FR2988903A1 - Capteur ainsi que son procede de fabrication et de montage - Google Patents

Abstract

Capteur (100) ayant une surface de capteur (102) et une surface inclinée (104). La surface (102) comporte un élément de capteur (106) pour recevoir une composante directionnelle d'une grandeur de mesure dirigée. Au moins une surface de contact (108) est prévue sur la surface inclinée (104) pour le contact de l'élément de capteur (106). La surface inclinée (104) fait un angle par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière de support (400) du capteur (100) ; la surface inclinée (104) est orientée dans une autre direction que la surface de capteur (102).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un capteur, à son procédé de réalisation et son procédé de montage selon une structure de support.

Etat de la technique Les capteurs de champ magnétique sont combinés actuellement à des capteurs d'accélération et de vitesse de rotation dans un même boîtier pour servir à la navigation. Les composantes du champ magnétique suivant les axes x et y sont mesurées à l'aide de capteurs à saturation de flux encore appelés capteurs "Fluxgate" alors que la composante sur l'axe z est mesurée par un circuit intégré à effet Hall. Le document DE 10 2009 028 815 Al décrit un magné- tomètre comportant un substrat et un noyau magnétique. Le substrat a une bobine d'excitation générant un flux magnétique dans le noyau ma- gnétique et la bobine d'excitation a une section orientée pratiquement perpendiculairement au plan d'extension principale du substrat. Ex-nt_sé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un capteur caractérisé en ce qu'il comporte : - une surface de capteur portant un élément de capteur pour recevoir une composante directionnelle d'une grandeur de mesure dirigée, et - une surface inclinée munie d'au moins une surface de contact pour le contact de l'élément de capteur - la surface inclinée faisant un angle par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière de support du capteur et, - la surface inclinée est orientée dans une autre direction que la surface de capteur. L'invention a également pour objet un procédé de réalisa- tion d'un premier capteur et d'au moins un second capteur, caractérisé par les étapes suivantes consistant à : - utiliser une plaquette en une matière de support crystaline, - une surface de capteur de la plaquette ayant un premier élément de capteur et au moins un second élément de capteur, - fixer une surface d'usinage sur la surface de capteur de la plaquette, - la surface d'usinage située entre le premier élément de capteur et le second élément de capteur séparant les éléments de capteur à réaliser, - enlever une partie de la plaquette au niveau de la surface d'usinage pour réaliser une première surface inclinée et une seconde surface inclinée en regard de la première, - l'enlèvement se faisant par gravure anisotrope consistant à enléver la matière de support suivant un angle déterminé par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière du support pour obtenir les surfaces inclinées, - introduire au moins une première surface de contact pour le contact du premier élément de capteur dans la première surface inclinée, et - séparer les capteurs entre les premières surfaces inclinées et les secondes surfaces inclinées pour obtenir des capteurs, séparés.

Enfin, l'invention a pour objet un procédé de montage d'un capteur sur une structure de support caractérisé en ce que - le capteur a une surface de capteur munie d'un élément de capteur qui reçoit une composante directionnelle d'une grandeur de mesure dirigée, et - le capteur a une surface inclinée munie d'au moins une surface de contact pour le contact de l'élément de capteur, - la surface inclinée faisant un angle par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière de support du capteur, et - la surface inclinée est orientée dans une autre direction que la surface de capteur, ce procédé consistant à : - placer le capteur sur la surface de support dont la surface inclinée forme un angle aigu avec la surface de la structure de support sur une surface de montage, et - au moins une partie de la surface inclinée et/ ou de la surface de montage sont couvertes d'une matière de montage, - rendre liquide la matière de montage de la surface de montage pour disposer la surface inclinée en utilisant la tension superficielle de la matière de montage liquéfiée, par basculement de l'élément de cap- teur autour d'une arête sur la surface de montage, et - laisser solidifier la matière de montage pour relier le capteur a la structure de support. Dans un capteur de champ magnétique fonctionnant se- lon le principe du magnétomètre à saturation de flux (magnétomètre Fluxgate) on fait fonctionner un noyau à aimantation douce alternati- vement en saturation. Le noyau est entouré par deux bobines de sens opposé. Lorsqu'un courant alternatif, par exemple en dent de scie passe dans la bobine d'excitation, on induit par les noyaux à aimantation douce, commune, également un courant lors du basculement de l'aimantation dans l'autre bobine (bobine de réception). La tension d'excitation et la tension de réception en l'absence de champ extérieur sont de même amplitude et se compensent du fait de leurs sens d'enroulement opposés. Mais en cas de champ magnétique extérieur, la composante vectorielle dans la direction du noyau donne un signal ré- sultant dans la bobine de réception, proportionnel au champ appliqué. Ce principe permet de mesurer des champs magnétiques très faibles. A l'interface entre un liquide et un gaz, la tension superficielle qui fait que le liquide prend une surface aussi faible que possible. Par exemple, une goutte d'eau aura si possible une forme sphérique pour que la surface soit la plus faible pour un même volume d'eau. Lorsque le liquide arrive sur une surface, la limite entre la goutte et la surface se fait suivant un angle de contact caractéristique. Cet angle de contact dépend des deux matières à la surface du liquide. Si la surface à une bonne mouillabilité vis-à-vis du liquide, l'angle de contact est inférieur à 90°. Mais si la surface a une mauvaise mouillabilité vis-à-vis du liquide, l'angle de contact sera supérieur à 90°. L'invention repose sur le fait que la tension superficielle d'un liquide, par exemple d'une soudure fondue, cherche à tirer l'une vers l'autre les deux surfaces avec la goutte de liquide si le liquide a un faible angle de contact et/ou s'il y a une mouillabilité élevée au niveau des surfaces. La force engendrée peut être suffisamment importante pour faire pivoter une pièce. Le liquide peut être une matière de mon- tage servant à monter ou installer une pièce ou un composant sur une matière de support. En particulier, le composant peut être pivoté par le liquide sur un côté incliné bien que l'on place le composant sur une surface droite. Un capteur est un composant semi-conducteur et/ou une structure micro électromécanique (structure MEMS). Le capteur est destiné à transformer une grandeur physique mesurable en un signal électrique. La grandeur mesurable a une direction dans l'espace. Le capteur reçoit une composante vectorielle de la grandeur dans une direction de l'espace. Le capteur reçoit, par exemple, une partie d'un champ magnétique. Pour cela, le capteur comporte un élément de cap- teur par exemple un noyau qui peut être aimanté et se trouve dans la zone d'influence de deux bobines de sens opposé. La direction d'action des bobines définit la direction de la composante vectorielle. L'élément de capteur est introduit selon la technique des micro systèmes dans une plaque d'une matière de support encore appe- lée plaquette. La plaquette est, par exemple, réalisée en un semi conducteur. La plaquette peut être en silicium mono-crystalin. Les étapes nécessaires d'usinage se feront sur le côté supérieur et/ou le côté inférieur de la plaquette. La surface de capteur est ici la surface de la pla- guette sur ou dans laquelle se trouve l'élément de capteur. Une surface inclinée peut avoir un angle prédéfini par rapport à la structure crystaline de la matière de support. La direction ou l'alignement de la surface inclinée peut être celle du plan crystalin de la matière de support ou correspondre à ce plan. La surface inclinée peut avoir un angle prédéfini par rapport à la surface du capteur et la surface inclinée est avantageu- sement inclinée par rapport à la surface du capteur. La surface de contact est une structure électroconductrice. La surface de contact peut être une surface métallique appliquée sur la matière de support et avec laquelle on fait le contact de l'élément de capteur. Le contact peut se faire par un fil de liaison mais aussi par un patin de soudure sur la structure de support. La surface d'usinage est définie par exemple à l'aide d'un masque en nitrure de silicium. L'enlèvement de la matière peut se faire à l'aide d'un solvant ou par gravure pour attaquer la matière de support de manière anisotrope.

Par exemple, l'agent de gravure peut être de la potasse (hydroxyde de potassium KOH). Le solvant ou l'agent de gravure enlève la matière de support jusqu'à un plan crystalographique défini qui a un angle déterminé par rapport à la structure crystalographique de la pla- s guette. Pour réaliser la surface de contact dans la surface inclinée, on masque de nouveau la surface inclinée. La surface inclinée peut avoir une couche isolante sous la surface de contact. La couche isolante est appliquée avant de masquer. Pour séparer les capteurs, on scie la plaquette. La plaquette peut également être coupée par un faisceau laser. 10 L'emplacement de montage encore appelé surface de montage est une place prédéterminée pour le capteur ou une surface prédéterminée sur la structure de support. La structure de support est, par exemple, une paroi de boîtier ou une plaque de circuit. La place de montage est par exemple un patin de soudure ou un patin de colle. La soudure peut être 15 appliquée à l'état de pâte que l'on liquéfie en chauffant. La couche iso- lante repousse la soudure. La surface de contact se mouille bien avec la soudure. La tension superficielle est la tension entre deux milieux non miscibles et représente une tendance des milieux à développer une surface commune aussi réduite que possible. La matière de montage ligué- 20 fiée peut exercer une force de traction sur la surface de contact et faire pivoter le capteur. Lorsque la matière de montage est refroidie le capteur est solidarisé à la structure de support en position tournée. Le capteur comporte un corps de base avec une première surface de fixation pour fixer le capteur à une structure de support 25 dans une première direction de l'espace et au moins une seconde sur- face de fixation pour fixer le capteur à la structure de support dans une seconde direction de l'espace, la première surface de fixation faisant un angle par rapport à la seconde surface de fixation et les deux surfaces de fixation ont une arête commune. Le capteur comporte un élément de 30 capteur sur la première surface de fixation ou sur une surface opposée à celle-ci et le capteur reçoit une composante directionnelle d'une grandeur de mesure dirigée. Le capteur à au moins une première surface de contact sur la surface ou sur la première surface de fixation, et cette surface de contact est reliée à l'élément de capteur. Le capteur a au 35 moins une seconde surface de contact sur la seconde surface de fixation ou une surface inclinée du capteur à l'opposé de la seconde surface de fixation et qui est reliée électriquement à la première surface de contact. La seconde surface de contact peut être plus grande que la première surface de contact.

