Microfabricacion

MICROFABRICACION

Microfabricación se refiere al empleo de técnicas de miniaturización, esencialmente litografías, para producir circuitos integrados o sistemas microelectromecánicos (MEMS). Las técnicas empleadas para producir circuitos integrados son principalmente litografías de superficie. Para la fabricación de sistemas microelectromecánicos se usan principalmente variantes de las litografías de superficie llamadas genéricamente Micromaquinación de superficie (Del Inglés: Surface micromachining), litografías de volumen (Bulk micromachining) y litografía de rayos X (LIGA).

Técnicas litográficas

Litografías de superficie:

Estas son técnicas heredadas de la industria microelectrónica. En estas una serie de microcapas de diversos materiales son depositadas sobre un substrato inicial por medio de técnicas de deposición de vapor (CVD de sus siglas en inglés: Chemical Vapor Deposition). Tras cada capa depositada se lleva a cabo un proceso de litografiado de la capa, descrito a continuación:

Se añade una capa adicional de un polímero fotosensible por medio de cobertura por centrifugado (del inglés Spin-coating).
El polímero se somete a exposición de luz UV (Ultravioleta) a través de una máscara litográfica, que proyecta así su sombra sobre la capa de polímero. Las zonas expuestas a la luz UV se tornan más solubles.no es así
Posteriormente un disolvente o grabador se hace fluir sobre la oblea, disolviendo así el polímero en las zonas expuestas a la luz UV y dejando las zonas no expuestas.
Para terminar se aplica un nuevo disolvente que elimine el material expuesto sin atacar al polímero. De esta manera sólo las zonas expuestas de la microcapa desaparecen, dejando las zonas resguardadas por el polímero y transfiriéndose así a la microcapa el patrón que aparece en la máscara.
Se aplica un proceso (normalmente químico) de pelado, con el fin de eliminar el polímero restante.
Se deposita una nueve capa del material, y se vuelve al paso 1.

En la fabricación de MEMS, se depositan normalmente capas alternadas de polisilicio y fosfosilicato vitreo. El polisilicio actúa como material estructural y el fosfosilicato como material sacrificial. Una vez completa la serie de deposiciones+litografiados el material sacrificial se disuelve con un último tipo de de disolvente, dejando así sólo el material estructural (polisilicio) con huecos intermedios en los lugares ocupados anteriormente por el material sacrificial.

Litografías de volumen

Litografía de rayos X (LIGA)

Mecanizado en resina de lo que serán los "brackets" de aplicación ortodóncica, definitivamente fabricados en plástico transparente.

La microfabricación debe facilitar el camino hacia la miniaturización de muchos componentes y productos completos, tanto por las nuevas exigencias de portabilidad y bajo coste del transporte como por el ahorro en materias primas, y la consiguiente sostenibilidad, o la pura moda, que también está imponiendo el cliché de "lo pequeño es bello". Finalmente, la microfabricación va a tener mucho que decir en la materialización de la revolución biotecnológica, ya que buena parte de las posibilidades de manipulación génica y de las proteínas a nivel industrial descansa sobre la concreción de microdispositivos capaces de manipular muy pequeñas muestras de material biológico.

Yendo a lo más concreto, Tekniker investiga tanto en los procesos de "sala blanca", fundados generalmente en la deposición de una capa y su posterior ablación selectiva, para la mecanización 2D de superficies planas con propósito funcional, como en los culturalmente más próximos de micromecanizado por arranque de viruta u otros procesos menos convencionales. En la actualidad ya estamos realizando varios proyectos bajo contrato para, por ejemplo, la fabricación de micro boquillas de aspersión, de "brackets" de uso en ortodoncia, de micro intercambiadores de calor o de microdosificadores de uso terapéutico.