La microfabricación y el micromecanizado son términos que describen las tecnologías y procesos utilizados en la fabricación de estructuras o dispositivos microscópicos. Estas estructuras pueden variar en tamaño desde el ancho de un cabello humano hasta más pequeño que el de una sola célula humana. La capacidad de construir dispositivos tan pequeños ha estimulado los avances tecnológicos en las computadoras, la electrónica de consumo, la tecnología de energía verde y muchos otros campos. Las técnicas de microfabricación varían ampliamente según el dispositivo que se construya.
En el campo de la microfabricación, los tamaños se miden en micrómetros. Un micrómetro, frecuentemente conocido como micrón, es una milésima de milímetro. Hay 25,400 micrones en una pulgada. La nanotecnología es un campo similar, pero se ocupa de componentes aún más pequeños.
El uso de piezas microfabricadas fue pionera en la industria de los semiconductores. Las invenciones del transistor y el circuito integrado en las décadas de 1940 y 1950 dieron lugar a una tendencia a la miniaturización en la electrónica. A medida que mejoraron las técnicas de microfabricación, se construyeron circuitos integrados más pequeños y complejos, lo que permitió construir microchips potentes.
Un número cada vez mayor de industrias depende de la microfabricación. Se pueden encontrar pequeñas máquinas conocidas como sistemas microelectromecánicos en muchos dispositivos, incluidos teléfonos inteligentes y sensores de bolsas de aire de automóviles. Las pilas de combustible y los paneles solares también utilizan piezas microfabricadas. Las técnicas y tecnologías de microfabricación se han utilizado en aplicaciones de investigación en campos que van desde la microbiología hasta la física de partículas.
Las técnicas utilizadas en un proceso de microfabricación dependen de la industria y del resultado deseado. La mayoría de las técnicas son enfoques de arriba hacia abajo, lo que significa que comienzan con un componente más grande, como una oblea de silicio, y lo eliminan hasta que se crea la estructura final. Ejemplos de técnicas de arriba hacia abajo utilizadas a nivel microscópico incluyen cortar, pulir y grabar.
La fabricación de abajo hacia arriba en este campo es un campo en gran parte experimental. En el enfoque de abajo hacia arriba, se utilizan elementos más pequeños, como átomos o moléculas, para crear un sistema o dispositivo más grande. Las técnicas ascendentes se utilizan en aplicaciones destinadas a imitar estructuras o funciones biológicas.
Muchas de las técnicas utilizadas en la microfabricación se toman prestadas de otras disciplinas. Los campos de la fotografía, la óptica y la física han contribuido a la microtecnología. Algunas técnicas de fabricación tradicionales, como el moldeo por inyección, se han miniaturizado y se han utilizado en la microfabricación.
Independientemente de la técnica utilizada, la fabricación a nivel microscópico presenta desafíos únicos. El tamaño pequeño significa que una sola pieza de polvo puede inutilizar un dispositivo. Los laboratorios de microfabricación son salas diseñadas para controlar partículas en el aire, como polvo y microbios. Los trabajadores deben usar ropa protectora dentro de estas salas para evitar la contaminación de las partes microscópicas que se creen.