Microfabricarea și microprelucrarea sunt termeni care descriu tehnologiile și procesele utilizate în realizarea structurilor sau dispozitivelor microscopice. Aceste structuri pot varia în dimensiune de la lățimea unui păr uman până la mai mici decât o singură celulă umană. Capacitatea de a construi dispozitive atât de mici a stimulat progresele tehnologice în computere, electronice de larg consum, tehnologia energiei verzi și multe alte domenii. Tehnicile de microfabricare variază foarte mult în funcție de dispozitivul construit.
În domeniul microfabricației, dimensiunile sunt măsurate în micrometri. Un micrometru, cunoscut în mod frecvent sub numele de micron, este o miime de milimetru. Există 25,400 de microni într-un inch. Nanotehnologia este un domeniu similar, dar se ocupă cu componente și mai mici.
Utilizarea pieselor microfabricate a fost pionierată de industria semiconductoarelor. Invențiile tranzistorului și ale circuitului integrat în anii 1940 și 1950 au dat naștere unei tendințe de miniaturizare în electronică. Pe măsură ce tehnicile de microfabricare s-au îmbunătățit, au fost construite circuite integrate mai mici și mai complexe, permițând construirea de microcipuri puternice.
Un număr tot mai mare de industrii se bazează pe microfabricare. Mașini minuscule cunoscute sub numele de sisteme micro-electro-mecanice pot fi găsite în multe dispozitive, inclusiv telefoane inteligente și senzori pentru airbag-uri auto. Pilele de combustibil și panourile solare folosesc, de asemenea, piese microfabricate. Tehnicile și tehnologiile de microfabricare au fost utilizate în aplicații de cercetare în domenii de la microbiologie la fizica particulelor.
Tehnicile utilizate într-un proces de microfabricare depind de industrie și de rezultatul dorit. Cele mai multe tehnici sunt abordări de sus în jos, ceea ce înseamnă că încep cu o componentă mai mare, cum ar fi o placă de siliciu, și se îndepărtează din aceasta până când este creată structura finală. Exemple de tehnici de sus în jos utilizate la nivel microscopic includ tăierea, lustruirea și gravarea.
Producția de jos în sus în acest domeniu este un domeniu în mare măsură experimental. În abordarea de jos în sus, elemente mai mici, cum ar fi atomii sau moleculele, sunt folosite pentru a crea un sistem sau un dispozitiv mai mare. Tehnicile de jos în sus sunt utilizate în aplicații destinate să imite structuri sau funcții biologice.
Multe dintre tehnicile utilizate în microfabricare sunt împrumutate de la alte discipline. Domeniile fotografiei, opticii și fizicii au contribuit la microtehnologie. Unele tehnici tradiționale de fabricație, cum ar fi turnarea prin injecție, au fost miniaturizate și utilizate în microfabricare.
Indiferent de tehnica folosită, fabricarea la nivel microscopic prezintă provocări unice. Dimensiunea mică înseamnă că o singură bucată de praf poate face un dispozitiv inutil. Laboratoarele de microfabricare sunt încăperi concepute pentru a controla particulele din aer, cum ar fi praful și microbii. Lucrătorii trebuie să poarte îmbrăcăminte de protecție în aceste încăperi pentru a preveni contaminarea pieselor microscopice create.