La microfabrication et le micro-usinage sont des termes qui décrivent les technologies et les processus utilisés dans la fabrication de structures ou de dispositifs microscopiques. La taille de ces structures peut aller de la largeur d’un cheveu humain à plus petite qu’une seule cellule humaine. La capacité de construire des appareils aussi petits a stimulé les progrès technologiques dans les ordinateurs, l’électronique grand public, la technologie de l’énergie verte et de nombreux autres domaines. Les techniques de microfabrication varient considérablement selon le dispositif en cours de construction.
Dans le domaine de la microfabrication, les tailles se mesurent en micromètres. Un micromètre, souvent appelé micron, est un millième de millimètre. Il y a 25,400 XNUMX microns dans un pouce. La nanotechnologie est un domaine similaire, mais il traite de composants encore plus petits.
L’utilisation de pièces microfabriquées a été lancée par l’industrie des semi-conducteurs. Les inventions du transistor et du circuit intégré dans les années 1940 et 1950 ont donné lieu à une tendance à la miniaturisation de l’électronique. Au fur et à mesure que les techniques de microfabrication s’amélioraient, des circuits intégrés plus petits et plus complexes ont été construits, permettant la construction de micropuces puissantes.
De plus en plus d’industries s’appuient sur la microfabrication. De minuscules machines connues sous le nom de systèmes micro-électromécaniques peuvent être trouvées dans de nombreux appareils, y compris les téléphones intelligents et les capteurs d’airbag de voiture. Les piles à combustible et les panneaux solaires utilisent également des pièces microfabriquées. Les techniques et technologies de microfabrication ont été utilisées dans des applications de recherche dans des domaines allant de la microbiologie à la physique des particules.
Les techniques utilisées dans un processus de microfabrication dépendent de l’industrie et du résultat souhaité. La plupart des techniques sont des approches descendantes, ce qui signifie qu’elles commencent avec un composant plus gros, tel qu’une plaquette de silicium, et en retirent jusqu’à ce que la structure finale soit créée. Des exemples de techniques descendantes utilisées au niveau microscopique comprennent la coupe, le polissage et la gravure.
La fabrication ascendante dans ce domaine est un domaine largement expérimental. Dans l’approche ascendante, des éléments plus petits tels que des atomes ou des molécules sont utilisés pour créer un système ou un dispositif plus grand. Les techniques ascendantes sont utilisées dans des applications destinées à imiter des structures ou des fonctions biologiques.
De nombreuses techniques utilisées en microfabrication sont empruntées à d’autres disciplines. Les domaines de la photographie, de l’optique et de la physique ont contribué à la microtechnique. Certaines techniques de fabrication traditionnelles, telles que le moulage par injection, ont été miniaturisées et utilisées en microfabrication.
Quelle que soit la technique utilisée, la fabrication au niveau microscopique présente des défis uniques. La petite taille signifie qu’un seul morceau de poussière peut rendre un appareil inutilisable. Les laboratoires de microfabrication sont des salles conçues pour contrôler les particules en suspension dans l’air telles que la poussière et les microbes. Les travailleurs doivent porter des vêtements de protection à l’intérieur de ces salles afin d’éviter la contamination des pièces microscopiques créées.