La surface de capteur et la surface inclinée ont une arête commune. Au montage, le capteur est basculé autour de l'arête commune qui peut être placée dans la place de montage. La surface de capteur comporte au moins une autre sur- face de contact ayant des dimensions plus petites que la surface de con- tact sur le côté incliné. La matière de montage (ou agent de montage), liquéfiée, exerce une force plus importante sur la grande surface de sorte que le capteur sera basculé par la liquéfaction de la matière de montage. La surface d'usinage se fixe en utilisant la relation entre la profondeur d'usinage souhaitée et l'angle déterminé. En particulier, la profondeur d'usinage sera sensiblement de moitié de la largeur de la surface d'usinage. Ainsi, la plaquette sera pratiquement complètement coupée et lors de l'opération de séparation, il suffira de séparer une faible épaisseur de la couche.

Dans l'étape de fixation, on peut fixer une seconde sur- face d'usinage sur le côté inférieur de la plaquette à l'opposé de la surface de capteur. Dans l'étape d'enlèvement, on enlève la matière de support dans la région de la seconde surface d'usinage en utilisant le procédé de gravure anisotrope pour réaliser d'autres surfaces inclinées.

Ces autres surfaces inclinées sont réalisées dans la plaquette à partir de son côté arrière. Ces autres surfaces inclinées permettent de réaliser des capteurs de la manière symétrique. La seconde surface d'usinage sur le côté inférieur est fixée avec un décalage latéral prédéfini par rapport à la surface d'usinage de la surface de capteur. Le capteur aura ainsi une section analogue à celle d'un parallélogramme. Le centre de gravité du capteur peut ainsi être proche d'une arête de basculement. La matière de support peut repousser la matière de mon- tage. Dans l'étape de liquéfaction, la matière de montage sera repoussée par la matière de support. La matière de montage peut s'accrocher à la surface de contact. Grâce à l'accrochage et à la surface de contact et non à la matière de support, on réalise l'isolation des différentes surfaces de contact les unes par rapport aux autres, ce qui évite les court-circuits.

Le capteur peut être installé de manière décalée par rap- port à au moins deux surfaces de montage réalisées comme surfaces de contact de la structure de support pour le contact électrique du capteur ; dans l'étape de prise ou de durcissement des surfaces de contact de capteur sur la surface inclinée, on réalise la liaison électrique avec les surfaces de contact de la structure de support, ce qui permet de réa- liser plusieurs liaisons électriques avec le capteur. Ainsi, pour un capteur de champ magnétique, on réalisera par exemple au moins quatre contacts électriques. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un capteur et d'un procédé de fabrication, représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels les éléments identiques ou analogues dans les différentes figures portent les mêmes références et leur description dé- taillée n'est pas systématiquement reprise. Ainsi : - la figure 1 montre le détail d'un capteur selon un exemple de réalisation de la présente invention, la figure 2 montre un ordinogramme d'un procédé de réalisation d'un capteur selon un exemple de la présente invention, - la figure 3 montre un ordinogramme d'un procédé de montage d'un capteur selon un exemple de réalisation de l'invention, - les 4a à 4d montrent des dispositions de composants selon la réalisation d'étape de procédé pour la fabrication d'un capteur selon un exemple de réalisation de l'invention, les figures 5a à 5c montrent des dispositions de composants selon l'exécution d'étape de montage d'un capteur correspondant à un exemple de réalisation de l'invention, - les figures 6a et 6b montrent des dispositions de composants après l'exécution de variante d'étape de montage d'un capteur selon un exemple de réalisation de l'invention.

