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EP2018347A1 - Microsystème piézoélectrique pour l'isolation vibratoire active de composants sensibles aux vibrations - Google Patents

Microsystème piézoélectrique pour l'isolation vibratoire active de composants sensibles aux vibrations

Info

Publication number
EP2018347A1
EP2018347A1 EP07731337A EP07731337A EP2018347A1 EP 2018347 A1 EP2018347 A1 EP 2018347A1 EP 07731337 A EP07731337 A EP 07731337A EP 07731337 A EP07731337 A EP 07731337A EP 2018347 A1 EP2018347 A1 EP 2018347A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piezoelectric
beams
zones
microsystem
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07731337A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Manuel Collet
Patrick Delobelle
Yann Meyer
Vincent Walter
Paul Muralt
Jacek Baborowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Franche-Comte
Original Assignee
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Franche-Comte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Franche-Comte filed Critical Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL
Publication of EP2018347A1 publication Critical patent/EP2018347A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric microsystem for the active vibratory isolation of vibration sensitive components.
  • microelectronics micro-optics
  • MEMS micro-optics
  • MOEMS electromechanical filters
  • surface wave sensors ultrasonic transducers
  • Stability is a major problem for the use of certain electronic systems, such as frequency generators, gyros, or even for certain accelerometers.
  • any suspension In general, the purpose of any suspension is obviously to limit the acceleration of the system to be isolated in the frequency range of stresses.
  • the known solutions propose a compromise between the stiffness and the damping of the connection: the attenuation of the modal suspensions induced by the increase of the damping of the system results in a reduction of the high frequency cut and by a bad insulation in this range.
  • the invention proposes for its part a new, stable and robust strategy that makes it possible to effectively solve the problem of the insulation compromise.
  • the invention proposes a microsystem for active vibratory isolation, characterized in that it comprises a support which comprises a frame and at least two beams which intersect at an intersection zone and carry or are intended to carry an element to be stabilized, said beams carrying at least one piezoelectric layer and electrodes which define different piezoelectric zones, at least two of which are piezoelectric measurement zones, adapted to deliver output signals and which are sensitive to the deformations of the beam (s) carrying them, and of which at least one is a piezoelectric activation zone, controlled according to the output signals of the piezoelectric measurement zones according to a stabilization control law.
  • the support is preferably in silicon, but may be in other materials.
  • the microsystem according to the invention comprises two cross beams, one of these beams carrying measuring piezoelectric zones, sensitive to the deformations of this beam, the other carrying piezoelectric zones of activation.
  • the two beams are perpendicular.
  • the microsystem according to the invention comprises three measurement zones, one central zone disposed at the intersection zone between the two cross beams, the two others arranged on one of the two beams, either side of this central area, with a separation from it. Also, it has two activation zones, arranged on the other beam, on either side of the central zone.
  • the element that is to be stabilized is located at the intersection zone of the two beams.
  • the microsystem integrates a component to stabilize deposited with the other components of the microsystem.
  • the microsystem comprises means for subsequently receiving the component to be stabilized.
  • FIG. 1 is a schematic representation in perspective of a microsystem according to a possible embodiment of the invention
  • FIG. 2 composed of FIGS. 2A and 2B, illustrates the arrangement of the electrodes of the microsystem of FIG. 1
  • Figure 2A is a top view of the microsystem of Figure 1
  • Figure 2B is a side view of the beam 2b and shows the arrangement of the electrodes thereon
  • FIGS. 3a and 3b are theoretical Bode diagrams of a microsystem of the type of FIG. 1, on the one hand free (solid lines) and on the other hand controlled (dashed lines);
  • FIG. 4 is a photograph in top view of a microsystem according to one embodiment of the invention.
  • the microsystem illustrated in FIG. 1 comprises a silicon support which comprises on the one hand a frame 1 and on the other hand a network 2 of beams which extend inside this frame 1 and which carry the suspended mass 3 that one seeks to stabilize.
  • the support 1 has a generally square shape, while the network of beams 2 consists of two beams 2a and 2b, which extend in a cross, perpendicular to each other, in the frame 1. More specifically, the two beams 2a and 2b extend from the edges of said frame 1, parallel thereto, and intersect in the center of said frame 1, at an intersection area 2c, the suspended mass
  • the various beams (2a, 2b) of the network 2 carry a piezoelectric thin film 4 (see FIG. 2B), on which are superposed different electrodes which define on this layer different zones (4a, 4b, 4c):
  • FIG 2B shows only the beam 2b but by analogy, the skilled person will be able to represent the electrodes on the beam 2a from Figure 2B).
