Kas yra paviršiaus mikroapdirbimas?

Paviršiaus mikroapdirbimas yra gamybos procesas, naudojamas įvairių tipų integrinėms grandinėms ir jutikliams kurti. Naudojant paviršiaus mikroapdirbimo metodus, vienoje lustoje galima pritaikyti iki beveik 100 smulkiai pritaikytų grandinės raštų sluoksnių. Palyginimui, naudojant standartinius mikroapdirbimo procesus, galimi tik penki ar šeši sluoksniai. Tai leidžia į kiekvieną lustą įtraukti daug daugiau funkcijų ir elektronikos, skirtos naudoti judesio jutikliuose, akselerometruose, kurie išskleidžia oro pagalves transporto priemonės avarijos metu, arba naudoti navigacijos sistemos giroskopuose. Paviršiaus mikroapdirbimui naudojamos tam tikros medžiagos ir šlapio bei sauso ėsdinimo procesai, kad būtų suformuoti grandinės sluoksniai.

Šiuo metodu pagamintos grandinės dalys iš pradžių buvo naudojamos akselerometruose, kurie avarijos metu transporto priemonėse išskleidė oro pagalves. Paviršiaus mikromechaniškai apdoroti jutikliai transporto priemonėse taip pat užtikrina apsaugą nuo apvirtimo per posvyrio valdymą ir yra naudojami stabdžių antiblokavimo sistemose. Ši schema taip pat naudojama didelio našumo giroskopuose orientavimo valdymo sistemose ir navigacijos sistemose. Kadangi naudojant šį metodą pagamintos schemos sukuria mažą ir tikslią grandinę, viename luste galima sujungti kelias funkcijas, skirtas naudoti judesio, srauto jutimo ir kai kuriose plataus vartojimo elektronikos srityse. Fotografuojant, filmuojant vaizdo kamera, šie lustai suteikia vaizdo stabilizavimą judant.

Paviršiaus mikroapdirbimo procese naudojami arba krištolo silicio drožlių substratai, ant kurių statomi sluoksniai, arba jį galima pradėti ant pigesnių stiklo ar plastiko pagrindų. Paprastai pirmasis sluoksnis yra silicio oksidas, izoliatorius, kuris yra išgraviruotas iki norimo storio. Ant šio sluoksnio padengiamas šviesai jautrios plėvelės sluoksnis, o per grandinės modelio perdangą – ultravioletinė (UV) šviesa. Toliau ši vaflė vystoma, išplaunama ir kepama tokiam ėsdinimo procesui. Šis procesas kartojamas kelis kartus, kad būtų užtepta daugiau sluoksnių, atidžiai stebint ir kiekvienam sluoksniui taikomi tikslūs ėsdinimo būdai, kad būtų sukurtas galutinis sluoksniuotos lusto dizainas.

Tikrasis paviršiaus mikroapdirbimo ėsdinimo procesas atliekamas vienu arba kelių apdirbimo procesų deriniu. Drėgnasis ėsdinimas atliekamas naudojant vandenilio fluorido rūgštis, kad ant sluoksnių būtų išgraviruotos grandinės, pjaunant neapsaugotas izoliacines medžiagas; Neišgraviruotos to sluoksnio vietos tada elektrolizuojamos, kad sluoksnis būtų atskirtas nuo kito užtepto sluoksnio. Sausasis ėsdinimas gali būti atliekamas atskirai arba kartu su cheminiu ėsdymu, naudojant jonizuotas dujas, kad būtų bombarduojamos ėsdinimo vietos. Gamintojai naudoja sausą plazminį ėsdinimą, kai didelė sluoksnio dalis turi būti išgraviruota grandinės konstrukcijoje. Be to, kitas plazmos chloro ir fluoro dujų derinys gali sukurti gilius vertikalius pjūvius per plėvelę dengiančias sluoksnio medžiagas, kaip dažnai reikia gaminant mikropavaros jutiklio lustus.