membrane 20 est en appui contre une seule des électrodes 4a, 4b du dispositif d'arrêt. Dans ce cas, la membrane 20 a subi une déformation anormale causée par son usure ou par une variation du champ magnétique. La variation du champ magnétique peut résulter par exemple d'irrégularités de positionnement de l'aimant permanent 10 par rapport à la membrane 20. La détection d'aucun courant ou tension permet de déduire que la membrane 20 n'est en appui contre aucun des crochets 41 des électrodes 4a, 4b. La membrane 20 ne vient plus dans sa position d'ouverture, elle est donc usée ou le champ magnétique généré lui imposant sa position d'ouverture a varié. Dans cette deuxième configuration, les moyens M de mesure en courant et/ou en tension peuvent être remplacés ou complétés par des moyens de mesure de type capacitif C pour mesurer la variation de la capacité entre chacune des électrodes 4a, 4b et la partie conductrice 24 de la membrane 20 (figure 5A). Les crochets des électrodes 4a, 4b ont alors une surface déterminée de taille importante, située en vis-à-vis de la partie conductrice 24 de la membrane 20. Les deux électrodes 4a, 4b sont par exemple à un potentiel commun tandis que la partie conductrice 24 de la membrane 20 est à un potentiel différent de ce potentiel commun. La détermination de la capacité entre la partie conductrice 24 de la membrane 20 et chacune des électrodes 4a, 4b séparément permet de déduire la distance entre la membrane 20 et chacune des électrodes 4a, 4b et donc de déterminer la position de la membrane 20 par rapport à chacune des électrodes 4a, 4b. Si les capacités mesurées sont nulles, cela signifie que la membrane 20 est en appui contre les deux électrodes 4a, 4b. Selon une variante de réalisation de ce premier mode de réalisation, représentée en figure 3C, deux électrodes 5a, 5b ne sont pas disposés de part et d'autre de la membrane 20 mais traversent la membrane 20 symétriquement par rapport à son axe longitudinal (A) ce qui permet notamment de gagner en encombrement. Selon cette variante, les électrodes 5a, 5b présentent une tige 50 et se terminent par exemple par une tête 51 en forme de champignon (figure 11). Lorsque la membrane 20 est en position d'ouverture, elle vient en appui par sa partie conductrice 24 contre les têtes 51 métalliques des électrodes pour relier électriquement les deux électrodes et fermer le circuit électrique de détection. Les deux configurations décrites ci-dessus pour le premier mode de réalisation sont parfaitement applicables avec des électrodes 5a, 5b de cette variante. Selon un second mode de réalisation de l'invention représenté en figures 4 et 6, le dispositif d'arrêt comporte une seule électrode 5. Cette électrode 5 présente par exemple une forme en champignon telle que décrite ci-dessus en liaison avec la figure 11 et traverse la membrane 20 sensiblement suivant son axe longitudinal (A). La hauteur de l'électrode 5 est déterminée pour arrêter la membrane 20 dans une position d'ouverture du circuit électrique suffisamment écartée de la position de fermeture pour respecter une distance d'isolation électrique suffisante mais pas trop écartée pour éviter de trop forcer sur les bras de liaison 22a, 22b. Dans ce mode de réalisation, une borne de la source d'alimentation S du circuit électrique de détection D est reliée à la partie conductrice 24 de la membrane 20, tandis que l'autre borne de la source d'alimentation S est reliée à l'électrode 5. Lorsque la membrane 20 est en position d'ouverture, la membrane 20 est en appui contre la tête 51 de l'électrode 5 ce qui entraîne la fermeture du circuit de détection D. La détection d'un courant dans le circuit électrique de détection D ou d'une tension par les moyens de mesure M permet de déduire que la membrane 20 est bien dans la position d'ouverture en appui contre le dispositif d'arrêt. Si aucun courant ou aucune tension n'est détecté, cela signifie que la membrane 20 est usée ou que le champ magnétique imposant à la membrane 20 de prendre sa position d'ouverture a varié. Une variante de ce second mode de réalisation représentée en figure 5B consiste à utiliser un détecteur capacitif C permettant de déterminer la variation de la capacité entre la partie conductrice 24 de la membrane et l'électrode 5. Comme déjà décrit précédemment, la détermination de la capacité entre la partie conductrice 24 de la membrane et l'électrode 5 permet de connaître la position de la membrane 20 par rapport au dispositif d'arrêt principal. Si la capacité est nulle, cela signifie que la membrane 20 est en position d'ouverture en appui contre le dispositif d'arrêt. Le détecteur capacitif peut remplacer les moyens de mesure M en courant ou en tension ou tout simplement les compléter. Les moyens T de traitement, associés au moyens M de mesure permettent par exemple de déterminer la résistance électrique de contact entre la ou les électrodes 4a, 4b, 5a, 5b, 5 et la partie conductrice 24 de la membrane 20 dans la position d'ouverture en fonction du courant mesuré dans le circuit électrique de détection D et/ou de la ou des tensions mesurées. La détermination de la résistance électrique entre la partie conductrice 24 de la membrane 20 et la ou les électrodes 4a, 4b, 5a, 5b, 5 permet donc de déduire la force de contact de la membrane 20 contre les électrodes. Si la résistance électrique déterminée est faible, la force de contact est importante. En revanche, si la résistance électrique est forte, la force de contact entre la membrane 20 et la ou les électrodes est faible. De la variation de la résistance électrique de contact au cours du temps, on peut donc déduire la déformation et l'usure de la membrane 20 au cours du temps ou la variation du champ magnétique imposant à la membrane 20 de prendre la position d'ouverture. Selon l'invention, le dispositif d'arrêt peut être implanté à proximité de l'axe de rotation (P) de la membrane 20 pour limiter notamment son encombrement en hauteur. Selon l'invention, le dispositif d'arrêt composé d'une ou plusieurs électrodes 4a, 4b, 5a, 5b, 5 peut être complété par des dispositifs d'arrêt additionnels 8 répartis le long de la membrane (figure 9). Ces dispositifs d'arrêt additionnels 8 ne comportent pas de moyens de détection et n'ont donc pas vocation à déterminer la position de la membrane 20. Ils sont employés pour aider le dispositif d'arrêt principal à stopper mécaniquement la membrane 20 évitant ainsi de trop le solliciter. Ces dispositifs d'arrêt additionnels 8 sont préférentiellement non métalliques pour ne pas perturber le fonctionnement du dispositif d'arrêt principal. Ils peuvent présenter une forme selon l'un des modes de réalisation décrit ci-dessus, c'est-à-dire en crochet (figure 10) répartis de part et d'autre de la membrane 20 ou en forme de champignon (figure 11) traversant la membrane 20. Selon leur position le long de la membrane 20, la hauteur des dispositifs d'arrêt additionnels 8 est étudiée pour délimiter la position d'ouverture de la membrane 20 en différents points, distincts du ou des points d'arrêts du dispositif d'arrêt principal. Sur la figure 9, le dispositif d'arrêt principal comportant les moyens de détection est par exemple positionné pour stopper la membrane 20 à proximité de l'axe de rotation (P) de la membrane 20 tandis qu'un dispositif d'arrêt additionnel 8b est positionné pour stopper la membrane 20 à proximité de l'extrémité de la membrane 20 portant le contact 21 et un autre 8a dans une position intermédiaire entre ces deux dispositifs. Sur la figure 9, les dispositifs d'arrêt sont conformés en crochet maisles autres formes ou configurations peuvent tout à fait être envisagées. Selon l'invention, avec un microsystème 2' selon le second mode de réalisation (figures 7, 8a, et 8b), la partie arrière de la membrane 20' peut également porter un contact mobile destiné à venir relier électriquement deux contacts fixes disposées en vis-à-vis sur le substrat 3 lorsque la membrane 20' est en position d'ouverture. Ces deux contacts fixes sont associés à un second circuit électrique de détection permettant de déduire selon l'intensité du courant mesurée, l'amplitude de déformation de la membrane 20' en position d'ouverture. Cette information peut être couplée aux autres informations recueillies au niveau du dispositif d'arrêt principal pour comprendre la déformation de la membrane 20' en position d'ouverture. Sur la partie arrière de la membrane 20', un dispositif d'arrêt 9 peut être monté pour délimiter la position de fermeture de la membrane 20' et ainsi éviter les rebonds du contact mobile 20 contre les pistes conductrices fixes 31, 32 à la fermeture. Ce dispositif d'arrêt 9 n'est pas forcément doté de moyens de détection. Il peut être constitué par exemple d'un ou de deux crochets symétriques ou avoir la forme d'un arceau (figure 7) venant encadrer la partie arrière de la membrane 20'. La hauteur de ce dispositif d'arrêt 9 est déterminée pour permettre à la fois une fermeture du circuit électrique principal avec une pression de contact suffisante et éviter les rebonds de la membrane 20' à la fermeture du circuit électrique principal. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer 15 d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Microsystème (2, 2') comportant un substrat (3) et un élément mobile (20, 20') monté sur le substrat (3), ledit élément mobile (20, 20') étant doté d'au moins un contact électrique (21, 21') et étant piloté entre au moins deux positions, une position de fermeture d'un circuit électrique et une position d'ouverture du circuit électrique, ladite position d'ouverture étant délimitée par un dispositif d'arrêt (4a, 4b, 5a, 5b, 5) de la course de l'élément mobile (20, 20'), caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt (4a, 4b, 5a, 5b, 5) est raccordé à un circuit électrique de détection (D) et comporte des moyens de détection (41, 51) aptes à détecter si l'élément mobile (20, 20') est dans la position d'ouverture.

2. Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt comporte au moins une électrode (4a, 4b, 5a, 5b, 5) du circuit électrique de détection (D) et en ce que l'élément mobile (20, 20') comporte au moins une partie conductrice (24) de l'électricité en appui contre l'électrode (4a, 4b, 5a, 5b, 5) pour fermer le circuit électrique de détection (D) lorsqu'il est en position d'ouverture.

3. Microsystème selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt comporte une seule électrode (5) reliée à une première borne d'alimentation du circuit électrique de détection (D) et en ce que la partie conductrice (24) de l'élément mobile (20, 20') est reliée à une seconde borne d'alimentation du circuit électrique de détection (D).

4. Microsystème selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt comporte deux électrodes (4a, 4b, 5a, 5b) reliées chacune à une borne d'alimentation du circuit électrique de détection (D), lesdites électrodes (4a, 4b, 5a, 5b) étant espacées et aptes à être reliées électriquement par la partie conductrice (24) de l'élément mobile (20, 20') lorsqu'il est dans la position d'ouverture.

5. Microsystème selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt comporte deux électrodes (4a, 4b, 5a, 5b) reliées en parallèle à une première borne d'alimentation d'un circuit électrique de détection (D), et en ceque la partie conductrice (24) de l'élément mobile (20, 20') est reliée à une deuxième borne d'alimentation du circuit électrique de détection (D), lesdites électrodes (4a; 4b, 5a, 5b) étant espacées et aptes à être reliées électriquement toutes les deux à la partie conductrice (24) de l'élément mobile (20, 20') lorsqu'il est dans la position d'ouverture.

6. Microsystème selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les électrodes (4a, 4b, 5a, 5b) sont positionnées symétriquement de part et d'autre de l'élément mobile (20, 20').

7. Microsystème selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque électrode (4a, 4b) présente une extrémité solidaire du substrat (3) et une extrémité libre conformée en crochet (41).

8. Microsystème selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque électrode (5a, 5b, 5) traverse l'élément mobile (20, 20').

9. Microsystème selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque électrode (5a, 5b, 5) présente une extrémité solidaire du substrat (3) et une extrémité libre conformée en champignon (51).

10. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de détection sont associés à des détecteurs de courant ou de tension.

11. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de détection sont associés à des moyens de mesure de la capacité (C) entre au moins une électrode (4a, 4b, 5a, 5b, 5) et la partie conductrice (24) de l'élément mobile (20, 20').

12. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des dispositifs d'arrêt additionnels (8a, 8b) de l'élément mobile (20, 20') en position d'ouverture, répartis le long de la membrane.

13. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément mobile est une membrane (20, 20') ferromagnétique ancrée au substrat (3) pilotée par effet magnétique entre ses deux positions.

14. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la membrane (20') est mobile en rotation autour d'un axe (P') définissant une partie avant portant le contact électrique (21') et une partie arrière.

15. Microsystème selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend 5 un second dispositif d'arrêt (9) agissant sur la partie arrière de la membrane (20') pour délimiter la position de fermeture de la membrane (20').

16. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le dispositif d'arrêt est intégré au substrat (3) lors de la fabrication.

17. Microsystème selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce 10 qu'il est fabriqué selon une technologie MEMS.