MODÉLISATION D’UN CAPTEUR DE PRESSION CAPACITIVE AU SILICIUM DE FORMES CARRÉE ET RECTANGULAIRE (Sciences & Technologie. B, Sciences de l'ingénieur, 2008)
Dans cet article, nous étudions la déflexion statique d’une membrane fine au silicium, parfaitementencastrée aux bords, de formes carrée et rectangulaire, soumise à une pression uniforme et constante, dansle cas de faibles perturbations. Nous utilisons la méthode de Galerkin avec des fonctions de basestrigonométriques pour l’obtention d’une solution précise de la déflexion w(x, y). Cette solution estdirectement appliquée à un micro capteur de pression capacitif, et nous permet de mieux comprendre cescaractéristiques. La membrane de silicium et le substrat en pyrex ont été fabriqués séparément puis colléspar soudure anodique. Après le processus de collage, la cavité hermétique est formée entre les deuxcouches. Du fait que la membrane est suffisamment mince, elle peut être déformée par la pressionappliquée P, cette déflexion de la membrane w(x, y) engendre une augmentation de la capacité C (P).Les valeurs typiques de la capacité sont de l’ordre de quelques Pico farads, avec une variation totalede moins d’un pico farad (1pF). L’analyse de la réponse nous permet de conclure que le capteur présenteune haute sensibilité (Sp) à la pression appliquée, due à la variation relativement élevée de la capacité avecune linéarité sur un intervalle de pression de 0 à 6 bars. Une étude comparative nous a permis dedéterminer les caractéristiques et les limites d’utilisation de ces dispositifs. Par ailleurs, les résultats desimulation montrent aussi, que la sensibilité à la pression dépend de la géométrie de la structure.