Descriti et modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre le détail d'un capteur 100 selon un exemple de réalisation de l'invention. Le capteur 100 à une surface de capteur 102 et une surface inclinée 104. La surface inclinée 104 fait un angle par rapport à la structure du réseau cristallin de la matière de support du capteur 100. Par exemple, l'angle correspond à l'angle crystallographique entre le plan « 111 » et le plan « 001 ». La surface de capteur 102 comporte un élément de capteur 106 qui détecte une composante directionnelle d'une grandeur de mesure redirigée. Par exemple, l'élément de capteur « 106 » est un capteur de champ magné- tique qui détecte la composante du champ magnétique qui correspond à sa direction de mesure. La surface inclinée 104 comporte au moins une surface de contact 108 pour la mise en contact de l'élément de capteur 106. La surface de contact 108 est reliée à l'élément de capteur 106 par un chemin conducteur électrique 110. Si la surface inclinée 104 a plu- sieurs surfaces de contact 108, alors l'élément de capteur 106 est relié à la surface de contact 108 par plusieurs chemins conducteurs 110. En d'autres termes, la figure 1 montre un composant 100 dont toutes les surfaces de contact 108 passent par une même arête latérale 104 inclinée par rapport à une première surface 102. La pre- mière surface 102 intègre un circuit électrique ou un élément MEMS 106. L'élément MEMS 106 peut être un magnétomètre. Les surfaces de contact 108 ont la plus grande extension sur les arêtes. Les surfaces de contact 108 ont une extension plus petite sur la première surface supé- rieure 102 que sur le côté 104 incliné. Le composant peut être installé de manière basculée par les surfaces decontact 108 sur un fond de boîtier (par exemple une plaque de circuit) en utilisant notamment l'effet de "pierre tombale" pour le basculement. La figure 2 montre l'ordinogramme d'un procédé 200 pour la fabrication d'un capteur selon un exemple de réalisation de la présente invention. Le procédé 200 réalise au moins un premier capteur et au moins un second capteur comme ceux décrits à la figure 1. Le procédé 200 comprend une étape d'utilisation 202, une étape de fixation 204, une étape d'enlèvement 206, une étape d'introduction 208 et une étape de séparation 210. L'étape d'utilisation 202, consiste à utili- ser une plaquette en une matière de support crystaline. Sur la surface de capteur de la plaquette, on a un premier élément de capteur et au moins un second élément de capteur. Lés éléments de capteur ont été réalisés dans la surface de capteur de la plaquette au cours d'étape de fabrication précédente. L'étape de fixation 204, consiste à fixer une sur- face d'usinage sur la surface de capteur de la plaquette. La surface d'usinage se trouve entre le premier élément de capteur et le second élément de capteur. La surface d'usinage sépare l'un de l'autre les éléments de capteur à réaliser. La surface d'usinage sépare l'un de l'autre les éléments de capteur à réaliser. La matière de support de la plaquette est dégagée dans la surface d'usinage. Au delà de la surface d'usinage, la plaquette y compris les éléments de capteur sont couverts et protégés par un masque de gravure. L'étape d'enlèvement 206 consiste à enlever une partie de la plaquette dans la région de la surface d'usinage pour réaliser une première surface inclinée et une seconde surface inclinée au regard de celle-ci. La première et la seconde surface inclinées peuvent former des angles différents par rapport à la surface de la matière de support. La première surface inclinée se trouve dans la région du premier capteur ; la seconde surface inclinée se trouve dans la région du second capteur. L'enlèvement de matière se fait en utilisant un pro- cédé de gravure anisotrope. Le procédé de gravure anisotrope consiste à enlever la matière de support suivant un angle défini par rapport à la structure du réseau de la matière de support pour obtenir les surfaces inclinées. L'étape d'introduction 208 consiste à introduire au moins une première surface de contact dans la surface inclinée pour le branche- ment du premier élément de capteur. On peut introduire de préférence simultanément une seconde surface de contact dans la seconde surface inclinée pour le branchement du second élément de capteur. La précédente introduction peut se faire en utilisant des procédés de fabrication connus tels que la réalisation de tranchées, le dépôt à la vapeur, la gal- vanisation et la passivation. Les surfaces de contact sont reliées électriquement à un élément de capteur. L'étape de séparation 210 consiste à séparer les capteurs entre la première surface inclinée et la seconde surface inclinée pour obtenir des capteurs séparés. La séparation peut se faire en utilisant des procédés connus tels que le sillage, la gravure, la découpe par laser. La figure 3 montre l'ordinogramme d'un procédé 300 de montage d'un capteur selon un exemple de réalisation de la présente invention. Le capteur correspond ainsi à un capteur comme celui décrit à l'aide de la figure 1 et qui peut être obtenu par un procédé de réalisation comme celui décrit à l'aide de la figure 2. Le capteur a une surface de capteur ou même il est muni d'un élément de capteur recevant une composante directionnelle d'une grandeur de mesure dirigée. Le capteur a en outre une surface inclinée munie d'au moins une surface de con- tact pour brancher l'élément de capteur. La surface inclinée fait un angle par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière de support du capteur ; la surface inclinée peut être dirigée dans une autre direction que la surface de capteur. Le capteur peut alimenter un au- tomate d'équipement comme composant séparé par exemple sur une bande. Le procédé 300 comprend une étape de mise en place 302, une étape de fluidification 304 et une étape de durcissement 306. Dans l'étape de mise en place 302, on installe le capteur sur la surface de support, la surface inclinée du capteur formant avec la surface de la structure de support sur une surface de montage, un angle aigu ; au moins une zone partielle de la surface inclinée et/ou de la surface de montage est couverte d'une matière de montage. La surface du capteur après mise en place est pratiquement parallèle à la surface de la structure de support. Dans l'étape de liquéfaction 304, on liquéfie la matière de montage qui a été mise sur la surface de montage. Par exemple, on chauffe la matière de montage jusqu'à ce qu'elle fonde. La surface inclinée est tirée sur la surface de montage en utilisant la tension superficielle de la matière de montage liquéfié. Pour cela, on bascule le capteur sur une arête. Dans l'étape 306, on laisse prendre la matière de mon- tage pour relier le capteur à la structure de support. Cela consiste, par exemple, à laisser refroidir la matière de montage. En d'autres termes, la figure 3 montre un procédé 300 pour basculer de manière ciblée à un composant suivant un angle défi- ni ou mettre en contact une puce de capteur sur une arête, inclinée.

