O que é microfabricação?
Microfabricação e micro-usinagem são termos que descrevem as tecnologias e processos usados na fabricação de estruturas ou dispositivos microscópicos. Essas estruturas podem variar em tamanho, desde a largura de um cabelo humano até menor que uma única célula humana. A capacidade de construir dispositivos tão pequenos gerou avanços tecnológicos em computadores, eletrônicos de consumo, tecnologia de energia verde e muitos outros campos. As técnicas de microfabricação variam muito, dependendo do dispositivo que está sendo construído.
No campo da microfabricação, os tamanhos são medidos em micrômetros. Um micrômetro, freqüentemente conhecido como micron, é um milésimo de milímetro. Existem 25.400 mícrons em uma polegada. A nanotecnologia é um campo semelhante, mas lida com componentes ainda menores.
O uso de peças microfabricadas foi pioneiro na indústria de semicondutores. As invenções do transistor e do circuito integrado nas décadas de 1940 e 1950 deram origem a uma tendência de miniaturização na eletrônica. À medida que as técnicas de microfabricação foram aprimoradas, circuitos integrados menores e mais complexos foram construídos, permitindo a construção de microchips poderosos.
Um número crescente de indústrias depende da microfabricação. Máquinas minúsculas conhecidas como sistemas micro-eletromecânicos podem ser encontradas em muitos dispositivos, incluindo smartphones e sensores de airbag para automóveis. As células de combustível e os painéis solares também usam peças microfabricadas. Técnicas e tecnologias de microfabricação têm sido usadas em aplicações de pesquisa em campos da microbiologia à física de partículas.
As técnicas utilizadas em um processo de microfabricação dependem da indústria e do resultado desejado. A maioria das técnicas são abordagens de cima para baixo, o que significa que elas começam com um componente maior, como uma pastilha de silicone, e são removidas até que a estrutura final seja criada. Exemplos de técnicas de cima para baixo usadas no nível microscópico incluem corte, polimento e gravação.
A fabricação de baixo para cima nesse campo é amplamente experimental. Na abordagem de baixo para cima, itens menores, como átomos ou moléculas, são usados para criar um sistema ou dispositivo maior. Técnicas de baixo para cima são usadas em aplicações destinadas a imitar estruturas ou funções biológicas.
Muitas das técnicas usadas na microfabricação são emprestadas de outras disciplinas. Os campos da fotografia, óptica e física contribuíram para a microtecnologia. Algumas técnicas tradicionais de fabricação, como moldagem por injeção, foram miniaturizadas e usadas na microfabricação.
Independentemente da técnica utilizada, a fabricação em um nível microscópico apresenta desafios únicos. O tamanho pequeno significa que um único pedaço de poeira pode tornar um dispositivo inútil. Os laboratórios de microfabricação são salas projetadas para controlar partículas transportadas pelo ar, como poeira e micróbios. Os trabalhadores devem usar roupas de proteção dentro dessas salas para evitar a contaminação das peças microscópicas que estão sendo criadas.