Brevet FR2687834A1 — publié le 19930827

CONDENSATEUR PLAN AJUSTABLE La présente invention concerne un condensateur électrique plan de capacité ajustable, du type comprenant des électrodes métalliques sous forme de couches minces, avec une électrode supérieure et une électrode inférieure entre lesquelles est interposé un diélectrique, l'ensemble étant déposé sur un substrat. De tels condensateurs plans sont utilisables notamment, mais non exclusivement, en tant que capteurs d'humidité. On connaît déjà, par le brevet EP-0043775 (CEA), de telles réalisations de condensateurs plans et leurs utilisations en tant que capteurs d'humidité. Un progrès notable dans ce domaine serait réalisé, si l'on était capable de fournir économiquement des condensateurs tous ajustés à une même valeur de capacité, par exemple de 500 pF, pour une humidité relative donnée, par exemple de 75 %, de manière à rendre ces composants interchangeables sur un dispositif électronique de traitement du signal, sans nécessiter une procédure de calibration en humidité de l'appareil. La figure 1 du dessin schématique annexé représente un tel condensateur plan, désigné dans son ensemble par le repère 1, avec son substrat 2 tel que du verre, et son électrode plane supérieure 3, le diélectrique et l'électrode inférieure n'étant pas représentés ici. Pour ajuster la capacité du condensateur plan 1, on peut modifier la surface utile de l'électrode supérieure 3, en réalisant l'une et/ou l'autre des deux opérations ci-dessous - séparer, selon une ligne 4, une portion de surface 3a plus ou moins importante de l'électrode 3, de manière à la rendre non active - supprimer directement une portion de surface 3b de cette électrode 3. On peut aussi envisager de modifier la surface utile de l'électrode inférieure, si celle-ci est accessible. Il a déjà été proposé d'utiliser par exemple un laser, pour oxyder ou détruire des éléments de condensateur plan afin de réaliser un ajustage. Comme on le conçoit aisément, l'opération d'ajustage d'un condensateur plan tel qu'illustrée par la figure 1 comporte un risque de détérioration du diélectrique et de l'électrode autre que celle sur laquelle on agit, ceci dans la partie utile du condensateur. De plus, en fonction des dispositifs utilisés, il peut exister une imprécision sur la position de la ligne de séparation 4 ou sur la valeur de la surface éliminée 3b. Ainsi, dans le cas d'un condensateur plan utilisé comme capteur d'humidité, l'opération d'ajustage doit être effectuée sous atmosphère contrôlée en humidité, pour obtenir une certaine précision, d'où un processus compliqué et coûteux. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un condensateur plan du genre considéré, de capacité ajustable par modification de la surface utile de son électrode supérieure et/ou inférieure, ce condensateur possédant une structure permettant un ajustement précis avec des moyens relativement simples et économiques, en particulier en rendant inutile, dans le cas d'un condensateur utilisé comme capteur d'humidité, une opération d'ajustage sous atmosphère contrôlée en humidité. A cet effet, dans le condensateur plan ajustable objet de la présente invention, l'une au moins des électrodes, telle que l'électrode inférieure, possède une partie principale et des zones séparées les unes des autres, reliées chacune au restant de l'électrode par des ponts étroits, de sorte que la modification de surface utile de cette électrode soit réalisable par la coupure d'un ou plusieurs ponts de liaison, isolant la ou les zones correspondantes du restant de l'électrode. Ainsi, l'ajustage s'effectue en rendant inactives une ou plusieurs des zones d'électrodes formées comme on vient de le définir. Dans une forme de réalisation de l'invention, les zones précitées appartiennent à l'électrode inférieure, qui dans la région des ponts de liaison n'est recouverte ni par le diélectrique, ni par l'électrode supérieure de manière à être rendue directement accessible. Ainsi, la coupure desdits ponts de liaison est réalisable sans risquer la dégradation du diélectrique et/ou de l'électrode supérieure dans la