Un sistema pionero de microimpresión por transferencia amplía su compatibilidad
La evolución de los sistemas inteligentes depende de una combinación de avances tecnológicos, a saber, una mayor funcionalidad y miniaturización, para lo cual es necesario lograr una mayor integración de los componentes. En condiciones ideales, estos dispositivos interconectados estarían formados por la colocación precisa en un sustrato (plataforma), pero dicho método presenta distintos escollos. La nueva técnica de microestampado por transferencia (micro-TP) ofrece una solución, ya que separa los materiales o dispositivos esenciales que se mantienen en sus sustratos originales y y los transfiere con enorme precisión al sustrato nuevo mediante un sistema de «coger y colocar». Estos dispositivos tienen un grosor de apenas unos micrómetros (una millonésima de metro). El proyecto TOP HIT se creó para desarrollar y validar la tecnología de micro-TP mediante circuitos fotónicos integrados (CFI) sobre sustratos de silicio destinados a la industria de las comunicaciones. Su equipo generó indicadores del valor de la tecnología para los diseñadores de sistemas y fabricación de bajo coste. El proyecto también demostró la posibilidad de integrar circuitos electrónicos muy compactos en sustratos que no son de silicio, lo que permite superar obstáculos anteriores en materia de compatibilidad entre distintas plataformas tecnológicas. Integración submicrométrica Los sistemas inteligentes integran, por su propia naturaleza, distintas funcionalidades como detección, actuación, modulación y señalización. No obstante, esto supone un reto para los diseñadores ya que se basa en factores eléctricos, ópticos, térmicos y mecánicos. Las conexiones ópticas son especialmente complicadas debido a que es necesario que las guías de onda estén alineadas con precisión submicrométrica para lograr el máximo rendimiento. Si se transfieren dispositivos extremadamente delgados de una oblea original a una plataforma de obleas destino mediante micro-TP, los dispositivos pueden conectarse mediante pasos metálicos de redistribución. El método reduce el espacio que es necesario dejar entre componentes en el sustrato original en comparación con el sustrato destino, por lo que se incrementa enormemente la eficiencia en el uso de dispositivos y materiales caros de origen. Tal como indica el coordinador del proyecto el Sr. Brian Corbett: «La técnica puede modificarse para adaptarla a distintos dispositivos y se acomoda mejor a componentes de menos de 500 micrómetros de tamaño lateral, un rango en el que otros métodos flaquean. El requisito principal es que las ubicaciones receptoras sean planas, lo cual puede lograrse mediante una capa de adhesión de un grosor submicrométrico. Las enormes posibilidades de los subsistemas electrónicos eficientes La técnica podría resultar especialmente útil en el campo de la comunicación de datos donde el ancho de banda elevado y la alta densidad de componentes interconectados son dos requisitos. Se planea que empiece a utilizarse en centros de datos y a continuación en redes de acceso (fibra al hogar), lo que ofrecería transceptores de alto rendimiento a bajo coste. