Procesos de fabricación de superficie. Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

Transcripción

1 Procesos de fabricación de superficie Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

2 Deposición física de vapor

3 Deposición química de vapor

4 Electrodeposición

5 Resultados electrodeposición

6 Procesos de fabricación de componentes microelectrónicos Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

7 Procesos para microelectronica

8 Capa de dióxido de Silicio

9 Litografía

10 Mecanizado (Etching)- Difusión

11 Pegado y Encapsulado (a) (b) (c)

12 Circutos integrados

13 Procesos microfabricación Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación Tecnología Mecánica II. ETSII. UPM

14 Clasificación Tecnología de microfabricación Microfresado o torneado con punta de diamante Micromecanizado Láser Microelectroerosión Material de base Dimensión mínima Relación de aspecto Acabado Metal o polímero 20 µm De 3 a µm Metal o polímero 5 µm De 3 a µm Metal o conductor 20 µm De 3 a µm Litografía Rayos X Polímero 0.1 µm De 2 a nm Litografía óptica Polímero 0.5 µm De 3.5 a nm Microestereolitografía Polímero 1 µm De 3 a µm Electrodeposición sobre modelos poliméricos Metal 1 µm De 2 a µm Moldeo por compresión en polímero Polímero 0.2 µm De 2.5 a nm Moldeo por microinyección en polímero Polímero 0.5 µm De 2 a nm Moldeo por microinyección en metal o cerámica Metal o cerámica 0.5 µm De 2 a nm

15 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 vacio Moldeo por microinyección Procesos de acabado Procesos de montaje

16 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

17 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

18 Microelectroerosión Máquinas comercialmente disponibles Necesidad de fabricar microelectrodo Microelectroerosión por hilo

19 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

20 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

21 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

22 Electrodeposición Electrodeposición sobre polímero Obtención de piezas de metálicas para micromoldes Pulido electroquímico

23 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

24 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