Cos'è la microfabbricazione?
Microfabrificazione e micromachining sono termini che descrivono le tecnologie e i processi utilizzati per realizzare strutture o dispositivi microscopici. Queste strutture possono variare di dimensioni dalla larghezza di un capelli umano fino a una singola cellula umana. La capacità di costruire dispositivi questo piccolo ha stimolato i progressi tecnologici in computer, elettronica di consumo, tecnologia dell'energia verde e molti altri campi. Le tecniche di microfabbricazione variano ampiamente a seconda del dispositivo in costruzione.
Nel campo della microfabbricazione, le dimensioni sono misurate nei micrometri. Un micrometro, spesso noto come micron, è un millesimo di millimetro. Ci sono 25.400 micron in un pollice. La nanotecnologia è un campo simile, ma si occupa di componenti ancora più piccoli.
L'uso di parti microfabrificate è stato aperto la pioniera dall'industria dei semiconduttori. Le invenzioni del transistor e del circuito integrato negli anni '40 e '50 hanno dato origine a una tendenza alla miniaturizzazione in elettronica. Come microfabbricazione TECSono stati costruiti hniques migliorati, più piccoli e più complessi circuiti integrati, consentendo di costruire potenti microchip. Piccole macchine note come sistemi microelettro-meccanici sono disponibili in molti dispositivi, tra cui smartphone e sensori di airbag per auto. Le celle a combustibile e i pannelli solari utilizzano anche parti microfabbricate. Le tecniche e le tecnologie di microfabicizzazione sono state utilizzate nelle applicazioni di ricerca nei campi dalla microbiologia alla fisica delle particelle.
Le tecniche utilizzate in un processo di microfabbricazione dipendono dal settore e dal risultato desiderato. La maggior parte delle tecniche sono approcci top-down, il che significa che iniziano con un componente più grande, come un wafer di silicio, e rimuovono da esso fino a quando non viene creata la struttura finale. Esempi di tecniche top-down utilizzate a livello microscopico includono taglio, lucidatura e incisione.
Manufac dal basso verso l'altoTuring in questo campo è un campo in gran parte sperimentale. Nell'approccio dal basso verso l'alto, gli articoli più piccoli come atomi o molecole vengono utilizzati per creare un sistema o un dispositivo più ampio. Le tecniche dal basso sono utilizzate nelle applicazioni destinate a imitare strutture o funzioni biologiche.
Molte delle tecniche utilizzate nella microfabbricazione sono prese in prestito da altre discipline. I campi di fotografia, ottica e fisica hanno contribuito alla microtecnologia. Alcune tecniche di produzione tradizionali, come lo stampaggio a iniezione, sono state miniaturizzate e utilizzate in microfabbricazione.
Indipendentemente dalla tecnica utilizzata, la fabbricazione a livello microscopico presenta sfide uniche. La dimensione ridotta significa che un singolo pezzo di polvere può rendere inutile un dispositivo. I laboratori di microfabrificazione sono stanze progettate per controllare particelle nell'aria come polvere e microbi. I lavoratori devono indossare indumenti protettivi all'interno di queste stanze per evitare la contaminazione delle parti microscopiche.