L'invention concerne une valve micro-usinée pour un dispositif tel qu'une micropompe implantable, comprenant un substrat possédant une cavité débouchante, une membrane déformable recouvrant la cavité de façon à laisser s'écouler un liquide lorsque la pression en fluide dans la cavité est suffisante et à empêcher son écoulement lorsque ladite pression est insuffisante, l'interface entre la membrane et le substrat réalisant une zone de recouvrement du substrat par la membrane.

Une telle valve constitue un organe de contrôle d'entrée/sortie d'un liquide. Lorsque la pression du fluide de ladite cavité est inférieure à celle exercée sur la surface supérieure de la membrane, la valve stoppe l'écoulement du liquide. Inversement, lorsque la pression du fluide de ladite cavité est supérieure à celle exercée sur la surface supérieure de la membrane, le liquide s'écoule à travers la valve.

On rencontre des valves de ce type, par exemple, mais non exclusivement, dans des micropompes à usage médical qui délivrent régulièrement une quantité contrôlée de médicament. La fabrication de ces micropompes est basée sur les technologies de micro¬ usinage du silicium et l'utilisation d'un actionneur piézo-électrique. La demande de brevet internationale PCT/IB95/00028 présente une micropompe auto-amorçante. Pour cette application et dans d'autres cas encore, il est nécessaire de réaliser une valve d'entrée et, parfois, une valve de sortie, pour laquelle le taux de fuite est minimum, voire nul. Ce taux de fuite correspond au débit de liquide qui traverse la valve lorsque la membrane est dans sa position de repos

c'est-à-dire lorsque la valve est fermée. De plus, comme la valve fonctionne grâce à 1 'élasticité de la membrane, cette élasticité permettant la déformation de la membrane lorsqu'une contre-pression de fluide est injectée à l'entrée de la valve, il est important de ne pas détériorer 1 'état surfacique de cette membrane lors de la fabrication de la valve.

L'objet de la présente invention est de fournir une valve d'entrée/sortie de liquide présentant un taux de fuite minimum dans la position fermée de la valve et dont le procédé de fabrication soit peu agressif envers la membrane.

Conformément à l'invention, ces buts sont atteints grâce au fait que la membrane est métallique et que cet organe de contrôle d'entrée/sortie comprend en outre une couche intermédiaire solidaire du substrat ou de la membrane et recouvrant partiellement la zone de recouvrement de façon qu'il n'y ait pas d'adhérence entre la membrane et le substrat au moins dans une partie de la zone de recouvrement incluant la cavité et qu'il y ait adhérence entre la membrane et le substrat dans la partie restante de la zone de recouvrement. Selon une configuration avantageuse, il est prévu que l'épaisseur de la couche intermédiaire est au plus égale à 100 nanomètres.

Une solution favorable quant à la non-agression de la zone déformable de la membrane prévoit, dans le cas où le choix des matériaux de la membrane et du substrat entraine une mauvaise adhésivité entre eux, que la couche intermédiaire est un agent de fixation recouvrant une partie de la zone de recouvrement de façon à solidariser la membrane au substrat dans cette zone.

Dans le cas où l'adhésivité est bonne entre la membrane et le substrat, il est avantageusement prévu que la couche intermédiaire est un agent anti-adhérent recouvrant au moins une zone centrale de la zone de recouvrement entourant la cavité de façon à désolidariser la membrane du substrat dans cette zone centrale.

