Cos'è la micromachining superficiale?
La micromachining superficiale è un processo di fabbricazione utilizzato per sviluppare circuiti integrati e sensori di vario tipo.L'uso di tecniche di micromachining di superficie consente applicazioni fino a quasi 100 strati di circuito finemente applicati su un chip.In confronto, sono possibili solo cinque o sei strati utilizzando processi di micromachining standard.Ciò consente di incorporare molte più funzioni ed elettronica in ciascun chip per l'uso in sensori di movimento, accelerometri che distribuiscono airbag in un incidente del veicolo o per l'uso nei giroscopi del sistema di navigazione.La micromachining di superficie utilizza materiali selezionati e processi di incisione sia umidi che a secco per formare gli strati di circuiti.
Le parti dei circuiti realizzate utilizzando questo metodo sono state inizialmente utilizzate negli accelerometri, che hanno distribuito airbag nei veicoli al momento di un incidente.I sensori micromachinati di superficie nei veicoli forniscono anche protezione contro i roll-over tramite il controllo dell'inclinazione e sono utilizzati nei sistemi di frenatura antibloccaggio.Questo circuito è anche in uso in giroscopi ad alte prestazioni nei sistemi di controllo della guida e nei sistemi di navigazione.Poiché i circuiti prodotti utilizzando questo metodo producono circuiti minuscoli e precisi, è possibile combinare più funzioni su un chip per usi nel rilevamento del movimento, nel rilevamento del flusso e in alcuni elettronica di consumo.Nella fotografia, durante le riprese con una videocamera, questi chip danno la stabilizzazione dell'immagine durante il movimento.
Il processo di micromachining superficiale utilizza substrati di chip in silicio cristallino come base su cui costruire strati o possono essere avviati su substrati di vetro o plastica più economici.Di solito, il primo strato è di ossido di silicio, un isolante, che è inciso a uno spessore desiderato.Su questo livello, viene applicato uno strato di film fotosensibile e la luce ultravioletta (UV) viene applicata attraverso la sovrapposizione del motivo.Successivamente, questo wafer viene sviluppato, sciacquato e cotto per il seguente processo di incisione.Questo processo viene ripetuto più volte per applicare più livelli, con un attento monitoraggio e tecniche di incisione precise applicate a ciascun livello, per produrre il design del chip a strati finali.
Il processo di micromachining superficiale effettivo di incisione viene eseguito da una o una combinazione di diversi processi di lavorazione.L'incisione a umido viene eseguita utilizzando acidi idrofluorici per incidere i progetti di circuiti su strati, tagliando attraverso materiali isolanti non protetti;Le aree non inclinate di quell'eccezionale vengono quindi elettrolizzate per isolare lo strato da quello successivo applicato.L'incisione a secco può essere eseguita da sola o in combinazione con l'attacco chimico, usando un gas ionizzato per bombardare le aree da incidere.I produttori usano l'attacco al plasma secco quando una grande parte dello strato deve essere incisa in un design di un circuito.Inoltre, un'altra combinazione di plasma di cloro con gas fluoro può produrre tagli verticali profondi attraverso i materiali di mascheramento del film di uno strato, come spesso necessario per produrre chip sensore di microattuatore.