L'élément de capteur est ainsi tourné d'environ 55° pour que les couches sensibles soient inclinées sur le côté. C'est ainsi que l'on peut mesurer la composante xz ou yz d'un champ magnétique avec seulement deux composants à saturation de flux sans élément Hall. Les figures 4a à 4d sont des représentations de disposi- tions de composants après l'exécution des étapes de procédé de fabrica- tion d'un capteur 100 selon un exemple de réalisation de la présente invention. On a représenté les étapes d'obtention de quatre capteurs 100a-100d qui ont chacun un élément de capteur 106. La figure 4a montre une plaquette 400 dont la surface supérieure comporte quatre éléments de capteurs 106a, 106b, 106c et 106d disposés dans une rangée et qui schématisent un grand nombre d'éléments de capteur 106 répartis en surface sur la plaquette 400. Les éléments de capteur 106 ont le plus grand écart entre l'élément 106a et l'élément 106b. Entre l'élément 106b et l'élément de capteur 106c, la distance est plus petite. Entre l'élément 106c et l'élément 106d, on a de nouveau une distance importante comme celle entre l'élément 106a et l'élément 106b. Le côté inférieur de la plaquette 400 ne comporte pas d'élément de capteur. La plaquette 400 est en une matière de support crystaline par exemple en silicium monocrystalin. La grande distance correspond par exemple à l'épaisseur de la plaquette 400. A la figure 4b, on a représenté la plaquette 400 après l'étape d'enlèvement décrite à la figure 2. Avant l'enlèvement, on a masqué la plaquette 400. Le masque de gravure, par exemple en nitrure de silicium 402 couvre les éléments de capteur 106. Le masque de gravure 402 laisse dégagée une surface d'usinage 404a entre l'élément de cap- teur 106a et l'élément de capteur 106b. L'élément de capteur 106b et l'élément de capteur 106c sont couverts en commun par le masque de gravure 402 sans laisser de surface d'usinage dans l'intervalle. Entre l'élément de capteur 106c et l'élément de capteur 106d, on a de nou- veau une surface d'usinage 404b. Les surfaces d'usinage 404 sont de mêmes dimensions. Le côté inférieur de la plaquette 400 comporte également un masque de gravure 402. Le masque de gravure 402 inférieur laisse dégagée une autre surface d'usinage 404c qui se trouve au milieu entre l'élément de capteur 106b et l'élément de capteur 106c. Les sur- faces du masque de gravure 402 sur le côté inférieur peuvent carres- pondre aux surfaces du côté supérieur. Sous les éléments de capteur 106a et 106b, on a également chaque fois une surface d'usinage. Dans la région des surfaces d'usinage 404, la matière de la plaquette 400 a été dégagée par gravure. Comme on a utilisé un procédé de gravure ani- sotrope, les flancs dans la région des surfaces d'usinage 404, on a un angle prédéfini par rapport à la structure crystaline de la matière de support. Par la gravure, on obtient des surfaces inclinées. La gravure pénètre dans la plaquette 400 jusqu'à ce que les surfaces inclinées se touchent directement si bien que la plaquette 400 présente un profil ondulé avec des arêtes cassées. A la figure 4c, on a enlevé le masque de gravure. Dans l'étape d'introduction décrite à la figure 2, on a des surfaces de contact 108 dans ou/ sur la surface de capteur de la plaquette 400 et dans et/ ou sur les surfaces inclinées. Les surfaces de contact 108 vont ainsi chaque fois d'un capteur 106 sur la surface du capteur jusqu'à une arête avec une surface inclinée et elles continuent sur cette surface inclinée. La figure 4d montre les capteurs 100a-100d après la sé- paration. La plaquette 400 a été collée avec sa face inférieure sur une bande 406. Dans cet exemple de réalisation, on a séparé les capteurs 100a à 100d en les sciant. Les traits de scie ont pour cela une distance régulière et arrivent jusqu'à la bande 406. Les traits de scie passent entre les surfaces inclinées des deux côtés de la plaquette 400 et sont orientés dans la direction des encoches de gravure, au milieu, le long du tracé des surfaces d'usinage, selon la figure 4b. Les capteurs ont alors une section en parallélogramme avec des arêtes cassées. Les arêtes cassées résultent de la séparation par sciage. Les capteurs 100b et 100d sont symétriques-plan par rapport aux capteurs 100a et 100c. En d'autres termes, les figures 4a à 4d montrent des dis- positions de composants après avoir réalisé les étapes du procédé de fabrication consistant à réaliser dans un substrat, des sillons à section en forme de V. Ensuite, on applique une couche d'isolation dans les sillons. Puis, on applique les conducteurs électriques qui passent en partie à la fois sur une première surface, la surface de capteur, et aussi au niveau des parois du sillon, c'est-à-dire des surfaces inclinées.

