Fabrication de l’élément sensible
La fabrication de structures de surface en utilisant un électroformage sélectif est différente de la
méthode conventionnelle pour la fabrication des MEMS à base de silicium. Pour cette technique,
un métal est déposé par galvanoplastie sur un substrat conducteur au travers d’un masque résistant.
Après que le masque photorésistant ait été enlevé, le métal reste à la surface selon le motif défini
par le masque. Pour obtenir un élément sensible suspendu, la structure est partiellement fabriquée
sur le dessus d’un matériau de remplissage préalablement déposé. Une fois que l’élément sensible
est constitué, le matériau de remplissage est enlevé laissant l’élément sensible reposer sur la zone
où il est en contact direct avec la surface. L’utilisation d’une technique par « addition » plutôt que
celle par gravure sélective utilisée pour le silicium permet de façonner des structures plus
complexes avec des vides partiellement fermés ou des structures multicouches complexes. De
plus, les récentes avancées de la technologie par photo-résistance permettent de définir avec plus
de facilités des contours francs.
La fabrication des capteurs de SILICON DESIGNS se fait à partir des plaques (wafer) de silicium
de 4 pouces. Nous utilisons des techniques employant des produits photorésistants, un dispositif
d’exposition par UV et un équipement spécifique de galvanoplastie. Une seule plaque permet de
produire environs 1600 éléments sensibles, la plaque étant contrôlée puis découpée pour terminer
le processus de production
Puce électronique
Le second composant clef dans ce concept est l’ASIC (Application Specific Integrated Circuit) qui
doit transformer les faibles variations de capacité de l’élément sensible en un signal électrique
utilisable. Cette électronique doit être très proche de l’élément sensible afin de mesurer avec
précision d’infimes accélérations qui modifient la capacité en présence d’importantes capacités
parasites. SILICON DESIGNS a développé deux versions de cet ASIC. L’un fournit une sortie
numérique et l’autre une sortie analogique. L’ASIC numérique génère un train d’impulsions dont
la fréquence (ou plus précisément la densité d’impulsions) est proportionnelle à l’accélération.
L’ASIC analogique génère une tension de sortie différentielle proportionnelle à l’accélération.
Ces deux types d’accéléromètres permettent d’augmenter le nombre d’applications pouvant
utiliser cet élément sensible. La plupart des machines d’essais et des anciens systèmes de mesures
utilisent des capteurs analogiques. Il est ainsi facile de passer à des accéléromètres SILICON
DESIGNS aux performances plus élevées (capteur analogique type 1210) sans modification
majeure (enlever les s) et de permettre ainsi l’utilisation de techniques classiques de traitement du
signal analogique. L‘existence de l’accéléromètre numérique (capteur type 1010) permet une
intégration aisée dans des systèmes basés sur des microprocesseurs sans l’embarras d’une
conversion additionnelle A/D. Un simple microprocesseur, tel qu’un PIC, est tout ce dont vous
avez besoin pour mesurer la sortie de l’accéléromètre.