La microtecnología es tecnología con características cercanas a un micrómetro (una millonésima parte de un metro, o 10 −6 metros, o 1 μm).[1] Se centra en procesos físicos y químicos, así como en la producción o manipulación de estructuras con una magnitud de un micrómetro.[2]
Desarrollo
Alrededor de 1970, los científicos descubrieron que al agrupar grandes cantidades de transistores microscópicos en un solo chip, se podían construir circuitos microelectrónicos que mejoraban drásticamente el rendimiento, la funcionalidad y la confiabilidad, todo mientras reducían los costos y aumentaban el volumen. Este desarrollo condujo a la revolución de la información .
Más recientemente, los científicos han aprendido que no solo los dispositivos eléctricos, sino también los dispositivos mecánicos, pueden ser miniaturizados y fabricados en lotes, prometiendo los mismos beneficios para el mundo mecánico que la tecnología de circuitos integrados ha dado al mundo eléctrico. Mientras que la electrónica ahora proporciona los 'cerebros' para los sistemas y productos avanzados de hoy en día, los dispositivos micromecánicos pueden proporcionar los sensores y actuadores (ojos, oídos, manos y pies) que se conectan con el mundo exterior.
Hoy en día, los dispositivos micromecánicos son los componentes clave en una amplia gama de productos, como bolsas de aire para automóviles, impresoras de chorro de tinta, monitores de presión arterial y sistemas de visualización de proyección. Parece claro que en un futuro no muy lejano estos dispositivos serán tan generales como la electrónica. El proceso también se ha vuelto más preciso, reduciendo las dimensiones de la tecnología al rango submicrométrico como se demostró en el caso de circuitos microeléctricos avanzados que alcanzaron menos de 20 nm.[3]
Se han desarrollado y se utilizan varios procesos para la producción de productos microtécnicos. Para el procesamiento por separación de partículas, se han desarrollado máquinas herramienta que se caracterizan por una exactitud submicrométrica y precisión de trabajo. Se aplican los procedimientos de raspado, profundización, fresado, taladrado, esmerilado y erosionado. Las máquinas de procesamiento están equipadas con sistemas de medición especiales y las herramientas están hechas de diamante natural, por lo que, por ejemplo, las fresas más pequeñas pueden tener el diámetro de un cabello de un cabello. Con estos procedimientos y sistemas de procesamiento, se pueden producir piezas de formas geométricas complejas e incluso libres, generalmente piezas ópticas, cojinetes de precisión o cuerpos de prueba.
El proceso LIGA, que es una combinación de litografía, conformado galvánico y moldeado, ha demostrado ser particularmente adecuado para la producción a gran escala de productos de tamaño submicrométrico. Se puede utilizar para fabricar piezas de micromotores y microimpulsores, micromecanismos, dispositivos microópticos, sensores ópticos y más. El tamaño de tales productos varía desde unos pocos micrómetros hasta unos pocos milímetros. Los procedimientos de microprensado también se utilizan para la producción de micropiezas, especialmente prensado por microinyección. Por ejemplo, las partes individuales obtenidas por ese procedimiento tienen una masa de solo 0,0008 gramos, es decir, 1 kilogramo incluye 1,25 millones de partes. En micromecánica, los ensamblajes están hechos de varias partes diferentes ( heterogéneas), a menudo de diferentes materiales (polímeros, materiales cerámicos, metales y aleaciones, vidrio), por lo que se presta gran atención a los procedimientos de instalación (ensamblaje) y unión: micropegado, microsoldadura y soldadura láser.
Sistemas micro electromecánicos
El término MEMS, para sistemas microelectromecánicos, se acuñó en la década de 1980 para describir sistemas mecánicos nuevos y sofisticados en un chip, como motores micro eléctricos, resonadores, engranajes, etc. Hoy, el término MEMS en la práctica se usa para referirse a cualquier dispositivo microscópico con una función mecánica, que puede fabricarse en un proceso por lotes (por ejemplo, una matriz de engranajes microscópicos fabricados en un microchip se consideraría un dispositivo MEMS pero un pequeño stent mecanizado con láser o componente de reloj no lo haría). En Europa, se prefiere el término MST para la Tecnología de Micro Sistemas, y en Japón los MEMS simplemente se denominan "micromáquinas". Las distinciones en estos términos son relativamente menores y a menudo se usan indistintamente.
Aunque los procesos MEMS generalmente se clasifican en varias categorías, como el mecanizado de superficies, el mecanizado engran cantidad, LIGA y EFAB, existen miles de procesos MEMS diferentes. Algunos producen geometrías bastante simples, mientras que otros ofrecen geometrías 3-D más complejas y más versatilidad. Una empresa que fabrica acelerómetros para bolsas de aire necesitaría un diseño y un proceso completamente diferentes para producir un acelerómetro para navegación inercial. Cambiar de un acelerómetro a otro dispositivo inercial, como un giroscopio, requiere un cambio aún mayor en el diseño y el proceso, y muy probablemente en una instalación de fabricación y un equipo de ingeniería completamente diferentes.
La tecnología MEMS ha generado una tremendo entusiasmo, debido a la amplia gama de aplicaciones importantes donde los procesos MEMS pueden ofrecer estándares de rendimiento y confiabilidad previamente inalcanzables. En una era donde todo debe ser más pequeño, más rápido y más barato, MEMS ofrece una solución convincente. MEMS ya ha tenido un profundo impacto en ciertas aplicaciones, como sensores automotrices e impresoras de inyección de tinta. La industria emergente de MEMS ya es un mercado multimillonario. Se espera que crezca rápidamente y se convierta en una de las principales industrias del siglo XXI. Cahners In-Stat Group ha proyectado que las ventas de MEMS alcanzarán los 12 mil millones de dólares para el 2005. El grupo europeo NEXUS proyecta ingresos aún mayores, utilizando una definición más inclusiva de MEMS.
La microtecnología a menudo se construye utilizando fotolitografía. Las ondas de luz se enfocan a través de una máscara en una superficie. Solidifican una película química. Las partes suaves y no expuestas de la película se eliminan. Luego, el ácido graba el material no protegido.
El éxito más famoso de la Microtecnología es el circuito integrado. También se ha utilizado para construir micromáquinas. Como una rama de los investigadores que intentan miniaturizar aún más la microtecnología, la nanotecnología surgió en la década de 1980, particularmente después de la invención de nuevas técnicas de microscopía.[4] Estos materiales y estructuras producidos tienen entre 1-100 nm de dimensión.
Artículos construidos a nivel microscópico.
Los siguientes elementos se han construido en una escala de 1 micrómetro utilizando fotolitografía:
- Electrónica :
- Maquinaria :
- Lógica fluídica :
Véase también
Referencias
- ↑ Darrin, M. Ann Garrison; Barth, Janet L. (2011). Systems Engineering for Microscale and Nanoscale Technologies. Boca Raton, FL: CRC Press. p. 7. ISBN 9781439837320.
- ↑ Krar, Stephen F.; Gill, Arthur (2003). Exploring Advanced Manufacturing Technologies. Industrial Press Inc. pp. 11–3-1. ISBN 0831131500.
- ↑ Köhler, Michael; Fritzsche, Wolfgang (2007). Nanotechnology: An Introduction to Nanostructuring Techniques. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. p. 33. ISBN 9783527318711.
- ↑ Smallman, R. E.; Ngan, A. H. W. (2007). Physical Metallurgy and Advanced Materials, Seventh Edition. Oxford, UK: Elsevier. pp. 607. ISBN 9780750669061.
Enlaces externos
Datos: Q1484779
Multimedia: Microtechnology / Q1484779
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