Le procédé de fabrication peut commencer par la mise en place des capteurs de champ magnétique 106 (capteur à saturation de flux Fluxgates, FG). On peut d'abord appliquer une couche d'isolation (par exemple, une couche d'oxyde) pour le capteur à saturation de flux.

Ensuite, on applique un plan métallique inférieur pour le capteur à sa- turation de flux puis une autre couche d'isolation (par exemple une couche d'oxyde) pour le capteur. Ensuite on applique le noyau magnétique du capteur à saturation de flux et en option, on peut appliquer une couche d'isolation supplémentaire (par exemple, une couche d'oxyde) pour le capteur. Avant de graver, on applique un masque 402 pour la gravure à la potasse KOH (par exemple un masque de SiN) et on lui donne la structure. Ensuite, comme représenté à la figure 4b, on réalise la gravure par KOH sur le côté avant. En option, on peut en même temps graver le côté arrière. La profondeur de la gravure est choisie inférieure à l'épaisseur de la plaquette. Après la gravure, on enlève le masque de gravure KOH 402. Ensuite, on dépose un oxyde d'isolation sur la matière de support 400 par exemple par le procédé de dépôt à la vapeur PECVD. Les trous de contact pour un second plan métallique (pattes de contact de cap- teur à saturation de flux) sont ouverts pour permettre la mise en contact. Ensuite, on applique le second plan métallique et on lui donne la structure, par exemple, par un procédé de pulvérisation de vernis. En option, on applique une couche de passivation, par exemple, une couche de nitrure. On ouvre les pattes de contact 108 par un autre pro- cédé de pulvérisation de vernis et une autre gravure de la passivation (voir figure 4c). On sépare les capteurs 100 les uns des autres en sciant ou en découpant par un faisceau laser, ce qui peut se faire également avec une structure active jusqu'à la bande 406 (voir figure 4d). Les figures 5a à 5c montrent des dispositions de composants après les étapes de montage d'un capteur 100 selon un exemple de réalisation de la présente invention. Le capteur 100 a un corps de base avec une section en forme de parallélogramme. Deux coins poin- tus, opposés du parallélogramme ont une facette. Le capteur 100 a un élément de capteur 106 sur une surface de capteur 102. L'élément de capteur 106 de cet exemple de réalisation est un élément à saturation de flux ; sur la surface inclinée 104, le capteur 100 a des surfaces de contact 108, reliées à l'élément de capteur 106 et ayant des prolonge- ments sur la surface de capteur 102. Le corps de base est symétrique et son centre de gravité S est situé au milieu. Le centre de gravité S se trouve à l'intersection du petit axe et du grand axe du parallélogramme. La surface de capteur 102 et la surface inclinée 104 ont une ligne d'arête commune. La surface de capteur 102 de cet exemple de réalisa- tion est tournée vers le bas. Au niveau de l'arête, la surface inclinée 104 a un angle d'environ 55° par rapport à la surface de capteur 102. La figure 5a montre le capteur 100 directement après sa mise en place sur une bande 406. Le capteur 100 a été installé avec sa surface de capteur 102 sur la bande 406. La surface de capteur 102 est parallèle à la bande 406. La figure 5b montre le capteur 100 tel qu'il a été installé sur la plaque de circuit 500 constituant la structure de support. Le capteur 100 est aligné avec sa surface de capteur 102 par rapport à la plaque de circuit 500. La surface inclinée 104 se trouve au dessus d'une patte de soudage 502 comme surface de montage sur la plaque de circuit 500. Une pâte à souder comme moyen de montage a été mise sur la patte de soudage 502. La pâte à souder dépasse légèrement de la surface de capteur 102 pour tenir le capteur 100 après sa mise en place, par adhérence de sorte que le capteur 100 ne risque pas de glisser. La ligne d'arête est pour cela enfoncée dans la pâte à souder. La figure 5c montre le capteur 100 après avoir rendu liquide l'agent ou moyen de montage sur la patte de soudage 502. La soudure liquéfiée mouille bien la surface de contact 108 et c'est pourquoi, la soudure migre par effet capillaire sur les surfaces de contact 108 inclinées pour remonter le long de la surface inclinée 104. La sou- dure exerce une traction par sa tension superficielle sur la surface inclinée 104. Lorsque la force de traction est suffisamment importante, le capteur 100 bascule autour de son arête et se trouve ainsi sur la surface inclinée. La surface de capteur 102 est alors inclinée par rapport à la plaque de circuit 500.

