La microtecnología es una tecnología cuyas características tienen dimensiones del orden de un micrómetro (una millonésima de metro, o 10 −6 metros, o 1μm). [1] Se centra en procesos físicos y químicos, así como en la producción o manipulación de estructuras con una magnitud de un micrómetro. [2]
Alrededor de 1970, los científicos descubrieron que al colocar una gran cantidad de transistores microscópicos en un solo chip, se podían construir circuitos microelectrónicos que mejoraban drásticamente el rendimiento, la funcionalidad y la confiabilidad, al tiempo que reducían los costos y aumentaban el volumen. Este desarrollo condujo a la Revolución de la Información .
Más recientemente, los científicos han aprendido que no sólo los dispositivos eléctricos , sino también los mecánicos, pueden miniaturizarse y fabricarse en lotes, prometiendo al mundo mecánico los mismos beneficios que la tecnología de circuitos integrados ha brindado al mundo eléctrico. Mientras que la electrónica proporciona ahora el "cerebro" de los sistemas y productos avanzados de hoy, los dispositivos micromecánicos pueden proporcionar los sensores y actuadores (los ojos, los oídos, las manos y los pies) que interactúan con el mundo exterior.
Hoy en día, los dispositivos micromecánicos son los componentes clave de una amplia gama de productos, como bolsas de aire para automóviles , impresoras de inyección 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 omnipresentes como la electrónica. El proceso también se ha vuelto más preciso, llevando las dimensiones de la tecnología a un rango submicrométrico, como se demuestra en el caso de circuitos microeléctricos avanzados que alcanzaron menos de 20 nm. [3]
El término MEMS , para Sistemas Micro Electromecánicos, fue acuñado en la década de 1980 para describir sistemas mecánicos nuevos y sofisticados en un chip, como micromotores eléctricos, resonadores, engranajes, etc. Hoy en día, el término MEMS se utiliza en la práctica para referirse a cualquier dispositivo microscópico con una función mecánica, que puede fabricarse en un proceso por lotes (por ejemplo, una serie de engranajes microscópicos fabricados en un microchip se consideraría un dispositivo MEMS, pero una pequeña un stent mecanizado con láser o un componente de reloj no lo harían). En Europa, se prefiere el término MST para tecnología de microsistemas, y en Japón los MEMS se denominan simplemente "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 mecanizado de superficies , mecanizado en masa, LIGA y EFAB), existen miles de procesos MEMS diferentes. Algunos producen geometrías bastante simples, mientras que otros ofrecen geometrías tridimensionales más complejas y más versatilidad. Una empresa que fabrique 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 una instalación de fabricación y un equipo de ingeniería completamente diferentes.
La tecnología MEMS ha generado un enorme entusiasmo debido a la amplia gama de aplicaciones importantes en las que MEMS puede ofrecer estándares de rendimiento y confiabilidad previamente inalcanzables. En una época en la que todo debe ser más pequeño, más rápido y más económico, MEMS ofrece una solución convincente. Los MEMS ya han tenido un profundo impacto en determinadas aplicaciones, como los sensores automotrices y las impresoras de inyección de tinta. La emergente industria 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 12.000 millones de dólares en 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 sobre una superficie. Solidifican una película química. Las partes blandas y no expuestas de la película se eliminan con el lavado. Luego el ácido elimina el material no protegido.
El éxito más famoso de la microtecnología es el circuito integrado . También se ha utilizado para construir micromaquinaria . Como una rama de los investigadores que intentaban 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 produjeron materiales y estructuras que tienen dimensiones de 1 a 100 nm. [4]
Se han construido los siguientes elementos a escala de 1 micrómetro mediante fotolitografía:
