Brevet FR3130067A1 — publié le 20230609

Système de génération de champ magnétique La présente description concerne un système (200) de génération de champ magnétique comprenant un circuit magnétique comportant : - un pôle central (220) disposé au-dessus d'un plan (XY), l’axe dudit pôle central s’étendant selon une direction orthogonale au plan ; - au moins deux pôles planaires (216A, 216B, 216C, 216D) disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central, chaque pôle planaire étant porté par une portion du circuit magnétique ; et - au moins deux bobines (230A, 230B, 230C, 230D), dont au moins une bobine associée à chaque pôle planaire, chaque bobine associée à un pôle planaire entourant la portion de circuit magnétique portant ledit pôle planaire ; deux bobines associées à deux pôles planaires différents étant adaptées à être connectées à deux circuits d’alimentation distincts ; chaque circuit d’alimentation étant adapté à faire circuler dans au moins une bobine à laquelle elle est connectée un courant d'intensité et de sens déterminés en fonction d’un champ magnétique souhaité et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Figure pour l'abrégé : Fig. 2B Système de génération de champ magnétique La présente demande concerne le domaine des générateurs de champ magnétique, et en particulier un système adapté à générer un champ magnétique d’amplitude élevée. Dans certains domaines techniques, par exemple pour le test électrique d’un composant de plaquette de circuits intégrés sous un champ magnétique, notamment d’un point mémoire d’une plaquette, il est recherché l’application d’un champ magnétique au niveau du composant. Dans certains cas, pour le test électrique d’un composant particulier de plaquette, par exemple un composant de spintronique ou une cellule d’une mémoire magnétique à accès aléatoire (MRAM, Magnetic Random-Access Memory), il peut être recherché l’application d’un champ magnétique d’amplitude élevée, typiquement supérieure ou égale à 0,5 T, et ce, dans plusieurs directions. Il est donc recherché un générateur de champ magnétique capable de générer un champ magnétique d’amplitude élevée dans plusieurs directions. Il existe un besoin d'amélioration des techniques des génération de champ magnétique. En particulier, il existe un besoin d'amélioration des techniques de génération de champ magnétique pour le test électrique d’un composant de plaquette de circuits intégrés. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des générateurs de champ magnétique connus. Un mode de réalisation prévoit un système de génération de champ magnétique comprenant un circuit magnétique comportant : - un pôle central disposé au-dessus d'un plan, l’axe dudit pôle central s’étendant selon une direction orthogonale correspondant sensiblement à la direction orthogonale au plan ; - au moins deux pôles planaires disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central, chaque pôle planaire étant porté par une portion du circuit magnétique ; et - au moins deux bobines, dont au moins une bobine associée à chaque pôle planaire, chaque bobine associée à un pôle planaire entourant la portion de circuit magnétique portant ledit pôle planaire ; deux bobines associées à deux pôles planaires différents étant adaptées à être connectées à deux circuits d’alimentation distincts ; chaque circuit d’alimentation étant adapté à faire circuler dans au moins une bobine à laquelle elle est connectée un courant d'intensité et de sens déterminés en fonction d’un champ magnétique souhaité et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre une unité de traitement adaptée à déterminer le courant à faire circuler dans chaque bobine. Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement est adaptée à déterminer un courant d’excitation pour le champ magnétique souhaité, et à déterminer le courant à faire circuler dans chaque bobine en fonction du courant d’excitation déterminé et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Selon un mode de réalisation, le système comprend trois bobines et trois pôles planaires disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central et étant orientés d’un premier angle d’environ 120° l’un par rapport à l’autre. Selon un mode de réalisation particulier, les courants à faire circuler dans les trois bobines sont respectivement : pour une première bobine associée à un premier pôle planaire orienté vers l’axe du pôle central dans le sens positif d’une première direction du plan ; pour une deuxième bobine associée à un deuxième pôle planaire orienté du premier angle dans le plan par rapport au premier pôle planaire ; et pour une troisième bobine associée à un troisième pôle planaire orienté du premier angle dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction, la deuxième direction perpendiculaire à la première direction dans le plan, et la direction orthogonale. Selon un mode de réalisation, le système comprend quatre bobines et quatre pôles planaires symétriques par rapport à deux plans orthogonaux contenant l'axe du pôle central, deux pôles planaires