A Microfabricação é o processo de fabricar estruturas em miniatura de escalas de micrômetros e menores. Historicamente, os primeiros processos de microfabricação eram usados para fabricação de circuitos integrados, também conhecidos como " fabricação de semicondutores" ou "fabricação de dispositivos semicondutores".
Microfabricação é na verdade uma coleção de tecnologias que são utilizadas na fabricação de microdispositivos. Alguns deles têm origens muito antigas, ligadas à manufatura, como litografia ou gravura. O polimento foi emprestado da fabricação de óptica, e muitas das técnicas de vácuo vêm da pesquisa em física do século XIX. Galvanização é também uma técnica do século XIX adaptado para produzir estruturas na escala de micrômetros, como são várias técnicas de estampagem.
A miniaturização de componentes e sistemas incorporados nos mais diversos ramos da indústria e em aplicações médicas e domésticas vem sendo uma realidade nas duas últimas décadas. A evolução constante nas técnicas de microfabricação e em materiais tem criado novas aplicações, ainda mais complexas, eficazes e ambiciosas no que toca à visão do futuro. A massificação desses mini, micro e nanossistemas depende fortemente da capacidade de replicação dos seus componentes.
A disciplina de microfabricação discute as técnicas de microfabricação existentes atualmente e os processos de microrreplicação. Tais como: difusão, oxidação, implantação iônica, litografia, desbaste e deposição com plasma, deposição física a partir de fase gasosa, deposição química a partir de fase gasosa, processos e tecnologias CMOS e Bipolar, encapsulamento e teste de dispositivos.
Com esse objetivo é feita análise ao estado da arte dos processos de microfabricação e classificação quanto à sua aptidão de possibilitar a obtenção direta das microestruturas ou a obtenção de ferramentas que podem ser usadas para replicação. As limitações técnicas que alguns processos de microfabricação possuem atualmente justificam a necessidade de análise comparativa entre tudo aquilo que é possível realizar de modo a privilegiar a produtividade.
Para fabricar um microdispositivo, muitos processos devem ser realizados, um após o outro, muitas vezes repetidamente. Esses processos incluem tipicamente depositar um filme, padronizar o filme com os micro recursos desejados e remover (ou gravar) partes do filme. A metrologia de filme fino é usada normalmente durante cada uma dessas etapas individuais do processo, para garantir que a estrutura do filme tenha as características desejadas em termos de espessura, índice de refração e coeficiente de extinção, para o comportamento adequado do dispositivo.
Por exemplo, na fabricação de chips de memória, existem cerca de 30 etapas de litografia, 10 etapas de oxidação, 20 etapas de gravação, 10 etapas de dopagem e muitas outras. A complexidade dos processos de microfabricação pode ser descrita pela contagem de máscaras. Esse é o número de diferentes camadas de padrão que constituem o dispositivo final. Microprocessadores modernos são feitos com 30 máscaras, enquanto algumas são suficientes para um dispositivo microfluídico ou um diodo laser. A microfabricação se assemelha à fotografia de exposição múltipla, com muitos padrões alinhados entre si para criar a estrutura final.
O mercado de miniaturização se apresenta com um grande potencial de mercado. Em alguns desses processos é possível fabricar peças com geometria complexa, no entanto com duas dimensões. Entretanto, há outros processos onde é possível a obtenção de formas complexa e em três dimensões. Verifica-se que existem várias aplicações para os processos existentes e que muitos outros processos podem surgir. Podendo ser derivados dos processos já existentes ou inovadores. Cabe aos pesquisadores estudar as limitações do processo, maquinário, materiais e produto e propor novas soluções.
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REFERÊNCIAS
OLIVA, Flávio Pires et al. MICROFABRICAÇÃO - ESTUDO DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MICROCOMPONENTES MECÂNICOS. V Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, Salvador, p. 1-10, ago. 2008.
BATALHA, Gilmar Ferreira; CERVEIRA, RLLP; SILVA, FRDA. Simulação de processos de micro fabricação: influência do efeito da escala. In: Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação. 2005.
WIKIPÉDIA. MICROFABRICAÇÃO. 2020. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Microfabrica%C3%A7%C3%A3o. Acesso em: 06 set. 2020.