On comprend, que grâce à l'invention, on résout les problèmes susmentionnés du fait que la structure de la valve permette une solidarisation d'une partie de la membrane sur le substrat tout en favorisant la séparation entre la membrane et le substrat au moins dans une zone centrale de la membrane incluant la cavité. Les figures 1 à 3 représentent schématiquement la structure et le fonctionnement d'une valve ou d'un clapet à membrane. En position de repos de la membrane, ou position fermée, la valve 10 est obturée par la membrane 12 qui est déposée à la surface d'un substrat 14. La membrane 12 est un disque de faible épaisseur comportant un orifice 13 se situant dans sa zone centrale ou une série d'orifices 13 disposés sur un cercle se situant dans sa zone centrale et entourant la cavité 15. Le substrat 14 comporte une cavité débouchante 15 pour le passage d'un liquide, cette cavité étant obstruée par la membrane 13 en position de repos. Lorsqu'une pression de fluide suffisante arrive dans la cavité 15, cette contre-pression déforme la zone centrale de la membrane 12, la périphérie de cette membrane restant fixée au substrat 14, cette déformation créant un espace 11 entre la membrane et le substrat. L'espace 11 va se remplir de liquide et le liquide va traverser l'orifice 13 de la membrane 12: la valve 10 est ouverte.

Le fonctionnement d'une telle valve nécessite donc la fixation permanente de la zone périphérique de la membrane 12 sur le substrat 14, la possibilité que la membrane 12 se sépare du substrat 14 dans la zone centrale de la membrane 12 et une position relative entre l'orifice 13 et la cavité 15 de sorte qu'ils ne communiquent pas entre eux dans la position fermée de la valve et qu'ils puissent communiquer entre eux dans la position ouverte de la valve de sorte que le liquide s'écoule depuis la cavité à travers l'orifice 13.

Le procédé de fabrication d'une valve à membrane de 1 ' art antérieur va maintenant être décrit en relation avec la figure 4. La valve 20 comporte un substrat 24 traversé par une cavité débouchante 25 et une membrane 22 possédant au moins un orifice 23 situé dans une zone centrale de la membrane mais décalé par rapport à la cavité 25, la membrane 22 étant fixée par sa zone périphérique au substrat 24. Pour qu'il n'y ait pas d'adhérence entre la zone centrale de la membrane 22 et le substrat 24, une couche sacrificielle 26 (en pointillé sur la figure 4) a été déposée lors de la fabrication entre la membrane 22 et le substrat 24, uniquement dans une zone centrale située autour de la cavité 25 et en regard de l'orifice 23. Au cours de la fabrication de la valve, cette couche sacrificielle de quelques micromètres d'épaisseur, par exemple en oxyde de silicium, est déposée sur le substrat en silicium. Ensuite la membrane 22 d'une épaisseur de quelques micromètres également, par exemple, en silicium polycristallin, est déposée sur l'empilement comprenant déjà le substrat et la couche intermédiaire. Cette membrane 22 s'étend au-delà de la couche sacrificielle 26 de sorte que sa périphérie est directement fixée au substrat 24 et sa zone centrale comprenant l'orifice 23

est fixée sur la couche sacrificielle 26. Grâce à une technique connue, la couche sacrificielle est ensuite dissoute, laissant la zone centrale de la membrane 22 sans aucun contact direct avec le substrat 24. Ce procédé de fabrication de 1 'art antérieur présente plusieurs inconvénients. L'utilisation d'une couche sacrificielle et l'étape consistant à enlever cette couche contribuent, de par les techniques chimiques ou physiques employées, à agresser la surface de la membrane qui peut se trouver ainsi fragilisée. Dans la position de repos de la membrane il existe un espace 27 libre entre la membrane 22 et le substrat 24: la valve est donc légèrement ouverte en position de repos ce qui crée un taux de fuite non négligeable. Il est difficile de diminuer ce taux de fuite en minimisant l'épaisseur de la couche sacrificielle car celle-ci doit être entièrement enlevée et une épaisseur de 1 à 2 micromètres correspond au minimum envisageable. La technique de fabrication employée jusqu'alors présente donc des problèmes d'étanchéité et de fragilisation due à un procédé agressif.

L'invention sera mieux comprise et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple.

Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif, il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1, déjà décrite, est une vue en coupe schématique d'une valve à membrane dans la position de repos de la membrane;

- la figure 2, déjà décrite, est identique à la figure 1 mais représente la valve en position ouverte, lorsque la membrane est déformée;

- la figure 3, déjà décrite, est une vue de dessus de la valve des figures 1 et 2 selon la direction III-

III de la figure 1;

- la figure 4, déjà décrite, est une vue en coupe transversale d'une valve selon l'art antérieur;

- la figure 5 est une vue en coupe d'une valve selon un premier mode de réalisation de l'invention;

- la figure 6 est une vue en coupe d'une valve selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention;

- la figure 7 est une vue en coupe d'une valve selon un second mode de réalisation de l'invention; et

- la figure 8 est une vue de dessus de la valve de la figure 7 selon la direction VIII-VIII de la figure 7.

Selon le premier mode de réalisation de l'invention, la membrane déformable est traversée par au moins un orifice ne communiquant pas avec ladite cavité dans la position de repos de ladite membrane, ledit orifice pouvant communiquer avec ladite cavité grâce à la déformation élastique de la membrane sous une pression de fluide suffisante dans ladite cavité, la couche intermédiaire étant solidaire du substrat et recouvrant partiellement la zone de recouvrement de façon qu'il n'y ait pas d'adhérence entre la membrane et le substrat dans une zone centrale B de ladite zone de recouvrement entourant ladite cavité et qu'il y ait adhérence entre la membrane et le substrat dans une zone périphérique A de ladite zone de recouvrement.

Si l'on se réfère à la figure 5, on se place dans le cas où le choix des matériaux entraîne une mauvaise

adhésivité entre la membrane et le substrat. La valve 30 représentée comporte une membrane 32 en forme de disque avec au moins un orifice 33, la membrane étant placée sur un substrat 34 comprenant une cavité 35 obstruée par la membrane dans la position de repos de la membrane. L'interface entre la membrane 32 et le substrat 34 réalise une zone de recouvrement du substrat par la membrane que 1 'on peut découper en plusieurs zones. Cette zone de recouvrement circulaire forme, depuis le centre jusqu'à la périphérie, une zone C correspondant à l'orifice de la cavité 35, une zone centrale B entourant la cavité 35 et une zone périphérique A qui forme une bordure annulaire de la zone de recouvrement. L'orifice 33 est disposé sur un cercle situé dans la zone centrale B de la membrane 32 et entourant la cavité 35.

Une couche intermédiaire 36 est placée sur la zone périphérique A entre la membrane 32 et le substrat 34. Cette couche intermédiaire 36 est un agent de fixation qui joue le rôle de colle entre la membrane et le substrat car cette couche intermédiaire est solidaire du substrat et de la membrane dans la zone périphérique A. Du fait qu'il n'y a pas d'adhérence entre la membrane et le substrat dans la zone centrale B, la membrane peut se séparer du substrat lorsqu'elle doit se déformer sous une pression de fluide présent dans la cavité 35. De préférence le substrat est en silicium, éventuellement recouvert d'oxyde de silicium ou de nitrure de silicium, la membrane est en platine ou en or et la couche intermédiaire est en titane, en chrome ou en aluminium. Cette couche intermédiaire est donc une couche adhésive qui engendre une bonne adhérence entre la membrane et le substrat.

Si l'on se réfère à la figure 6, on se place dans le cas où les matériaux choisis entraînent une bonne adhérence entre la membrane, déposée sur le substrat, et le substrat. Sur cette figure, les éléments identiques à ceux de la figure 5 possèdent une référence numérique égale à la référence numérique utilisée sur la figure 5 et augmentée de 10. La valve 40 comporte donc un substrat 44 sur lequel a été déposé une membrane 42. La zone de recouvrement du substrat par la membrane peut être découpée en zones A, B et C identiques à celles de la figure 5. Sur la figure 6, puisque la membrane 42 est solidaire du substrat 44 dans la zone où ils sont directement en contact l'un avec l'autre, on interpose entre la membrane et le substrat une couche intermédiaire lubrifiante ou anti¬ adhérente 46 dans la zone centrale B de la zone de recouvrement. Cette couche intermédiaire est solidaire du substrat 44 et permet, lors de la déformation de la membrane 42, la séparation entre la zone centrale de la membrane et le substrat 44.

