Vad är mikrofabricering?

Mikrofabrikering och mikromachining är termer som beskriver teknologier och processer som används för att tillverka mikroskopiska strukturer eller enheter.Dessa strukturer kan variera i storlek från bredden på ett mänskligt hår ner till mindre än en enda mänsklig cell.Möjligheten att bygga enheter som denna lilla har stimulerat tekniska framsteg inom datorer, konsumentelektronik, grön energiteknologi och många andra områden.Mikrofabriceringstekniker varierar mycket beroende på enheten som byggs.

När det gäller mikrofabrikering mäts storlekar i mikrometrar.En mikrometer, ofta känd som en mikron, är en tusendel av en millimeter.Det finns 25 400 mikron på en tum.Nanoteknologi är ett liknande fält, men det handlar om ännu mindre komponenter.

Användningen av mikrofabricerade delar var banbrytande av halvledarindustrin.Uppfinningarna av transistor och integrerad krets på 1940- och 1950 -talet gav upphov till en miniatyriseringstrend inom elektronik.När mikrofabriceringstekniker förbättrades byggdes mindre och mer komplexa integrerade kretsar, vilket gör att kraftfulla mikrochips kan byggas.

Ett ökande antal industrier förlitar sig på mikrofabricering.Små maskiner kända som mikroelektro-mekaniska system finns i många enheter, inklusive smarta telefoner och bilar airbag-sensorer.Bränsleceller och solpaneler använder också mikrofabricerade delar.Mikrofabriceringstekniker och tekniker har använts i forskningsapplikationer inom områden från mikrobiologi till partikelfysik.

De tekniker som används i en mikrofabriceringsprocess beror på branschen och önskat resultat.De flesta tekniker är tillvägagångssätt, vilket innebär att de börjar med en större komponent, till exempel en kiselskiva, och tar bort den tills den slutliga strukturen skapas.Exempel på top-down-tekniker som används på mikroskopisk nivå inkluderar skärning, polering och etsning.

Tillverkning av bottom-up inom detta område är ett till stor del experimentellt område.I nedifrån och upp-metoden används mindre föremål som atomer eller molekyler för att skapa ett större system eller enhet.Nedre-up-tekniker används i applikationer som är avsedda att efterlikna biologiska strukturer eller funktioner.

Många av de tekniker som används i mikrofabricering lånas från andra discipliner.Fältet, optik och fysik har bidragit till mikroteknologi.Vissa traditionella tillverkningstekniker, såsom formsprutning, har miniatyriserats och använts i mikrofabrikering.

Oavsett den som används, presenterar tillverkning på mikroskopisk nivå unika utmaningar.Den lilla storleken innebär att en enda dammstycke kan göra en enhet värdelös.Mikrofabriceringslabor är rum utformade för att kontrollera luftburna partiklar som damm och mikrober.Arbetare måste bära skyddskläder i dessa rum för att förhindra förorening av de mikroskopiska delarna som skapas.