  • the beams 2a and 2b and the frame 1 which carries them are made of silicon;
  • a measurement piezoelectric zone 4c defined at the intersection zone 2c and sensitive to deformations at the zone 2c;
  • the measurement zones 4a are preferably located at the ends of the beam 2a;
  • the space 9 separating these activation zones 4b from the measurement zone 4c is smaller than the space separating the measurement zones 4b from the zone 4c, the zones 4b extending over a longer branch length and being wider than areas 4a; the measurement zones 4b are preferably located at the ends of the beam 2b;
  • zone 2c comprises a square electrode 6c, which is connected to a measurement output via a track 7a extending along from one of the branches of the beam 2a, to the frame 1.
  • the height of an edge of this square electrode is for example of the order of 500 micrometers.
  • the electrodes defining the zones 4a and 4b are those referenced respectively by 6a and 6b in FIG. 2A.
  • the thickness of the silicon structure is for example between 0.5 and 100 micrometers, whereas the piezoelectric layer 4 is for example a thin film, with a thickness of 0.1 to 10 micrometers.
  • the width of the beams 2a and 2b is optimized to firstly allow a sufficient signal / noise ratio and secondly to allow optimization of the activation.
  • the beam 2a which carries the measuring piezoelectric zone 4a has a width equal to half the width of the beam 2b which carries the activation electrodes 6b.
  • the width of this beam 2b is for example of the order of mm, for a total length of the order of 5mm for each of the branches of the beams 2a and 2b.
  • the electrodes 6a are of a slightly smaller width than the beam 2a, so as to allow the passage of the track 7a.
  • the electrodes 6b are slightly smaller than the width of the branch
  • Electrodes 6a and 6b are for example of a length equal to half the length of the branches of the beams 2a and 2b
  • the control law of the piezoelectric controllers is chosen so as to damp and compensate the deformations of the microsystem according to the invention and to actively stabilize the suspended mass 3.
  • the signal yi generated by the piezoelectric zone 4c during a deformation of the intersection zone 2c is sent, with the signals y2 and y3 generated by the piezoelectric zones 4a, on a signal conditioning electronics 5 which generates the voltage V to apply to activation zones 4b.
  • This signal conditioning electronics 5 (also called a microcontroller) comprises a gain controller 5a, as well as an input of this one a charge amplifier 5b and output a voltage amplifier 5c.
  • this electronics 5 is carried by the support (1) of the microsystem.
  • the gain of the controller 5a is for example of the type:
  • the sensitive components (electrical, optical, etc.) to be isolated can be attached later to the microsystem or the suspension or be integrated directly thereto, if for example silicon-based components.
  • suspension device can advantageously be integrated on printed electronic circuit boards (PCB or "Printed Circuit Board”) or in complete systems.
  • PCB printed electronic circuit boards
  • the piezoelectric layers are, for example, PZT ceramics (Lead Titano-Zirconiate) sol gel, integrated directly onto the substrates of SOI (silicon on insulator).
  • PZT ceramics Lead Titano-Zirconiate sol gel
  • piezoelectric materials can be used such as Aluminum Nitrate (AIN), Zinc oxide (ZnO), and other perovskites similar to PZT, also depositing by other techniques such as PVD (physical vapor deposition) and CVD (chemical vapor deposition).
  • AIN Aluminum Nitrate
  • ZnO Zinc oxide
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • a cross structure has been made (see FIG. 4) from a SOI wafer (silicon on insulator) which contained a layer of monocrystalline silicon (Si) of 5 ⁇ m thickness over a buried oxide layer. approximately 1 ⁇ m, all bonded to a silicon substrate (Si).
  • the substrate below the structure is excavated (from the lower side) until buried oxide (buried oxide) by dry etching, and the cross shape is released by dry etching from the upper surface.
  • a basic solution as for example potash KOH.
  • the first tests carried out show a yield greater than 90% on a Si substrate of 10 centimeters in diameter.
  • Figures 3a and 3b illustrate the Bode diagrams obtained through such an active control.
  • the solid line curve is representative of a free microsystem; the dotted line curve represents a microsystem under active control according to the invention,
  • the resonance is strongly attenuated.