adjacents étant orientés d’un deuxième angle d’environ 90° l’un par rapport à l’autre. Selon un mode de réalisation particulier, les courants à faire circuler dans les quatre bobines sont respectivement : pour une première bobine associée à un premier pôle planaire orienté vers l’axe du pôle central à environ 45° entre des première et deuxième directions orthogonales dans le plan, dans les sens positifs desdites première et deuxième directions ; pour une deuxième bobine associée à un deuxième pôle planaire orienté du deuxième angle dans le plan par rapport au premier pôle planaire ; pour une troisième bobine associée à un troisième pôle planaire orienté du deuxième angle dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire ; et pour une quatrième bobine associée à un quatrième pôle planaire orienté du deuxième angle dans le plan par rapport au troisième pôle planaire ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction, la deuxième direction et la direction orthogonale. Selon un mode de réalisation, chaque pôle correspond à une première extrémité d'un bras, les bras étant reliés à un cadre. Selon un mode de réalisation, chaque bras associé à un pôle planaire s’étend sensiblement dans une direction parallèle au plan, une deuxième extrémité dudit bras étant assemblée à un barreau passant à l’intérieur de la au moins une bobine associée audit pôle planaire, chaque barreau s’étendant sensiblement dans la direction orthogonale. Selon un mode de réalisation, le bras associé au pôle central est assemblé à une tige horizontale reliée à deux côtés opposés du cadre. Selon un mode de réalisation, les bobines ont des diamètres extérieurs supérieurs à 70 mm, voire supérieurs à 80 mm, par exemple supérieurs ou égaux à 90 mm. Un mode de réalisation prévoit un procédé de génération de champ magnétique mettant en œuvre un système comprenant un circuit magnétique comportant : - un pôle central disposé au-dessus d'un plan, l’axe dudit pôle central s’étendant selon une direction orthogonale correspondant sensiblement à la direction orthogonale au plan ; - au moins deux pôles planaires disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central, chaque pôle planaire étant porté par une portion du circuit magnétique ; et - au moins deux bobines, dont au moins une bobine associée à chaque pôle planaire, chaque bobine associée à un pôle planaire entourant la portion de circuit magnétique portant ledit pôle planaire ; deux bobines associées à deux pôles planaires différents étant connectées à deux circuits d’alimentation distincts ; le procédé comprenant : - faire circuler dans au moins une bobine connectée à chaque circuit d’alimentation, un courant d'intensité et de sens déterminés en fonction d’un champ magnétique souhaité et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend : - déterminer un courant d’excitation pour le champ magnétique souhaité ; et - déterminer le courant à faire circuler dans chaque bobine en fonction du courant d’excitation déterminé et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Selon un mode de réalisation particulier, dans lequel le système comprend trois bobines et trois pôles planaires disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central et étant orientés d’un premier angle d’environ 120° l’un par rapport à l’autre ; le procédé comprenant : - faire circuler dans une première bobine associée à un premier pôle planaire orienté vers l’axe du pôle central dans le sens positif d’une première direction du plan un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une deuxième bobine associée à un deuxième pôle planaire orienté du premier angle dans le plan par rapport au premier pôle planaire un courant d’intensité : ; et - faire circuler dans une troisième bobine associée à un troisième pôle planaire orienté du premier angle dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire un courant d’intensité : ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction, la deuxième direction perpendiculaire à la première direction dans le plan et la direction orthogonale. Selon un mode de réalisation particulier, dans lequel le système comprend quatre bobines et quatre pôles planaires symétriques par rapport à deux plans orthogonaux contenant l'axe du pôle central, deux pôles planaires adjacents étant orientés sensiblement d’un deuxième angle d’environ 90° l’un par rapport à l’autre ; le procédé comprenant : - faire circuler dans une première bobine associée à un premier pôle planaire orienté vers l’axe du pôle central à environ 45° entre des première et deuxième directions orthogonales dans le plan, dans les sens positifs desdites première et deuxième directions, un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une deuxième bobine associée à un deuxième pôle planaire orienté du deuxième angle dans le plan par rapport au premier pôle planaire un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une troisième bobine associée à un troisième pôle planaire orienté du deuxième angle dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une quatrième bobine associée à un quatrième pôle planaire orienté du deuxième angle dans le plan par rapport au troisième pôle planaire un courant d’intensité : ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction, la deuxième direction et la direction orthogonale. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la est une première vue en perspective d’un exemple de générateur de champ magnétique ; la est une deuxième vue en perspective du générateur de champ magnétique de la ; la est une vue en perspective d’un système de génération de champ magnétique selon un mode de réalisation ; la est une coupe transversale simplifiée du système de la ; la est une vue en perspective simplifiée d’un système de génération de champ magnétique selon un autre mode de réalisation ; et la est une coupe transversale simplifiée du système de la . Système (200 ; 300) de génération de champ magnétique comprenant un circuit magnétique comportant : - un pôle central (220 ; 320) disposé au-dessus d'un plan (XY), l’axe dudit pôle central s’étendant selon une direction orthogonale (Z) correspondant sensiblement à la direction orthogonale au plan ; - au moins deux pôles planaires (216A, 216B, 216C, 216D ; 316A, 316B, 316C) disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central, chaque pôle planaire étant porté par une portion du circuit magnétique ; et - au moins deux bobines (230A, 230B, 230C, 230D ; 330A, 330B, 330C), dont au moins une bobine associée à chaque pôle planaire, chaque bobine associée à un pôle planaire entourant la portion de circuit magnétique portant ledit pôle planaire ; deux bobines associées à deux pôles planaires différents étant adaptées à être connectées à deux circuits d’alimentation distincts ; chaque circuit d’alimentation étant adapté à faire circuler dans au moins une bobine à laquelle elle est connectée un courant d'intensité et de sens déterminés en fonction d’un champ magnétique souhaité et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Système (200 ; 300) selon la revendication 1, comprenant en outre une unité de traitement (240) adaptée à déterminer le courant à faire circuler dans chaque bobine. Système (200 ; 300) selon la revendication 2, dans lequel l’unité de traitement est adaptée à déterminer un courant d’excitation pour le champ magnétique souhaité, et à déterminer le courant à faire circuler dans chaque bobine en fonction du courant d’excitation déterminé et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Système (300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant trois bobines (330A, 330B, 330C) et trois pôles planaires (316A, 316B, 316C) disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central (320) et étant orientés d’un premier angle (θ) d’environ 120° l’un par rapport à l’autre. Système (300) selon la revendication 4 dans sa dépendance avec la revendication 3, dans lequel les courants à faire circuler dans les trois bobines (330A, 330B, 330C) sont respectivement : pour une première bobine (330A) associée à un premier pôle planaire (316A) orienté vers l’axe du pôle central (320) dans le sens positif d’une première direction (X) du plan ; pour une deuxième bobine (330B) associée à un deuxième pôle planaire (316B) orienté du premier angle (θ) dans le plan par rapport au premier pôle planaire ; et pour une troisième bobine (330C) associée à un troisième pôle planaire (316C) orienté du premier angle (θ) dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction (X), la deuxième direction (Y) perpendiculaire à la première direction dans le plan, et la direction orthogonale (Z). Système (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant quatre bobines (230A, 230B, 230C, 230D) et quatre pôles planaires (216A, 216B, 216C, 216D) symétriques par rapport à deux plans orthogonaux contenant l'axe du pôle central (220), deux pôles planaires adjacents étant orientés d’un deuxième angle (α) d’environ 90° l’un par rapport à l’autre. Système selon la revendication 6 dans sa dépendance avec la revendication 3, dans lequel les courants à faire circuler dans les quatre bobines (230A, 230B, 230C, 230D) sont respectivement : pour une première bobine (230A) associée à un premier pôle planaire (216A) orienté vers l’axe du pôle central (220) à environ 45° entre des première (X) et deuxième (Y) directions orthogonales dans le plan, dans les sens positifs desdites première et deuxième directions ; pour une deuxième bobine (230B) associée à un deuxième pôle planaire (216B) orienté du deuxième angle (α) dans le plan par rapport au premier pôle planaire ; pour une troisième bobine (230C) associée à un troisième pôle planaire (216C) orienté du deuxième angle (α) dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire ; et pour une quatrième bobine (230D) associée à un quatrième pôle planaire (216D) orienté du deuxième angle (α) dans le plan par rapport au troisième pôle planaire ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction (X), la deuxième direction (Y) et la direction orthogonale (Z). Système (200 ; 300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque pôle correspond