En d'autres termes, les figures 5a à 5c montrent des dispositions de composants après les différentes étapes d'un procédé de montage selon lequel on place un composant 100 avec une surface 104 inclinée sur un substrat 500 de manière asymétrique par rapport à une surface de soudage 502 pour n'avoir qu'un chevauchement relativement réduit entre la surface de contact de la première surface 102 et la patte de soudage 502. Le procédé de réalisation et de montage est autoajusté car l'angle de basculement s'établit automatiquement du fait du procédé de gravure KOH anisotrope, c'est-à-dire que le basculement sur la sur- face inclinée 104 se fait par l'effet dit de « pierre tombale ». L'élément de capteur 100 dont la face avant est tournée vers le bas est enlevé de la bande 406 (figure 5a) pour être installée sur la patte de soudage déjà placée sur le fond de boîtier 500 (voir figure 5b). Le centre de gravité S du composant 100 est avantageusement très près de la ligne d'arête 495, ce qui facilite l'effet de « pierre tombale » et ainsi le basculement autour de la ligne d'arête 495. Dans le cas du soudage à la vague, la pâte à souder fond, si bien que la tension de surface de la soudure exerce alors un couple sur le composant 100 qui n'est fixé qu'à une arête 495. L'élément de capteur 100 bascule pour cette raison sur le côté incliné 104 (figure 5c) ce qui permet de mesurer les composantes xz et yz du champ magnétique. Un avantage particulier du procédé de montage décrit ci-dessus est que ce procédé s'ajuste de lui-même. On évite le risque de court-circuit grâce aux chemins conducteurs 502 courts sur lesquels on applique la soudure sur le substrat (support) 500 et la zone de patte de liaison 108 plus longue que les chemins conducteurs. L'élément de capteur 100 est ainsi centré et le ménisque qui se développe tire la soudure par rapport à la surface de la puce. Le flanc KOH 104 est isolé par une couche d'oxyde ou de nitrure sous la métallisation, ce qui évite que la soudure ne puisse s'accrocher à la surface SI. Ainsi, la soudure ne risque pas d'atteindre la surface de sillage. Les figures 6a et 6b sont des vues de variante d'étapes de montage d'un capteur 100 selon un exemple de réalisation de la pré- sente invention. Le capteur 100 correspond au capteur réalisé selon le procédé de montage décrit en référence aux figures 5a à 5c. La figure 5a montre comme la figure 6a, le soulèvement du capteur 100 par rapport à la bande 406. Contrairement à la figure 5a, la surface de capteur 102 avec l'élément de capteur 106 est non tournée vers la bande 406. La surface inclinée 104 avec les surfaces de contact 108 est également écartée de la bande 406. La figure 5b montre le capteur 100 fixé à une plaque 500 comme à la figure 5c. Contrairement à la fixation selon la figure 5c, dans le cas présent, le capteur 100 est tourné séparément d'environ 55° avant d'être placé de sorte que la surface inclinée 104 est alignée par rapport à la surface parallèle de la plaque 500. La surface de capteur 102 est de ce fait, inclinée. Ensuite, on dépose le capteur 100 sur un patin de colle 600. La surface inclinée 104 avec les surfaces de contact 108 est maintenant tournée vers le haut. A titre d'exemple, on a présen- té un fil de liaison 602 sur l'une des surfaces de contact 108. En d'autres termes, selon les figures 6a et 6b, on enlève l'élément de capteur 100 de la bande 406 et on l'incline d'environ 55° pour l'installer sur la colle déjà mise sur le fond de boîtier 500.

L'élément de capteur 100 est ainsi incliné ce qui permet de mesurer les composantes xz et yz du champ magnétique. Les patins de liaison 108 sont toutefois sur le côté supérieur de la puce 100 (flanc KOH, 104) parallèle au fond du boîtier. On a l'avantage très particulier que les patins 108 se trouvent sensiblement au dessus du centre de la surface adhé- sive 600, ce qui permet aux fils de liaison de fonctionner particulière- ment bien (pas de traction exercée dans la colle). Les modes de réalisation décrits et présentés aux figures ne sont que des exemples. On peut avoir d'autres modes de réalisation qui pourront combiner complètement ou certaines des caractéristiques.

On peut également envisager un exemple de réalisation complété par les caractéristiques d'un autre exemple de réalisation. Les étapes de procédé selon l'invention peuvent également se répéter ou s'exécuter dans un ordre différent de celui décrit.35 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 100 Capteur 100a-100d Capteur 102 Surface de capteur 104 Surface inclinée 106 Elément de capteur 106 Elément MEMS 106a, 106b Eléments de capteur 106c, 106d 108 Surface de contact/ Patin de contact 110 Chemin conducteur 200 Procédé de fabrication d'un capteur 202, 204, 206, Etapes du procédé 200 208, 210 300 Procédé de montage d'un capteur 302,304, 306 Etapes du procédé 300 400 Plaquette / puce 400a, 400b 400c, Surfaces d'usinage 402 Masque de gravure 404 Surface d'usinage 406 Bande 495 Ligne d'arête 500 Substrat support 500 Plaque de circuit 502 Patin de soudure 600 Surface de colle30