  • the peak before resonance ("overshoot") is relatively low, which makes it possible not to have amplification of the response of the system to the frequencies related to the peak.
  • the proposed microsystem allows a substantially smooth linear control, that is to say without re-emission of energy at high frequency.
  • microsystem according to the invention can be integrated or placed on an electronic card or an optical medium.

Landscapes

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Abstract

Microsystème pour l'isolation vibratoire active, caractérisé en ce qu'il comporte un support qui comprend un cadre (1) et au moins deux poutres (2a, 2b) qui se croisent et portent ou sont destinées à porter un élément à stabiliser (3), lesdites poutres (2a, 2b) portant au moins une couche piézoélectrique (4a, 4b, 4c) et des électrodes qui définissent différentes zones piézo-électriques, dont au moins deux (4a, 4c) sont des zones piézoélectriques de mesure, sensibles aux déformations de la ou des poutre(s) qui les porte, et dont au moins une (4b) est une zone piézo-électrique d'activation, commandée en fonction des signaux en sortie des zones piézoélectriques de mesure selon une loi de commande de stabilisation.

Description

MICROSYSTÈME PIÉZOÉLECTRIQUE POUR L'ISOLATION VIBRATOIRE ACTIVE DE COMPOSANTS SENSIBLES AUX VIBRATIONS
La présente invention est relative à un microsystème piézoélectrique pour l'isolation vibratoire active de composants sensibles aux vibrations.
Elle trouve en particulier avantageusement application dans de nombreux domaines : micro-électronique, micro-optique, MEMS, MOEMS, filtres électromécaniques, capteurs à ondes de surface, transducteurs ultrasonores, etc..
PRESENTATION DU DOMAINE TECHNIQUE
La stabilité constitue une problématique majeure pour l'utilisation de certains systèmes d'électronique, tels que des générateurs de fréquences, des gyrovribrants, voire pour certains accéléromètres.
De façon générale, l'objectif de toute suspension est bien évidemment de limiter l'accélération du système à isoler dans la gamme de fréquences de sollicitations.
Classiquement, les solutions connues proposent un compromis entre la raideur et l'amortissement de la liaison : l'atténuation des suspensions modales induite par l'augmentation de l'amortissement du système se traduit par une diminution de la coupure haute fréquence et par une mauvaise isolation dans cette gamme.
Il est par conséquent impératif de baisser la fréquence de coupure en limitant la raideur de la liaison, ce qui entraîne généralement une perte de stabilité en basse fréquence. PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION
L'invention propose quant à elle une stratégie nouvelle, stable et robuste qui permet de résoudre efficacement le problème du compromis d'isolation.
Ainsi, l'invention propose un microsystème pour l'isolation vibratoire active, caractérisé en ce qu'il comporte un support qui comprend un cadre et au moins deux poutres qui se croisent au niveau d'une zone d'intersection et portent ou sont destinées à porter un élément à stabiliser, lesdites poutres portant au moins une couche piézoélectrique et des électrodes qui définissent différentes zones piézo-électriques, dont au moins deux sont des zones piézo-électriques de mesure, adaptées pour délivrer des signaux en sortie et qui sont sensibles aux déformations de la ou des poutre(s) qui les porte, et dont au moins une est une zone piézoélectrique d'activation, commandée en fonction des signaux en sortie des zones piézoélectriques de mesure selon une loi de commande de stabilisation.
Le support est préférentiellement en silicium, mais peut être en d'autres matériaux.
Avantageusement, le microsystème selon l'invention comporte deux poutres en croix, l'une de ces poutres portant des zones piézoélectriques de mesure, sensibles aux déformations de cette poutre, l'autre portant des zones piézoélectriques d'activation.
Préférentiellement, les deux poutres sont perpendiculaires.
Par exemple, le microsystème selon l'invention comporte trois zones de mesure, l'une, centrale, disposée au niveau de la zone d'intersection entre les deux poutres en croix, les deux autres disposées sur l'une des deux poutres, de part et d'autre de cette zones centrale, avec une séparation par rapport à celle-ci. Egalement, il comporte deux zones d'activation, disposées sur l'autre poutre, de part et d'autre de la zone centrale.
De préférence, l'élément que l'on cherche à stabiliser est situé au niveau de la zone d'intersection des deux poutres.
De préférence, le microsystème intègre un composant à stabiliser déposé avec les autres composants du microsystème.
