Mikroteknologia

Mikroteknologia mikrometro baten inguruko ezaugarriak dituen teknologia da. Prozesu fisiko eta kimikoetan zentratzen da, baita mikrometro bateko magnitudea duten egiturak ekoiztean edo manipulatzean ere.

Historikoki, mikrofabrikazio-prozesuak zirkuitu integratuak sortzeko erabili izan dira. Azken bi hamarkadetan, sistema mikroelektromekanikoek (MEMS), mikrosistema analitikoek, disko gogorren ekoizpenak, LCD pantailek eta eguzki-panelek zabaldu dute metodo multzo horren irismena.

Hainbat gailuren miniaturizazioak zientziaren eta teknologiaren hainbat arloren parte-hartzea eskatzen du: fisika, kimika, materialen zientzia, informatika, hutseko teknologia, galvanoplastia^[1].

Mikroteknologia teknika multzo bat da, ideiatik hasi eta gauza txikiak ekoizteraino erabiltzen dena. Normalean, informazioa jaso, prozesatu eta itzultzen duten gailuak eta makinak aurki ditzakegu.

Locos (microtechnology).svg

Garapena

1970 inguruan, zientzialariek aurkitu zuten transistore mikroskopiko kopuru handiak txip bakar batean taldekatzean, errendimendua, funtzionaltasuna eta fidagarritasuna izugarri hobetzen zituzten zirkuitu mikroelektronikoak eraiki zitezkeela, kostuak murrizten eta bolumena handitzen zuten bitartean. Garapen horrek informazioaren iraultza ekarri zuen.

Berrikiago, zientzialariek ikasi dute gailu elektrikoak ez ezik gailu mekanikoak ere miniaturizatu eta sortatan fabrikatu daitezkeela, zirkuitu integratuen teknologiak mundu elektrikoari eman dizkion onura berberak aginduz mundu mekanikoari. Elektronikak gaur egungo sistema eta produktu aurreratuentzako "garunak" eskaintzen dituen bitartean, gailu mikromekanikoek kanpoko munduarekin konektatzen diren sentsoreak eta eragingailuak (begiak, belarriak, eskuak eta oinak) eman ditzakete.

Gaur egun, gailu mikromekanikoak funtsezko osagaiak dira produktu-sorta zabal batean, hala nola automobilentzako aire-poltsak, tinta-zorrotadako inprimagailuak, presio arterialeko monitoreak eta proiekzioa bistaratzeko sistemak. Argi dago etorkizunean gailu horiek elektronikoak bezain orokorrak izango direla. Prozesua ere zehatzagoa bihurtu da, teknologiaren dimentsioak tarte submikrometrikora murriztuz, 20 nm-tik beherako zirkuitu mikroelektriko aurreratuen kasuan frogatu zen bezala.

Sistema mikro elektrikoak

MEMS terminoa, sistema mikroelektromekanikoetarako, 1980ko hamarkadan sortu zen txip batean sistema mekaniko berriak eta sofistikatuak deskribatzeko, hala nola motor mikro elektrikoak, erresonadoreak, engranajeak, etab. Gaur egun, praktikan, MEMS terminoa erabiltzen da funtzio mekanikoa duen edozein gailu mikroskopiko aipatzeko, loteen araberako prozesu batean fabrikatu daitekeena (adibidez, mikrotxipa batean fabrikatutako engranaje mikroskopikoen matrize bat MEMS gailutzat hartuko litzateke, baina laser edo erloju-osagaiarekin mekanizatutako stent txiki bat ez luke hartuko). Europan, MST terminoa hobesten da Mikro Sistemen Teknologiarako, eta Japonian MEMS terminoak "mikromakinak" baino ez dira. Termino horietako bereizketak erlatiboki txikiagoak dira eta askotan berdin erabiltzen dira. Microheizung.jpg

Microheizung.jpg

MEMS prozesuak, oro har, hainbat kategoriatan sailkatzen dira, hala nola gainazalen mekanizazioa, mekanizazioa, LIGA eta EFAB, baina milaka MEMS prozesu ezberdin daude. Batzuek geometria sinple samarrak sortzen dituzte; beste batzuek, berriz, 3-D geometria konplexuagoak eta aldakorragoak. Aire-poltsetarako azelerometroak egiten dituen enpresa batek diseinu eta prozesu erabat desberdinak beharko lituzke nabigazio inertzialerako azelerometro bat sortzeko. Azelerometro batetik beste gailu inertzial batera aldatzeak, giroskopio bat bezala, diseinuan eta prozesuan aldaketa are handiagoa eskatzen du, eta seguru asko fabrikazio-instalazio batean eta ingeniaritza-ekipo guztiz desberdin batean.