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Capteur (100) caractérisé en ce qu'il comporte : - une surface de capteur (102) portant un élément de capteur (106) pour recevoir une composante directionnelle d'une grandeur de me- sure dirigée, et - une surface inclinée (104) munie d'au moins une surface de contact (108) pour le contact de l'élément de capteur (106), - la surface inclinée (104) faisant un angle par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière de support (400) du capteur (100), et - la surface inclinée (104) étant orientée dans une autre direction que la surface de capteur (102). 2°) Capteur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de capteur (102) et la surface inclinée (104) ont une arête commune. 3°) Capteur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de capteur (102) comporte au moins une autre surface de contact de dimensions plus réduites que celles de la surface de contact (108) du côté incliné (104). 4°) Procédé (200) de réalisation d'un premier capteur (100) et d'au moins un second capteur (100), procédé caractérisé par les étapes suivantes consistant à : utiliser (202) une plaquette (400) à une matière de support crystaline, - une surface de capteur (102) de la plaquette (400) ayant un pre- mier élément de capteur (106) et au moins un second élément de capteur (106), fixer (204) une surface d'usinage (404) sur la surface de capteur (102) de la plaquette (400),- la surface d'usinage (404) située entre le premier élément de capteur (106a, c) et le second élément de capteur (106b, d) séparant les éléments de capteur (106a-d) à réaliser, enlever (206) une partie de la plaquette (400) au niveau de la sur- face d'usinage (404) pour réaliser une première surface inclinée (104), et une seconde surface inclinée (104) en regard de la première - l'enlèvement se faisant par un procédé de gravure anisotrope consistant à enlever la matière de support (400) suivant un angle déterminé par rapport à la structure du réseau crystalin de la matière du support (400) pour obtenir les surfaces inclinées (104), introduire (208) au moins une première surface de contact (108) pour le contact du premier élément de capteur (106) dans la première surface inclinée (104), et séparer (210) les capteurs (100) entre les premières surfaces incli- nées (104) et les secondes surfaces inclinées (104) pour obtenir des capteurs (100), séparés. 5°) Procédé (200) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' à côté de la réalisation (208) d'au moins une première surface de con- tact (108) pour le contact du premier élément de capteur (106) dans la première surface inclinée (104), on réalise, au moins une seconde surface de contact (108) pour le contact du second élément de capteur (106) dans la seconde surface inclinée (104). 6°) Procédé (200) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de fixation (204) consiste à fixer la surface d'usinage (404) en utilisant la relation entre la profondeur d'usinage souhaitée et l'angle prédéfini. 7°) Procédé (200) selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans l'étape de fixation (204) on fixe une seconde surface d'usinage (404) sur le côté inférieur de la plaquette (400) à l'opposé de la surfacede capteur (102) et dans l'étape d'enlèvement (206) on enlève la matière de support (400) dans la région de la seconde surface d'usinage (404) en utilisant le procédé de gravure anisotrope pour obtenir d'autres surfaces inclinées. 8°) Procédé (200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans l'étape de fixation (204) on fixe la seconde surface d'usinage (404) sur le côté inférieur avec un décalage latéral prédéterminé par rapport à la surface d'usinage (404) sur la surface de capteur (102). 9°) Procédé (300) de montage d'un capteur (100) sur une structure de support (500), caractérisé en ce que le capteur (100) a une surface de capteur (102) munie d'un élément de capteur (106) qui reçoit une composante directionnelle d'une grandeur de mesure dirigée, et le capteur (100) a une surface inclinée (104) munie d'au moins une surface de contact (108) pour le contact de l'élément de capteur (106), - la surface inclinée (104) faisant un angle par rapport à la struc- ture du réseau crystalin de la matière de support (400) du capteur (100), et - la surface inclinée (104) est orientée dans une autre direction que la surface de capteur (102), procédé (300) comprenant les étapes suivantes consistant à : - placer (302) le capteur (100) sur la surface de support (500), - la surface inclinée (104) du capteur (100) formant un angle aigu avec la surface de la structure de support (500) sur une surface de montage (502), et - au moins une partie de la surface inclinée (104) et/ ou de la sur- face de montage (502) étant couverte d'une matière de montage, - rendre liquide (304) la matière de montage de la surface de montage (502) pour positionner la surface inclinée (104) en utilisant la ten- sion superficielle de la matière de montage liquéfiée par basculementde l'élément de capteur (100) autour d'une arête sur la surface de montage (502), et laisser solidifier (306) la matière de montage pour solidariser le capteur (100) a la structure de support (500). 10°) Procédé (300) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la matière de support (400) repousse la matière de montage et dans l'étape de liquéfaction (304), la matière de montage liquéfiée est repous- sée par la matière de support (400), - la matière de montage s'accrochant à la surface de contact (108). 11°) Procédé (300) selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans l'étape de placement (302), on installe le capteur (100) de manière décalée par rapport à au moins deux surfaces de montage (502), - les surfaces de montage (502) étant des surfaces de contact de la structure de support (500) pour le contact électrique du capteur (100), et - dans l'étape de solidification (306) les surfaces de contact (108) du capteur (100) sur la surface inclinée (104) sont reliées en conduction électrique avec les surfaces de contact de la structure de support (500).25