De préférence, le microsystème comprend des moyens pour recevoir ultérieurement le composant à stabiliser.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un microsystème conforme à un mode de réalisation possible de l'invention ; - la figure 2 composée des figures 2A et 2B, illustre la disposition des électrodes du microsystème de la figure 1 ; la figure 2A est une vue de dessus du microsystème de la figure 1 , la figure 2B est une vue de côté de la poutrelle 2b et montre la disposition des électrodes sur cette dernière ; - les figures 3a et 3b sont des diagrammes théoriques de Bode d'un microsystème du type de celui de la figure 1, d'une part libre (traits pleins) et d'autre part contrôlé (traits pointillés) ;
- la figure 4 est une photographie en vue de dessus d'un microsystème conforme à un mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION
Le microsystème illustré sur la figure 1 comporte un support en silicium qui comprend d'une part un cadre 1 et d'autre part un réseau 2 de poutrelles qui s'étendent à l'intérieur de ce cadre 1 et qui portent la masse suspendue 3 que l'on cherche à stabiliser.
Dans l'exemple ici décrit, le support 1 à une forme générale carrée, tandis que le réseau de poutrelles 2 est constitué de deux poutrelles 2a et 2b, qui s'étendent en croix, perpendiculairement l'une à l'autre, dans le cadre 1. Plus précisément, les deux poutrelles 2a et 2b s'étendent à partir des bords dudit cadre 1 , parallèlement à ceux-ci, et se croisent au centre dudit cadre 1 , au niveau d'une zone d'intersection 2c, la masse suspendue
3 étant portée par le réseau de poutrelles au niveau de ladite zone d'intersection 2c.
Les différentes poutrelles (2a, 2b) du réseau 2 portent une couche mince piézoélectrique 4 (voir figure 2B), sur laquelle sont superposées différentes électrodes qui définissent sur cette couche différentes zones (4a, 4b, 4c):
• les unes où le matériau de la couche piézoélectrique est utilisé comme piézoélectrique de mesure, sensible aux déformations desdites poutrelles,
• les autres où le matériau de la couche piézoélectrique est utilisé comme un piézoélectrique d'activation, commandé en fonction des déformations relevées par les piézoélectriques de mesure.
Par ailleurs, le support 1 et les poutrelles 2a, 2b portent sur leur face opposée aux zones piézoélectriques 4a, 4b, 4c une couche métallique 10 formant plan de masse (voir la figure 2B ; par souci de simplicité, la figure 2B ne montre que la poutre 2b mais par analogie,, l'homme du métier saura représenter les électrodes sur la poutre 2a à partir de la figure 2B).
Plus spécifiquement, dans l'exemple de la figure 1 et de la figure 2B, il est prévu : que les poutrelles 2a et 2b et le cadre 1 qui les porte sont en silicium ;
une zone piézoélectrique 4c de mesure, définie au niveau de la zone d'intersection 2c et sensible aux déformations au niveau de la zone 2c ;
deux zones piézoélectriques 4a de mesure, s'étendant sur le silicium des deux branches de la poutrelle 2a, d'un côté et de l'autre de la zone d'intersection 2c, avec un certain espace de séparation 9 par rapport à la zone piézoélectrique 4c ; les zones 4a de mesure sont de préférence situées aux extrémités de la poutrelle 2a ;
deux zones piézoélectriques d'activation 4b, s'étendant sur le silicium des deux branches de la poutrelle 2b, d'un côté et de l'autre de Ia zone d'intersection 2c ; l'espace 9 qui sépare ces zones d'activation 4b de la zone de mesure 4c est moins important que l'espace qui sépare les zones de mesure 4b de ladite zone 4c, les zones 4b s'étendant sur une longueur de branche plus importante et étant plus large que les zones 4a ; les zones 4b de mesure sont de préférence situées aux extrémités de la poutrelle 2b ;
Une disposition possible pour les électrodes permettant de définir ces différentes zones est représentée sur la figure 2. Dans la configuration représentée, la zone 2c comporte une électrode carrée 6c, qui est reliée à une sortie de mesure par une piste 7a s'étendant le long d'une des branches de la poutre 2a, jusqu'au cadre 1.
La hauteur d'un bord de cette électrode carrée est par exemple de l'ordre de 500 micromètres. Les électrodes définissant les zones 4a et 4b sont celles respectivement référencées par 6a et 6b sur la figure 2A.
