Etude d'un micromoteur electrostatique metallique. Realisation de la structure par gravure par faisceau d'ions ou micromoulage

par PATRICK SURBLED

Thèse de doctorat en Sciences médicales

Sous la direction de J.-P. GRANDCHAMP.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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  • Résumé

    L'objet de ce travail est de concevoir et de realiser un micromoteur electrostatique a excitation radiale. Il est destine a etre integre a l'extremite d'un nouveau type de catheter pour le diagnostic ultrasonore des parois internes des arteres en vue d'ameliorer notablement la precision de l'imagerie. La structure etudiee est de type 3/2 (nombre de poles statoriques/nombre de poles rotoriques) avec un diametre du rotor de 500m et une epaisseur d'environ 10 m. Une modelisation analytique simple des couples moteur et resistants a montre qu'il convient de controler precisement la taille de l'entrefer et le jeu sur l'axe pour maximiser le couple utile (couple moteur - couples resistants). Des valeurs optimum de 80 et 6400 pnm ont ete calculees dans l'air et dans l'eau. Une modelisation numerique 2-d a permis d'evaluer l'influence des defauts dus aux techniques d'usinage et la force axiale d'origine electrostatique qui tend a appliquer ou a faire decoller le rotor du substrat. Un procede de fabrication collectif sans assemblage a ete propose en consequence. Il utilise des methodes de depot et d'usinage basse temperature (20c). La premiere couche sacrifiee, qui permet apres elimination de liberer le rotor en fin de procede, est en resine photosensible. Deux methodes de fabrication des structures rotor/stator ont ete etudiees: depot par evaporation par effet joule et gravure anisotrope par faisceau d'ions chlores de l'aluminium, et croissance electrolytique de cuivre a travers un moule epais de resine. Apres etude et modelisation de la gravure, des motifs d'aluminium de 10 m d'epaisseur ont ete graves sans degrader la couche sacrifiee. L'optimisation des procedes de lithographie et de depot electrolytique a permis aussi de definir des structures d'une dizaine de microns d'epaisseur. L'axe et le blocage du rotor ont ete realises en une seule etape par croissance electrolytique de cuivre a travers une resine photosensible, deposee au prealable sur les parois interieures du rotor. Une structure complete a ete elaboree par micromoulage mais a revele un jeu sur l'axe non uniforme et trop important. Deux solutions sont proposees pour reduire ce jeu


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Informations

  • Détails : 226 P.
  • Annexes : 188 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012765
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