Etude des mécanismes mis en jeu dans la fiabilité des micro-commutateurs MEMS-RF

par David Mardivirin

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences, photonique et systèmes

Sous la direction de Pierre Blondy et de Arnaud Pothier.

Soutenue en 2010

à Limoges , dans le cadre de École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges2009-2018) , en partenariat avec XLIM (laboratoire) et de Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

Le président du jury était Christelle Aupetit-Berthelemot.

Le jury était composé de Pierre Blondy, Arnaud Pothier.

Les rapporteurs étaient Lionel Buchaillot, Robert Plana.

mots clés

• Mems-rf
• Systèmes microélectromécaniques -- Fiabilité
• Commutation (électricité)
• Projets de développement industriel

Résumé

Les travaux présentés dans ce manuscrit sont axés sur la caractérisation et l’analyse des mécanismes de défaillances qui apparaissent dans une nouvelle famille de composants microondes : les MEMS-RF (Systèmes Micro-Electro-Mécanique RadioFréquence). Si ces composants ont rapidement suscité beaucoup d’espoirs pour résoudre un grand nombre de verrous concernant les nouvelles architectures de communication, il est apparu que la fiabilité de ces composants a énormément ralenti leur développement industriel. De plus, ces micro-commutateurs résultent d’un couplage multi-physique qui a ajouté une forte complexité et une difficulté de compréhension de leur fonctionnement et donc leur fiabilité. Actuellement, de nombreux et intenses efforts sont réalisés par la communauté scientifique (universitaire et industrielle), car ce sujet reste ouvert à de nombreuses questions et problèmes non résolues. Ce document se propose d’apporter une contribution sur ce sujet à la fois sur le plan expérimental, théorique et technologique

Titre traduit

Study of mechanisms involved in the reliability of RF-MEMS micro-switches

Résumé

The work presented in this manuscript focus on the characterization and analysis of failure mechanisms that appear in a new family of microwave components and RF MEMS (RadioFrequency Micro-Electro-Mechanical Systems). If these components have quickly attracted a lot of hopes to solve a large number of locks on new communication architectures, it appeared that the reliability of these components has greatly slowed their industrial development. Moreover, these micro-switches result from a multi-physics coupling which added a high complexity and difficulty of understanding how they work and thus their reliability. Currently, numerous and intense efforts are made by the scientific community (university and industry), as this issue was left open many questions and unresolved problems. This thesis aims to contribute on this area, both on experimental, theoretical and technological plans.