Dans la configuration de la figure 6, de préférence, le substrat est en silicium, éventuellement recouvert d'oxyde de silicium ou de nitrure de silicium, la membrane est en titane, en aluminium ou en chrome et la couche intermédiaire est un polymère fluoré, de l'or ou du platine.

On se référera maintenant aux figures 7 et 8 qui représentent un second mode de réalisation de l' invention dans lequel la membrane forme un volet mobile. La valve 50 comprend des éléments identiques à ceux de la figure 6 qui sont référencés avec la référence numérique utilisée sur la figure 6 et augmentée d'une valeur de 10. La valve 50 se compose d'un substrat 54 avec une cavité débouchante 55

obturée, dans la position de repos de la valve, par la membrane 52. La zone de recouvrement du substrat 54 par la membrane 52 peut être décomposée en une zone d'extrémité A' correspondant à une extrémité de la membrane 52 qui est éloignée de la cavité 55 et le reste B' de la zone de recouvrement. Dans cette configuration la couche intermédiaire 56 est un agent de fixation recouvrant la zone d'extrémité A' de la zone de recouvrement de façon à solidariser le substrat 54 et la membrane 52 dans cette zone d'extrémité, l'ouverture de la valve 50 s'effectuant par soulèvement de la partie de la membrane 52 en regard de la zone B' de la zone de recouvrement c'est-à-dire la partie de la membrane qui n'est pas en contact avec la couche intermédiaire 56 et qui n'adhère pas au substrat, cette partie de la membrane étant conformé de façon à se rabaisser contre le substrat 54 pour refermer la valve 50 lorsque la pression de fluide dans la cavité 55 est insuffisante. On choisira les dimensions, la structure et la matière de la membrane de sorte qu'elle forme un volet mobile assez souple pour s'ouvrir sous une pression de fluide suffisante dans la cavité 55 et assez rigide pour se refermer lorsque cette pression est insuffisante par rapport à la pression en fluide derrière la membrane 52 c'est-à-dire en aval de la cavité 55.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'épaisseur de la couche intermédiaire est au plus égale à 100 nanomètres et de préférence cette couche intermédiaire possède une épaisseur de l'ordre de 10 nanomètres correspondant à quelques centaines d'atomes. Du fait de cette faible épaisseur, cette couche intermédiaire ne crée pas de déformation majeure de la membrane qui est au-dessus.

Puisque la membrane est déposée sur 1 'ensemble constitué par le substrat et la couche intermédiaire et que cette couche intermédiaire n'est pas enlevée ensuite, la membrane ne subit aucune agression physique ou chimique risquant de dégrader son état de surface et sa capacité de déformation élastique De plus, on réalise une valve dont la structure permet de réaliser un taux de fuite très faible du fait que l'espace interstitiel entre la zone centrale de la membrane et le substrat est quasiment nul.

La membrane peut se séparer en se soulevant, dans sa zone centrale, du substrat lorsqu'on applique une contre-pression sur cette membrane, ceci étant possible grâce à l'élasticité de la membrane d'une part et à la non-adhérence entre le substrat et la membrane d'autre part. Cette non-adhérence provient soit d'une mauvaise adhésivité entre le substrat et la membrane, soit de la couche intermédiaire placée dans la zone centrale de recouvrement qui est un agent anti-adhérent tel qu'un produit de démoulage pour l'injection.

Les techniques utilisées pour la réalisation de cette valve, notamment la membrane et la couche intermédiaire, sont des techniques de dépôts sous vide tels que dépôts PVD (par évaporation ou par pulvérisation en phase liquide) ou dépôts CVD.

Dans l'exemple décrit précédemment, on a envisagé le cas d'une micropompe. Il va de soi que la valve d'entrée/sortie selon l'invention peut être utilisée dans d'autres composants ou organes dans lesquels doit circuler un liquide.

Dans le cas où la couche intermédiaire est solidaire de la membrane, on utilisera de préférence une couche intermédiaire en or ou en platine.