Procesos de fabricación de superficie

Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

Deposición física de vapor

Deposición química de vapor

Electrodeposición

Resultados electrodeposición

Procesos de fabricación de componentes microelectrónicos

Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

Procesos para microelectronica

Capa de dióxido de Silicio

Litografía

Mecanizado (Etching)- Difusión

Pegado y Encapsulado

(a) (b) (c)

Circutos integrados

Procesos microfabricación

Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

ClasificaciónTecnología de

microfabricaciónMaterial de

base Dimensión mínimaRelación de

aspecto AcabadoMicromecanizado mecanico. Microfresado o torneado con

punta de diamanteMetal o

polímero 20 µm De 3 a 10 0.5 µm

Micromecanizado LáserMetal o

polímero 5 µm De 3 a 50 0.5 µm

MicroelectroerosiónMetal o

conductor 20 µm De 3 a 10 0.1 µm

Litografía Rayos X Polímero 0.1 µm De 2 a 650 50 nm

Litografía óptica Polímero 0.5 µm De 3.5 a 50 50 nm

Microestereolitografía Polímero 1 µm De 3 a 100 0.1 µmElectrodeposición sobre modelos

poliméricos Metal 1 µm De 2 a 50 0.1 µmMoldeo por compresión en

polímero Polímero 0.2 µm De 2.5 a 650 50 nmMoldeo por microinyección en

polímero Polímero 0.5 µm De 2 a 100 50 nmMoldeo por microinyección en

metal o cerámicaMetal o

cerámica 0.5 µm De 2 a 100 50 nm

Secuencia de procesos

Litografía Rayos X

Litografía Haz electrones

Litografía Óptica

Mecanizado LASER

Micro Mecanizado Mecánico

Micro Mecanizado Silicio

Fabricación de micromoldes para replica en polímero

Producción en serie larga en polímero: Moldeo por compresión bajo vacioMoldeo por microinyección

Procesos de acabado

Procesos de montaje

Micromecanizado

• Tiempos cortos de proceso• Gran variedad de posibles

geometrías sobre amplio abanico de materiales de base

• Alta calidad superficial• Microestructuras en acero

en ciertas geometrías y materiales de base

• Facilidad de generación de ángulos de desmoldeo

Micromecanizado LASER

• El mecanizado láser puede ser empleado para el rango micrométrico

• Combinación de Nd:YAG y excimer

• Trabajo sobre polímeros, metales, cerámicas, vidrios y semiconductores

• Técnica de unión para polímeros y metales

Microelectroerosión

• Máquinas comercialmente disponibles

• Necesidad de fabricar microelectrodo

• Microelectroerosión por hilo

Litografía rayos X

• Completa libertad en geometría lateral

• Profundidades de hasta 3 m• Elevadas relaciones de

aspecto• Rugosidad lateral desde 50

nm• Etapa inicial del proceso

denominado LIGA

Litografía óptica

• EPON SU-8 resina epoxi, de alta sensibilidad, transparencia y estabilidad química sensible a la luz ultravioleta en el rango de 350 a 450 nm

• Equipos disponibles comercialmente

• Tiempos de proceso cortos• El área útil para después

moldear es relativamente grande comparada con la litografía de rayos X

Microestereolitografía

• Tecnología esta basada en la conocida como estereolitografía para la macroescala

• Este sistema en la actualidad no se comercializa por parte de ninguna empresa

Electrodeposición

• Electrodeposición sobre polímero

• Obtención de piezas de metálicas para micromoldes

• Pulido electroquímico

Moldeo por compresión

• En el proceso de moldeo por compresión se conforma una lámina de material termoplástico precalentado en una cámara de vacío (alrededor de 0,1 mbar) con una fuerza elevada (hasta 50 kN)

• Representa una tecnología “asequible” en el campo de la fabricación de microsistemas

Moldeo por inyección

• El tiempo de ciclo se ha extendido con respecto la inyección convencional

• Sistema de control de temperatura

• Optimización del diseño del sistema de colada

• Maquinaria de diseño completamente nuevo enfocada a la microinyección