Hvad er overflade mikromachining?

Overflade mikromachining er en fabrikationsproces, der bruges til at udvikle integrerede kredsløb og sensorer af forskellige slags.Brug af overflademikromachineringsteknikker tillader anvendelse af op til næsten 100 fint påførte lag af kredsløbsmønstre på en chip.Til sammenligning er kun fem eller seks lag mulige ved hjælp af standard mikromachiningsprocesser.Dette gør det muligt at indarbejde mange flere funktioner og elektronik i hver chip til brug i bevægelsessensorer, accelerometre, der distribuerer airbags i et køretøjsulykke eller til brug i navigationssystemets gyroskoper.Overflade mikromachining bruger udvalgte materialer og både våde og tør ætsningsprocesser til at danne kredsløbslagene.

Kredsløbsdele, der blev fremstillet ved hjælp af denne metode, blev oprindeligt anvendt i accelerometre, der indsatte airbags i køretøjer på tidspunktet for et styrt.Overflademikromachinerede sensorer i køretøjer giver også beskyttelse mod rulle-overs via vippekontrol og bruges i anti-lock-bremsesystemer.Dette kredsløb er også i brug i højtydende gyroskoper i vejledningskontrolsystemer og navigationssystemer.Da kredsløb, der produceres ved hjælp af denne metode, producerer små og præcise kredsløb, er det muligt at kombinere flere funktioner på en chip til anvendelse i bevægelse, flowfølsomhed og i en eller anden forbrugerelektronik.Ved fotografering, når du optages med et videokamera, giver disse chips billedstabilisering under bevægelse.

Overflademikromachineringsprocessen bruger enten krystalsiliciumchipsubstrater som et fundament, hvorpå man kan bygge lag, eller kan startes på billigere glas eller plastsubstrater.Normalt er det første lag af siliciumoxid, en isolator, der er ætset til en ønsket tykkelse.I løbet af dette lag påføres et lysfølsomt filmlag, og ultraviolet (UV) lys påføres gennem kredsløbsmønsterets overlay.Dernæst udvikles, skylles og bager denne skylning og bagt til følgende ætsningsproces.Denne proces gentages flere gange for at anvende flere lag, med omhyggelig overvågning og præcise ætsningsteknikker, der anvendes til hvert lag, for at producere det endelige lags chipdesign.

Den faktiske overflademikromachineringsproces for ætsning udføres af en eller en kombination af flere bearbejdningsprocesser.Våd ætsning udføres ved hjælp af hydrofluorinsyrer til at ætsle kredsløbsdesign på lag, skære gennem ubeskyttede isolerende materialer;U-ætsede områder af dette lag elektrolyseres derefter for at isolere laget fra det næste påført.Tør ætsning kan udføres alene eller i kombination med kemisk ætsning ved hjælp af en ioniseret gas til at bombardere de områder, der skal ætses.Producenter bruger tør plasma -ætsning, når en stor del af laget skal ætses i et kredsløbsdesign.Derudover kan en anden plasmakombination af klor med fluordas producere dybe lodrette snit gennem filmmaskeringsmaterialer i et lag, som det ofte er nødvendigt, når man producerer mikroaktuatorsensorchips.