MEMS teknologiak izugarrizko gogoa sortu du, aplikazio garrantzitsu ugari daudenez, MEMS prozesuek aldez aurretik lortu ezin diren errendimendu- eta fidagarritasun-estandarrak eskain ditzakete. Dena txikiagoa, azkarragoa eta merkeagoa izan behar den aro batean, MEMSek irtenbide sinesgarri bat eskaintzen du. MEMSek dagoeneko eragin sakona izan du aplikazio batzuetan, hala nola sentsore automotrizeetan eta tinta-injekzioko inprimagailuetan. Goraka doan MEMS industria milioi askoko merkatua da dagoeneko. Azkar haztea eta XXI. mendeko industria nagusietako bat bihurtzea espero da. Cahners In-Stat Groupek proiektatu du MEMSen salmentak 12 mila milioi dolarrera iritsiko direla 2005. urterako. NEXUS talde europarrak are diru-sarrera handiagoak proiektatzen ditu, MEMSen definizio inklusiboaga erabiliz.

Micromasonry.tif

Mikroteknologia fotolitografia erabiliz egiten da askotan. Argi-uhinak maskara baten bidez fokuratzen dira gainazal batean. Film kimiko bat solidotzen dute. Filmaren zati leunak eta erakusgai ez daudenak ezabatu egiten dira. Gero, azidoak babestu gabeko materiala grabatzen du.

Mikroteknologiaren arrakastarik ospetsuena zirkuitu integratua da. Mikromakinak egiteko ere erabili izan da. Mikroteknologia are gehiago miniaturizatu nahi duten ikertzaileen adar gisa, nanoteknologia 1980ko hamarkadan sortu zen, bereziki mikroskopia-teknika berriak asmatu ondoren. Ekoiztutako material eta egitura horiek 1-100 nm arteko dimentsioa dute.

Aplikazio-arloak

Produktu mikroteknikoen aplikazio eremuak etengabe aldatzen ari dira. Gaur egun, produktu horiek dira informatika eta telekomunikazioen arloan ugarienak. Era berean, ohikoa da sentsore gisa erabiltzea industrian, ibilgailuetan, aireontzietan eta beste batzuetan. Beraz, adibidez, mikrosentsoreak autoetan instalatzen dira airbagak aktibatzeko sistemaren parte gisa, erregaiaren injekzioetan, esekiduren erregulazioan eta balaztetan, pneumatikoen presioa kontrolatzeko, olioaren kalitatea eta motorraren lubrifikazioa eta kabinako airearen kalitatea kontrolatzeko.

Medikuntza-teknologian, oraindik aplikazio-aukerak aztertzen ari dira, batez ere kirurgia minimoki inbaditzailearen arloan, zirkulazio-sistemaren tratamenduan eta beste batzuetan.

Teknologia kimikoan eta biokimikoan, mikromezkladoreen, bero-mikrotrukagailuen, mikrofiltrazio- eta mikrodosifikazio-sistemen eta mikroerreaktoreen aplikazioa garatzen ari da. Horiek abantailak erakusten dituzte, piezen azalera/bolumen erlazio handiari, ibilbide laburrei eta erreakzio-denborari esker.

Maila mikroskopikoan eraikitako artikuluak

Elementu hauek fotolitografia erabiliz egin dira, mikrometro bateko eskalan:

• Elektronika:
  • alanbreak
  • erresistentziak
  • transistoreak
  • balbula termionikoak
  • diodoak
  • sentsoreak
  • kondentsadoreak
• Makineria:
  • motor elektrikoak
  • engranajeak
  • palankak
  • kojineteak
  • bandak
• Jariakortasun-logika:
  • balbulak
  • kanalak
  • ponpak
  • turbinak

Kanpo estekak

• Datuak: Q1484779
• Multimedia: Microtechnology / Q1484779