O que é o Micromachining de superfície?

A micro-usinagem de superfície é um processo de fabricação usado para desenvolver circuitos integrados e sensores de vários tipos. O uso de técnicas de micro-usinagem de superfície permite aplicações de até quase 100 camadas finamente aplicadas de padrões de circuito em um chip. Em comparação, apenas cinco ou seis camadas são possíveis usando processos de micro-usinagem padrão. Isso permite que muito mais funções e componentes eletrônicos sejam incorporados a cada chip para uso em sensores de movimento, acelerômetros que acionam airbags em um acidente de veículo ou para uso em giroscópios de sistemas de navegação. A micro-usinagem de superfície usa materiais selecionados e processos de gravação a seco e a úmido para formar as camadas do circuito.

As peças do circuito fabricadas usando esse método foram usadas inicialmente em acelerômetros, que acionavam airbags nos veículos no momento de um acidente. Os sensores de micromáquina de superfície nos veículos também oferecem proteção contra capotagens por controle de inclinação e são usados ​​em sistemas de freios antibloqueio. Esse circuito também é usado em giroscópios de alto desempenho em sistemas de controle de orientação e sistemas de navegação. Como os circuitos produzidos usando esse método produzem circuitos minúsculos e precisos, é possível combinar várias funções em um chip para usos em detecção de movimento, detecção de fluxo e em alguns eletrônicos de consumo. Na fotografia, ao filmar com uma câmera de vídeo, esses chips fornecem estabilização de imagem durante o movimento.

O processo de micro-usinagem de superfície utiliza substratos de chip de silício de cristal como base sobre a qual construir camadas, ou pode ser iniciado em substratos de vidro ou plástico mais baratos. Geralmente, a primeira camada é de óxido de silício, um isolador, que é gravado na espessura desejada. Sobre essa camada, uma camada de filme fotossensível é aplicada e a luz ultravioleta (UV) é aplicada através da sobreposição do padrão de circuito. Em seguida, esta bolacha é desenvolvida, lavada e cozida para o seguinte processo de gravação. Esse processo é repetido várias vezes para aplicar mais camadas, com monitoramento cuidadoso e técnicas precisas de gravação aplicadas a cada camada, para produzir o design final do chip em camadas.

O processo real de usinagem de micro-usinagem de superfície é realizado por um ou uma combinação de vários processos de usinagem. A gravação úmida é feita usando ácidos fluorídricos para gravar os desenhos de circuitos nas camadas, cortando materiais isolantes não protegidos; as áreas não gravadas dessa camada são eletrolisadas para isolar a camada da próxima aplicada. A gravação a seco pode ser realizada isoladamente ou em combinação com a gravação química, usando um gás ionizado para bombardear as áreas a serem gravadas. Os fabricantes usam a gravação a plasma seco quando uma grande parte da camada deve ser gravada em um projeto de circuito. Além disso, outra combinação de plasma de cloro com gás flúor pode produzir cortes verticais profundos através dos materiais de máscara de filme de uma camada, como é frequentemente necessário na produção de chips sensores de micro-atuadores.