à une première extrémité d'un bras (214A, 214B, 214C, 214D, 218 ; 314A, 314B, 314C, 318), les bras étant reliés à un cadre (210). Système (200 ; 300) selon la revendication 8, dans lequel chaque bras (214A, 214B, 214C, 214D ; 314A, 314B, 314C) associé à un pôle planaire (216A, 216B, 216C, 216D ; 316A, 316B, 316C) s’étend sensiblement dans une direction parallèle au plan, une deuxième extrémité dudit bras étant assemblée à un barreau (212A, 212B, 212C, 212D ; 312A, 312B, 312C) passant à l’intérieur de la au moins une bobine associée audit pôle planaire, chaque barreau s’étendant sensiblement dans la direction orthogonale (Z). Système selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le bras associé au pôle central est assemblé à une tige horizontale reliée à deux côtés opposés du cadre. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les bobines ont des diamètres extérieurs supérieurs à 70 mm, voire supérieurs à 80 mm, par exemple supérieurs ou égaux à 90 mm. Procédé de génération de champ magnétique mettant en œuvre un système (200 ; 300) comprenant un circuit magnétique comportant : - un pôle central (220 ; 320) disposé au-dessus d'un plan (XY), l’axe dudit pôle central s’étendant selon une direction orthogonale (Z) correspondant sensiblement à la direction orthogonale au plan ; - au moins deux pôles planaires (216A, 216B, 216C, 216D ; 316A, 316B, 316C) disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central, chaque pôle planaire étant porté par une portion du circuit magnétique ; et - au moins deux bobines (230A, 230B, 230C, 230D ; 330A, 330B, 330C), dont au moins une bobine associée à chaque pôle planaire, chaque bobine associée à un pôle planaire entourant la portion de circuit magnétique portant ledit pôle planaire ; deux bobines associées à deux pôles planaires différents étant connectées à deux circuits d’alimentation distincts ; le procédé comprenant : - faire circuler dans au moins une bobine connectée à chaque circuit d’alimentation, un courant d'intensité et de sens déterminés en fonction d’un champ magnétique souhaité et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Procédé selon la revendication 12 comprenant : - déterminer un courant d’excitation pour le champ magnétique souhaité ; et - déterminer le courant à faire circuler dans chaque bobine en fonction du courant d’excitation déterminé et de l’orientation dans le plan du pôle planaire associé à ladite bobine. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le système comprend trois bobines (330A, 330B, 330C) et trois pôles planaires (316A, 316B, 316C) disposés symétriquement sur le plan par rapport à l’axe du pôle central (320) et étant orientés d’un premier angle (θ) d’environ 120° l’un par rapport à l’autre ; le procédé comprenant : - faire circuler dans une première bobine (330A) associée à un premier pôle planaire (316A) orienté vers l’axe du pôle central (Z) dans le sens positif d’une première direction (X) du plan un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une deuxième bobine (330B) associée à un deuxième pôle planaire (316B) orienté du premier angle (θ) dans le plan par rapport au premier pôle planaire un courant d’intensité : ; et - faire circuler dans une troisième bobine (330C) associée à un troisième pôle planaire (316C) orienté du premier angle (θ) dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire un courant d’intensité : ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction (X), la deuxième direction (Y) perpendiculaire à la première direction dans le plan (XY) et la direction orthogonale (Z). Procédé selon la revendication 13, comprenant quatre bobines (230A, 230B, 230C, 230D) et quatre pôles planaires (216A, 216B, 216C, 216D) symétriques par rapport à deux plans orthogonaux contenant l'axe du pôle central (220), deux pôles planaires adjacents étant orientés sensiblement d’un deuxième angle (α) d’environ 90° l’un par rapport à l’autre ; le procédé comprenant : - faire circuler dans une première bobine (230A) associée à un premier pôle planaire (216A) orienté vers l’axe du pôle central (220) à environ 45° entre des première (X) et deuxième (Y) directions orthogonales dans le plan, dans les sens positifs desdites première et deuxième directions, un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une deuxième bobine (230B) associée à un deuxième pôle planaire (216B) orienté du deuxième angle (α) dans le plan par rapport au premier pôle planaire un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une troisième bobine (230C) associée à un troisième pôle planaire (216C) orienté du deuxième angle (α) dans le plan par rapport au deuxième pôle planaire un courant d’intensité : ; - faire circuler dans une quatrième bobine (230D) associée à un quatrième pôle planaire (216D) orienté du deuxième angle (α) dans le plan par rapport au troisième pôle planaire un courant d’intensité : ; où I X , I Y , I Z sont les coordonnées du vecteur représentant l’intensité d’excitation I respectivement selon la première direction (X), la deuxième direction (Y) et la direction orthogonale (Z).