partie utile du condensateur. De plus, une certaine imprécision sur la position de la coupure ne modifie pas la valeur finale de la capacité, du fait que les ponts de liaison se situent en dehors de la partie utile du condensateur. Le choix des ponts de liaison à couper définit exactement la correction de capacité à effectuer par rapport à la valeur initiale de la capacité du condensateur. De préférence, tous les ponts de liaison sont disposés suivant un même axe, ce qui permet de réaliser leur coupure à l'aide d'un appareillage simple, se déplaçant selon une seule direction relativement au condensateur. Les zones d'électrode précitées peuvent être prévues toutes d'égales dimensions. Toutefois, les surfaces de ces zones sont avantageusement prévues inégales et croissantes dans les rapports des nombres 1,2,4,8,16,32,64, etc... On obtient ainsi une finesse d'ajustage maximale, pour un nombre total de zones réduit, la résolution d'ajustage correspondant à la zone de surface "unité". De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce condensateur plan ajustable Figure 1 (déjà mentionnée plus haut) montre un condensateur plan ajustable connu ; Figure 2 est une vue de face d'un condensateur plan ajustable conforme à la présente invention. Sur la figure 2, les repères 1,2 et 3 désignent respectivement, et comme précédemment sur la figure 1, le condensateur plan, son substrat et son électrode supérieure. L'électrode plane supérieure 3 est une couche mince métallique déposée sur un diélectrique 5, qui recouvre l'électrode plane inférieure ici indiquée en 6. L'électrode inférieure 6, directement déposée sur le substrat 2 qui peut être du verre, possède un dessin structuré, avec une partie principale 6a et des zones d'électrode 6b séparées les unes des autres, ainsi que de la partie principale 6a. Chaque zone 6b n'est reliée au restant de l'électrode inférieure 6 que par un pont étroit de matière conductrice 6c. Tous les ponts de liaison 6c, associés respectivement aux différentes zones 6b de l'électrode inférieure 6, sont disposés suivant un même axe 7, les zones 6b présentant ainsi une configuration d'ensemble en "peigne". Dans la région des ponts de liaison 6c, seule l'électrode inférieure 6 est déposée sur le substrat 2, c'est-à-dire qu'au voisinage de l'axe 7, cette électrode 6 n'est recouverte ni par le diélectrique 5, ni par l'électrode supérieure 3, est qu'elle est ainsi rendue directement accessible. Il doit cependant être noté que le diélectrique 5 et l'électrode supérieure 3 recouvrent toutes les zones 6b de l'électrode inférieure 6 sur la plus grande partie de leur étendue. Pour ajuster la capacité utile du condensateur plan 1 qui vient d'être décrit, on modifie la surface utile de l'électrode inférieure 6 en isolant une ou plusieurs zones 6b de cette électrode par coupure du ou des ponts de liaison 6c correspondants, la ou les zones d'électrode 6b ainsi isolées étant rendues inactives. Comme l'illustre la figure 2, les zones 6b de l'électrode 6 sont de surfaces inégales et croissantes de la première à la dernière zone, les surfaces respectives de ces zones d'électrode 6b étant dans les rapports des nombres 1,2,4,8,16,32,64, etc... ; pour des zones 6b d'égales longueurs, ceci peut être obtenu, comme le montre le dessin, par le choix de largeurs croissantes. La capacité du condensateur 1 peut ainsi être ajustée à n'importe quelle valeur désirée, la zone 6b de plus petite surface étant représentative de la résolution d'ajustage. Bien entendu, la surface totale de l'électrode inférieure 6, avant toute isolation de zone 6b de cette électrode, est prévue égale ou supérieure à la surface correspondant à la capacité maximale désirée. Pour réaliser la coupure d'un ou plusieurs ponts de liaison 6c, rendus directement accessibles comme indiqué plus haut, on peut utiliser tout procédé ou moyen approprié, tel que laser, action mécanique, action électrique, etc... assurant une destruction ou une élimination locale du matériau conducteur de l'électrode 6 sur toute son épaisseur, sans prendre le risque de dégrader le diélectrique 5 et/ou l'autre électrode 