Retos críticos para sistemas microelectromecánicos
Los sistemas microelectromecánicos, aunque están construidos con tecnologías de semiconductores, no son circuitos integrados y presentan toda una serie diferente de mecanismos de fallo y problemas de fiabilidad. Las preocupaciones de fiabilidad de estos pequeñísimos dispositivos que combinan componentes mecánicos, microsensores, microactuadores y componentes eléctricos sobre un sustrato común a base de silicona se centran en modos mecánicos más que en modos de fallos eléctricos. El proyecto HYDROSURF, que fue financiado en parte por la Unión Europea, tenía como objetivo reducir o eliminar los fenómenos relacionados con la adhesión durante la fabricación de dispositivos de sistemas microelectromécanicos, responsables de su vida útil limitada. Debido a su elevada relación de área y volumen y a la lisura de la superficie de sus estructuras micromaquinadas de la mayoría de los dispositivos micromecánicos, es posible desarrollar una fuerte fricción estática y fuerzas de adhesión. La magnitud de estas fuerzas interfaciales es suficiente para deformar y atraer estas estructuras al sustrato, causando el fallo del dispositivo. Químicos, ingenieros de microsistemas y fabricantes colaboraron con clientes del fabricante original del equipo para hidrofobizar con éxito la superficie de las microestructuras recubriéndolas con una monocapa automontable y reducir los efectos dañinos de la adhesión. Dado que la deposición de monocapas en fase líquida va acompañada de la producción de grandes cantidades de residuos peligrosos para el medio ambiente (incluido el heptano), los esfuerzos de la investigación se centraron en la implementación de un proceso de revestimiento en fase de vapor. Para la caracterización de la monocapa automontable, se desarrollaron herramientas de medición de ángulo de contacto específicas por parte de ingenieros de la Universidad Técnica de Dinamarca. Se recubrieron sustratos con forma de placa de diferentes materiales, como silicona, zafiro, cuarzo y pírex, con capas automontables de prueba específicas para evaluar la precisión de las mediciones de los ángulos de contacto, que alcanzaron los 0.1o. En combinación con un tratamiento de superficies adecuado, las mediciones de los ángulos de contacto pueden dar lugar a fórmulas de procesos de recubrimiento óptimos para la aplicación industrial de monocapas automontables, específicamente diseñadas para microcomponentes de sistemas microelectromecánicos.
