Cos'è la microfabbricazione?
La microfabbricazione e la 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 in 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 introdotto dal settore 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.Man mano che le tecniche di microfabbricazione miglioravano, furono costruiti circuiti integrati più piccoli e più complessi, consentendo la creazione di potenti microchip.
Un numero crescente di industrie si basa sulla microfabbricazione.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.
La produzione bottom-up 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 da creare.