L'épaisseur de la structure en silicium (poutrelles 2a, 2b et cadre 1 ) est par exemple comprise entre 0,5 et 100 micromètres, tandis que la couche piézoélectrique 4 est par exemple un film mince, d'épaisseur de 0,1 à 10 micromètres.
La largeur des poutrelles 2a et 2b est optimisée pour d'une part permettre un rapport signal/bruit suffisant et d'autre part permettre une optimisation de l'activation. Par exemple, la poutrelle 2a qui porte la zone piézoélectrique de mesure 4a a une largeur égale à la moitié de la largeur de la poutrelle 2b qui porte les électrodes d'activation 6b. La largeur de cette poutrelle 2b est par exemple de l'ordre du mm, pour une longueur totale de l'ordre de 5mm pour chacune des branches des poutres 2a et 2b.
Les électrodes 6a sont d'une largeur légèrement inférieure à celle de la poutre 2a, de façon à permettre le passage de la piste 7a. De même, les électrodes 6b sont d'une largeur légèrement inférieure à celle de la branche
2b. Ces électrodes 6a et 6b sont par exemple d'une longueur égale à la moitié de la longueur des branches des poutres 2a et 2b
La loi de commande des piézoélectriques contrôlés est choisie de façon à amortir et compenser les déformations du microsystème selon l'invention et à stabiliser de façon active la masse suspendue 3.
Le signal yi généré par la zone piézoélectrique 4c lors d'une déformation de la zone d'intersection 2c est envoyé, avec les signaux y2 et y3 générés par les zones piézoélectriques 4a, sur une électronique 5 de conditionnement de signal qui génère la tension V à appliquer aux zones 4b d'activation.
Cette électronique 5 de conditionnement de signal (appelé aussi microcontrôleur) comprend un contrôleur de gain 5a, ainsi qu'en entrée de celui-ci un amplificateur de charge 5b et en sortie un amplificateur de tension 5c. De préférence, cette électronique 5 est portée par le support (1 ) du microsystème.
Le gain du contrôleur 5a est par exemple du type :
G(S) 0>2 + JZ3)
où g1 , g2 et a et b sont des constantes et où s=iω , ω étant la pulsation du signal.
D'autres lois de commande sont bien entendu possibles. Avec un tel système, on observe et on contrôle le mode de pompage fondamental ; les autres modes de la structure ne sont quant à eux pas contrôlés.
Ceci permet d'induire une stabilité absolue de la masse dans un repère galiléen sans surtension ni hausse de transmissibilité à haute fréquence.
Les composants sensibles (électriques, optiques, etc.) à isoler peuvent être fixés ultérieurement sur le microsystème ou la suspension ou être intégrés directement à celle-ci, s'il s'agit par exemple de composants à base de silicium.
Par ailleurs, le dispositif de suspension peut avantageusement être intégré sur des supports électroniques imprimés (PCB ou « Printed Circuit Board ») ou dans des systèmes complets.
Les couches piézoélectriques sont par exemple des céramiques PZT (Titano-Zirconiate de Plomb) sol gel, intégrées directement sur les substrats de SOI (Silicium sur isolant).
D'autres matériaux piézoélectriques peuvent être utilisés comme le Nitrate d'Aluminium (AIN), l'oxide de zinc (ZnO), et d'autres perovskites similaire au PZT, en déposant aussi par d'autre techniques comme le PVD (physical vapor déposition) et le CVD (chemical vapor déposition).
Une structure en croix a notamment été réalisée (voir figure 4) à partir d'une plaquette SOI (silicon on insulator) qui contenait une couche de silicium (Si) monocristalline de 5 μm épaisseur sur une couche d'oxide (buried oxide) d'environ 1 μm, tout lié sur un substrat de silicium (Si). Après dépôt et structuration de l'électrode inférieure de plomb (Pt)1 du PZT, de l'électrode supérieure or/chrome (Au/Cr), le substrat en dessous de la structure est excavé (à partir de la côté inférieure) jusqu'à l'oxide enterré ("buried oxide") par gravure sèche, et la forme de croix est libérée par gravure sèche à partir de la surface supérieure. Pour la gravure du substrat, on pourrait également utiliser la méthode de gravure humide anisotrope du Si dans une solution basique (comme p. ex. la potasse KOH).
Les premiers tests réalisés montrent un rendement supérieur à 90 % sur un substrat de Si de 10 centimètres de diamètre.
