¿Qué es el micromecanizado de superficie?
El micromecanizado de superficie es un proceso de fabricación utilizado para desarrollar circuitos integrados y sensores de varios tipos. El uso de técnicas de micromaquinado de superficie permite aplicaciones de hasta casi 100 capas finamente aplicadas de patrones de circuitos en un chip. En comparación, solo son posibles cinco o seis capas utilizando procesos de micromaquinado estándar. Esto permite que se incorporen muchas más funciones y componentes electrónicos en cada chip para usar en sensores de movimiento, acelerómetros que despliegan bolsas de aire en un choque de vehículos o para usar en giroscopios de sistemas de navegación. El micromecanizado de superficie utiliza materiales seleccionados y procesos de grabado en seco y húmedo para formar las capas de los circuitos.
Las piezas de circuitos fabricadas con este método se usaron inicialmente en acelerómetros, que desplegaban bolsas de aire en los vehículos en el momento del choque. Los sensores de micromaquinado de superficie en vehículos también brindan protección contra vuelcos a través del control de inclinación, y se utilizan en sistemas antibloqueo de frenos. Este circuito también se usa en giroscopios de alto rendimiento en sistemas de control de guía y sistemas de navegación. Como los circuitos producidos usando este método producen circuitos pequeños y precisos, es posible combinar múltiples funciones en un chip para usos en detección de movimiento, detección de flujo y en algunos productos electrónicos de consumo. En fotografía, cuando se graba con una cámara de video, estos chips dan estabilización de imagen durante el movimiento.
El proceso de micromaquinado de superficie utiliza sustratos de chip de silicio de cristal como base sobre la cual construir capas, o puede iniciarse en sustratos de vidrio o plástico más baratos. Por lo general, la primera capa es de óxido de silicio, un aislante, que está grabado al espesor deseado. Sobre esta capa, se aplica una capa de película fotosensible y se aplica luz ultravioleta (UV) a través de la superposición del patrón de circuito. A continuación, esta oblea se desarrolla, enjuaga y hornea para el siguiente proceso de grabado. Este proceso se repite varias veces para aplicar más capas, con un cuidadoso monitoreo y técnicas precisas de grabado aplicadas a cada capa, para producir el diseño final del chip en capas.
El proceso real de grabado en superficie de micromaquinado se realiza mediante uno o una combinación de varios procesos de mecanizado. El grabado húmedo se realiza utilizando ácidos fluorhídricos para grabar diseños de circuitos en capas, cortando materiales aislantes sin protección; Las áreas no grabadas de esa capa se electrolizan para aislar la capa de la siguiente aplicada. El grabado en seco se puede hacer solo, o en combinación con el grabado químico, usando un gas ionizado para bombardear las áreas a grabar. Los fabricantes utilizan el grabado con plasma seco cuando una gran parte de la capa se grabará en un diseño de circuito. Además, otra combinación de plasma de cloro con gas flúor puede producir cortes verticales profundos a través de los materiales de enmascaramiento de película de una capa, como a menudo se necesita cuando se producen chips de sensores de microaccionadores.