Elaboration de couches épaisses piézoélectriques déposées sur substrats pour des applications microtechniques.

L\u27objectif de ce travail est d\u27élaborer des couches épaisses piézoélectriques de PZT (Pb(ZrTi)O3) sur substrat (alumine et silicium). Ces films sont susceptibles d\u27être intégrés dans des microsystèmes à la place des céramiques massives amincies. La technique de dépôt choisie est la sérigraphie pour sa simplicité et parce qu\u27elle est déjà maîtrisée dans l\u27industrie. Chaque étape de la fabrication des films épais est d\u27abord détaillée dans l\u27étude bibliographique. L\u27étude expérimentale repose sur l\u27optimisation: de la technique de dépôt ,de la formulation des pâtes d\u27impression (étude des paramètres dont dépend l\u27encre), des traitements thermiques (séchage, déliantage, frittage). Après polarisation, les performances des films épais et des céramiques massives sont comparées pour quatre compositions de PZT. A partir des résultats expérimentaux, deux hypothèses sont avancées pour expliquer les faibles caractéristiques des couches par rapport à celles des céramiques massives : la porosité importante des films, le " clampage " des couches sur le substrat. Divers modèles ont ensuite été proposés pour justifier les différences relevées entre les propriétés respectivement obtenues par les deux structures. Une autre étude expérimentale est consacrée à l\u27amélioration de la densité des couches en comparant diverses techniques de frittage : frittage rapide, frittage conventionnel sous atmosphère de PbO, frittage en four tubulaire, frittage RTA. Dans le but d\u27abaisser la température de frittage tout en améliorant les propriétés des films épais, l\u27influence de divers fondants est étudiée : le mélange eutectique PbO-PbF2 donne des résultats intéressants pour toutes les compositions de poudre testées. La caractérisation fréquentielle des couches est effectuée : à basse fréquence en analysant la vibration d\u27une poutre encastrée et en la modélisant, à haute fréquence grâce au développement d\u27un modèle à trois couches. L\u27étude de faisabilité de transformateurs piézoélectriques et d\u27un filtre à ondes de surface a également été effectuée, justifiant ainsi l\u27intérêt des couches épaisses piézoélectriques dans des applications microtechniques