Aucune détérioration du système n'est observée (fatigue, délamination).
Les figures 3a et 3b illustrent les diagrammes de Bode obtenus grâce à un tel contrôle actif.
La courbe en trait plein est représentative d'un microsystème libre ; la courbe en trait pointillé représente un microsystème sous contrôle actif selon l'invention,
Ainsi qu'on le constate sur les figures 3a et 3b, la résonance est fortement atténuée. De cette façon, on dispose d'un système permettant une atténuation d'au moins 40 dB par décade, et une forte atténuation à la fréquence de résonance. On notera également que le pic avant résonance ("overshoot") est relativement faible ce qui permet de ne pas avoir d'amplification de la réponse du système aux fréquences liées au pic.
Enfin, le microsystème proposé permet un contrôle linéaire sensiblement lisse, c'est-à-dire sans réémission d'énergie en haute fréquence.
Enfin, le microsystème selon l'invention peut être intégré ou disposé sur une carte électronique ou un support optique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Microsystème pour l'isolation vibratoire active caractérisé en ce qu'il comporte un support qui comprend un cadre (1) et au moins deux poutres (2a, 2b) qui se croisent au niveau d'une zone d'intersection (2c) et portent ou sont destinées à porter un élément à stabiliser (3), lesdites poutres (2a, 2b) comprenant différentes zones piézo-électriques (4a, 4b, 4c), dont au moins deux (4a, 4c) sont des zones piézo-électriques de mesure adaptées pour délivrer des signaux en sortie et qui sont sensibles aux déformations de la ou des poutre(s) qui les porte, et dont au moins une (4b) est une zone piézo-électrique d'activation, et qui est commandée en fonction des signaux en sortie des zones piézoélectriques (4a, 4c) de mesure selon une loi de commande de stabilisation.
2. Microsystème selon la revendication 1 caractérisé en ce que les poutres (2a) et 2b comportent au moins une couche piézoélectrique 4, et des électrodes (6a, 6b, 6c) qui définissent les zones piézoélectriques de mesure (4a, 4c) et les zones piézoélectriques d'activation 4b.
3. Microsystème selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le support comprenant le cadre et les poutres est en silicium.
4. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte deux poutres (2a, 2b) en croix, l'une (2a) de ces poutres portant des zones piézoélectriques de mesure (4a, 4c), sensibles aux déformations de cette poutre, l'autre
(2b) portant au moins une zone piézoélectrique d'activation (4b).
5. Microsystème selon la revendication 4, caractérisé en ce que tes poutres (2a, 2b) sont perpendiculaires.
6. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , caractérisé en ce qu'il comporte trois zones piézoélectriques de mesure, l'une, centrale (4c), disposée au niveau de la zone d'intersection (2c) entre les deux poutres en croix, les deux autres (4a) disposées sur l'une (2a) des deux poutres, de part et d'autre de cette zone centrale (4c), avec une séparation 9 par rapport à celle-ci.
7. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux zones d'activation (4b), disposées sur l'autre poutre (2b), de part et d'autre de la zone centrale (4c).
8. Microsystème selon les revendications 6 et 7 caractérisé en ce que les zones piézoélectriques de mesure (4a) à l'exception de la zone piézoélectrique centrale (4c) et les zones piézoélectriques d'activation (4b) sont situées respectivement aux extrémités des poutres (2a) et (2b).
9. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 , caractérisé en ce qu'il comporte un microcontrôleur (5) apte à générer la loi de commande stabilisation.
10. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la loi de commande est de type :
G(s) = gi O) + (~gi) (yi + yi) s + a s +b
où g1 , g2 et a et b sont des constantes et où s=iω , ω étant la pulsation des vibrations, y1 étant le signal en sortie de la zone piézoélectrique centrale (4c), y2 et y3 étant les signaux en sortie des deux autres zones piézoélectriques (4a) de mesure.
11. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que l'élément (3) à stabiliser est situé au niveau de la zone d'intersection (2c) des deux poutres (2a, 2b).
12. Microsystème selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il intègre un composant (3) à stabiliser déposé avec le autres composants du microsystème.
13. Microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour recevoir ultérieurement un composant (3) à stabiliser.
14. Carte électronique caractérisé en ce qu'elle comporte un microsystème selon l'une quelconque des revendications précédentes.
15. Support optique caractérisé en ce qu'il comporte un microsystème selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
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