Kas ir mikroražošana?

Mikrofabrikas jomā izmērus mēra mikrometros. Mikrometrs, ko bieži sauc par mikronu, ir viena tūkstošdaļa no milimetra. Vienā collā ir 25,400 mikroni. Nanotehnoloģija ir līdzīga joma, taču tā nodarbojas ar vēl mazākiem komponentiem.

Mikrofabrikātu detaļu izmantošanas aizsācējs bija pusvadītāju rūpniecība. Tranzistora un integrālās shēmas izgudrojumi 1940. un 1950. gados izraisīja elektronikas miniaturizācijas tendenci. Uzlabojoties mikrofabrikas tehnikai, tika uzbūvētas mazākas un sarežģītākas integrālās shēmas, kas ļāva uzbūvēt jaudīgas mikroshēmas.

Arvien vairāk nozaru paļaujas uz mikroražošanu. Mazas mašīnas, kas pazīstamas kā mikroelektromehāniskās sistēmas, var atrast daudzās ierīcēs, tostarp viedtālruņos un automašīnu gaisa spilvenu sensoros. Arī kurināmā elementos un saules paneļos tiek izmantotas mikrofabrikātu detaļas. Mikrofabrikas metodes un tehnoloģijas ir izmantotas pētniecībā no mikrobioloģijas līdz daļiņu fizikai.

Mikroražošanas procesā izmantotās metodes ir atkarīgas no nozares un vēlamā rezultāta. Lielākā daļa metožu ir no augšas uz leju pieejas, kas nozīmē, ka tās sākas ar lielāku komponentu, piemēram, silīcija plāksni, un tiek noņemtas no tās, līdz tiek izveidota galīgā struktūra. Mikroskopiskā līmenī izmantoto lejupejošu metožu piemēri ir griešana, pulēšana un kodināšana.

Augšupējā ražošana šajā jomā ir galvenokārt eksperimentāla joma. Izmantojot augšupēju pieeju, mazākus priekšmetus, piemēram, atomi vai molekulas, izmanto, lai izveidotu lielāku sistēmu vai ierīci. Augšupējas metodes tiek izmantotas lietojumprogrammās, kas paredzētas bioloģisko struktūru vai funkciju atdarināšanai.

Daudzas no mikrofabrikā izmantotajām metodēm ir aizgūtas no citām disciplīnām. Fotogrāfijas, optikas un fizikas jomas ir devušas ieguldījumu mikrotehnoloģiju attīstībā. Dažas tradicionālās ražošanas metodes, piemēram, iesmidzināšana, ir miniaturizētas un izmantotas mikrofabrikā.

Neatkarīgi no izmantotās tehnikas izgatavošana mikroskopiskā līmenī rada unikālas problēmas. Mazais izmērs nozīmē, ka viens putekļu gabals var padarīt ierīci nederīgu. Mikrofabrikas laboratorijas ir telpas, kas paredzētas, lai kontrolētu gaisā esošās daļiņas, piemēram, putekļus un mikrobus. Šajās telpās darbiniekiem jāvalkā aizsargapģērbs, lai novērstu mikroskopisko daļu piesārņošanu.