Microfabricación para niños
La microfabricación es un conjunto de técnicas especiales que se usan para crear objetos muy, muy pequeños. Imagina que construyes cosas tan diminutas que apenas se ven, como los componentes dentro de un teléfono móvil o un ordenador. Para lograr esto, se utilizan principalmente métodos de litografía, que es como "escribir con luz" para dibujar patrones en materiales.
Estas técnicas se usan para fabricar:
- Circuitos integrados: Son los "cerebros" de los aparatos electrónicos, como los chips de tu consola de videojuegos.
- Sistemas microelectromecánicos (MEMS): Son dispositivos diminutos que combinan partes eléctricas y mecánicas. Por ejemplo, los sensores de movimiento de tu móvil son MEMS.
Las técnicas más comunes para hacer estas cosas tan pequeñas son las litografías de superficie. Para los MEMS, se usan variantes como el micromaquinado de superficie, las litografías de volumen y la litografía de rayos X (conocida como LIGA).
¿Cómo se fabrican cosas tan pequeñas?
Litografías de superficie: Creando capas diminutas
Las litografías de superficie son técnicas que vienen de la industria que fabrica los chips de ordenador. Funcionan construyendo objetos capa por capa, como si fueran un pastel muy fino.
Aquí te explicamos los pasos principales:
- Primero, se colocan varias capas muy delgadas de diferentes materiales sobre una base, llamada sustrato. Esto se hace con técnicas especiales, como la deposición de vapor.
- Después de cada capa, se realiza un proceso de "dibujo" con luz, que se llama litografiado:
# Se añade una capa extra de un material especial llamado polímero fotosensible. Este polímero es sensible a la luz, como la película de una cámara antigua. Se extiende de forma muy uniforme usando una máquina que gira muy rápido. # El polímero se expone a luz ultravioleta (UV) a través de una máscara litográfica. Esta máscara tiene el dibujo que queremos crear y proyecta su sombra sobre la capa de polímero. Las partes del polímero que reciben la luz UV cambian y se vuelven más fáciles de disolver. # Luego, se vierte un líquido especial (un disolvente) sobre la superficie. Este líquido disuelve las partes del polímero que fueron expuestas a la luz UV, dejando intactas las zonas que estaban protegidas por la sombra de la máscara. # Después, se aplica otro disolvente que elimina el material de la capa de abajo que no estaba cubierto por el polímero. Así, el dibujo de la máscara se transfiere a la capa de material. # Finalmente, se quita el polímero que queda, normalmente con un proceso químico. # Se deposita una nueva capa de material, y se repiten todos los pasos desde el principio.
En la fabricación de los MEMS, a menudo se usan capas alternas de un material llamado polisilicio y otro llamado fosfosilicato vítreo. El polisilicio es el material principal que forma la estructura del dispositivo, mientras que el fosfosilicato se usa como un "material de sacrificio". Una vez que todas las capas están puestas y los patrones dibujados, el material de sacrificio se disuelve con un último líquido especial. Esto deja solo las estructuras de polisilicio con huecos donde antes estaba el material de sacrificio, creando así las partes móviles o los espacios necesarios para el funcionamiento del MEMS.
Véase también
En inglés: Microfabrication Facts for Kids