3. On comprend que la disposition des ponts de liaison 6c suivant l'axe 7, situé à l'extérieur de la partie utile du condensateur 1, permet de réaliser la coupure de ces ponts 6c à l'aide d'un appareillage simple, et qu'une certaine imprécision sur la position de la coupure ne modifie. pas la valeur finale de la capacité qui en résulte pour le condensateur 1. Le condensateur plan ajustable qui vient d'être décrit est utilisable en tant que capteur d'humidité, et dans cette application le condensateur a pour avantage de pouvoir être ajusté sans être placé sous atmosphère contrôlée en humidité dans la phase même de l'ajustage. En effet, il est possible de désigner au dispositif d'ajustage le nombre et le type des zones d'électrode 6b à éliminer par coupure des ponts correspondants 6c, ceci à partir d'un calcul simple de la différence entre la capacité mesurée lors d'un stade précédent de fabrication du condensateur, et la valeur de capacité désirée pour ce condensateur. L'invention est applicable à des condensateurs plans pour lesquels la nature du substrat 2 est indifférente ; il peut s'agir de verre, mais aussi de silicium, de quartz, d'alumine ou de toute autre substance susceptible d'être la base d'un condensateur plan. De même, la nature, la microstructure et la texture des électrodes supérieure 3 et inférieure 6 sont indifférentes : tous les matériaux susceptibles d'être choisis pour réaliser une électrode de condensateur plan en couche mince peuvent être utilisés. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce condensateur plan ajustable qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en prévoyant les zones séparées et leurs ponts de liaison, tels que décrits plus haut, sur l'électrode supérieure au lieu de l'électrode inférieure, et il serait même envisageable d'agir de façon combinée sur l'électrode supérieure et sur l'électrode inférieure pour ajuster le condensateur. Par ailleurs, l'invention est applicable à la réalisation de condensateurs plans ajustables de destination quelconque, et elle n'est nullement limitée à des condensateurs plans utilisés comme capteurs d'humidité. REVENDICATIONS 1. Condensateur électrique plan de capacité ajustable, du type comprenant des électrodes métalliques (3,6) sous forme de couches minces, avec une électrode supérieure (3) et une électrode inférieure (6) entre lesquelles est interposé un diélectrique (5), l'ensemble étant déposé sur un substrat (2) et la capacité du condensateur (1) étant ajustable par modification de la surface utile de l'électrode supérieure (3) et/ou inférieure (6), caractérisé en ce pue l'une au moins des électrodes, telle que l'électrode inférieure (6), possède une partie principale (6a) et des zones (6b) séparées les unes des autres, reliées chacune au restant de 1 ' électrode par des ponts étroits (6c), de sorte que la modification de surface utile de cette électrode soit réalisable par la coupure d'un ou plusieurs ponts de liaison (6c), isolant la ou les zones correspondantes (6b) du restant de l'électrode. 2. Condensateur plan ajustable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones précitées (6b) appartiennent à l'électrode inférieure (6), qui dans la région des ponts de liaison (6c) n'est recouverte ni par le diélectrique (5), ni par l'électrode supérieure (3) de manière à être rendue directement accessible. 3. Condensateur plan ajustable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tous les ponts de liaison (6c) sont disposés suivant un même axe (7). 4. Condensateur plan ajustable selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces des zones d'électrode (6b) sont inégales et croissantes dans les rapports des nombres 1,2,4,8,16,32,64, etc... 5. Condensateur plan ajustable selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par son utilisation en tant que capteur d'humidité. 6. Condensateur plan ajustable utilisable en tant que capteur d'humidité, selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu pour être ajusté, en ce qui concerne sa capacité, sans être placé sous atmosphère contrôlée en humidité dans la phase même de l'ajustage.