Modélisation des résonateurs à quartz et procédés innovants pour les miniaturiser – FREQUENCE 2009

Le quartz est le matériau par excellence pour réaliser les résonateurs des oscillateurs ultra stables (à 5 ou 10 MHz) ou à haute pureté spectrale (vers 100 MHz) pour les marchés militaires et spatiaux. La version la plus aboutie du résonateur à quartz de haute performance en environnement sévère est le BVA (Boîtier à Vieillissement Amélioré) développé il y a 30 ans par R. Besson. La technologie de réalisation et d?encapsulation du résonateur à quartz, type BVA ou autre, n?a que peu évolué depuis, alors que l?électronique accomplissait de son coté une révolution en termes d?intégration et de miniaturisation. Pour rester incontournable, le résonateur doit lui aussi faire sa révolution. C?est l?objet de ce projet. Les conditions sont aujourd?hui réunies pour qu?elle puisse s?accomplir : il existe en effet des outils logiciels de modélisation multi physiques capables d?appréhender le quartz sous tous ses aspects ainsi que des procédés technologiques innovants en micro-usinage, assemblage multi couche ou wafer bonding qui, appliqués au quartz, vont permettre de miniaturiser les résonateurs encapsulés tout en optimisant leurs performances. Pour concrétiser la rupture technologique attendue, il est proposé dans ce projet de modéliser et de développer tous les procédés qui vont permettre à terme de reconcevoir les résonateurs à quartz, dont le BVA évoqué ci-dessus, avec un gain significatif (au moins un ordre de grandeur) en termes de taille et de coût, grâce à des procédés de fabrication collective, sans compromission sur les performances ultimes en vieillissement, sensibilité accélérométrique ou aux radiations et bruit propre. Pour ce faire, TEMEX s?associe à l?Institut FEMTO-ST et à GEMMA pour mener de concert les recherches industrielles qui vont permettre de faire émerger une nouvelle génération de résonateurs à quartz. TEMEX, pilote du projet, indique les contraintes opérationnelles du résonateur, gère l?aspect oscillateur dans une approche système et met en ?uvre les procédures de qualification des démonstrateurs du projet. FEMTO-ST développe les nouvelles technologies de mise en ?uvre des composants physiques et les modèles associés à l?optimisation des structures, en étroite relation avec TEMEX au travers du laboratoire commun qui associe ces deux entités (LPMX). GEMMA, spécialiste de la cristallogenèse de quartz, développe des matériaux de très haute qualité pour en obtenir des tranches de grande dimension (diamètre de 75 voire 100 mm) afin de les utiliser dans des procédés collectifs. Le projet Fréquence 2009 est la version 2009 du projet Fréquence soumis en 2008 au même AAP. Le projet avait été retenu pour un financement par l?ANR mais n?est pas à ce jour financé. C?est la raison pour laquelle il est redéposé. La version 2009 prend en compte les remarques émises par le comité d?évaluation de l?an dernier.