Mikrofabrikasyon Nedir?

Mikrofabrikasyon ve mikroişleme, mikroskobik yapıların veya cihazların yapımında kullanılan teknolojileri ve işlemleri tanımlayan terimlerdir. Bu yapılar, bir insan saçı genişliğinden bir insan hücresinden daha küçük bir boyuta kadar değişebilir. Bu küçük cihazların üretilebilmesi, bilgisayarlarda, tüketici elektroniğinde, yeşil enerji teknolojisinde ve diğer birçok alanda teknolojik gelişmelere yol açtı. Mikrofabrikasyon teknikleri, yapılan cihaza bağlı olarak geniş ölçüde değişir.

Mikrofabrikasyon alanında, boyutlar mikrometre olarak ölçülür. Sık sık mikron olarak bilinen bir mikrometre, milimetrenin binde biridir. Bir inçte 25.400 mikron vardır. Nanoteknoloji benzer bir alandır, ancak daha küçük bileşenlerle de ilgilenmektedir.

Mikro-iletken parçaların kullanımı yarı iletken endüstrisi tarafından öncülük edilmiştir. Transistörün ve entegre devrenin 1940'larda ve 1950'lerde icatları, elektroniklerde minyatürleşme eğilimine yol açtı. Mikrofabrikasyon teknikleri geliştikçe güçlü mikroçiplerin oluşturulmasına izin veren daha küçük ve daha karmaşık entegre devreler inşa edildi.

Artan sayıda sanayi mikrofabrikasyona güveniyor. Akıllı telefonlar ve araba hava yastığı sensörleri de dahil olmak üzere birçok cihazda mikro elektro-mekanik sistemler olarak bilinen minik makineler bulunur. Yakıt hücreleri ve güneş panelleri ayrıca mikro parçalar da kullanır. Mikrobiyoloji ile partikül fiziğine kadar alanlardaki araştırma uygulamalarında mikrofabrikasyon teknikleri ve teknolojileri kullanılmıştır.

Bir mikrofabrikasyon işleminde kullanılan teknikler sanayiye ve istenen sonuca bağlıdır. Çoğu teknik yukarıdan aşağıya yaklaşımlardır, yani silikon gofret gibi daha büyük bir bileşenle başlarlar ve nihai yapı oluşturulana kadar ondan çıkarılırlar. Mikroskobik seviyede kullanılan yukarıdan aşağıya tekniklerin örnekleri arasında kesme, parlatma ve dağlama bulunur.

Bu alanda aşağıdan yukarıya üretim büyük ölçüde deneysel bir alandır. Aşağıdan yukarıya yaklaşımda, daha büyük bir sistem veya cihaz oluşturmak için atomlar veya moleküller gibi daha küçük nesneler kullanılır. Aşağıdan yukarıya doğru teknikleri, biyolojik yapıları veya işlevleri taklit etmeye yönelik uygulamalarda kullanılır.

Mikrofabrikasyonda kullanılan tekniklerin çoğu diğer disiplinlerden ödünç alınmıştır. Fotoğrafçılık, optik ve fizik alanları mikroteknolojiye katkıda bulunmuştur. Enjeksiyon kalıplama gibi bazı geleneksel üretim teknikleri minyatürleştirildi ve mikrofabrikasyonda kullanıldı.

Kullanılan tekniğe bakılmaksızın, mikroskobik seviyede üretim benzersiz zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Küçük boyut, tek bir toz parçasının bir cihazı işe yaramaz hale getirebileceği anlamına gelir. Mikrofabrikasyon laboratuvarları, toz ve mikroplar gibi havadaki partikülleri kontrol etmek için tasarlanmış odalardır. İşçiler, mikroskobik parçaların kirlenmesini önlemek için bu odalarda koruyucu kıyafet giymelidir.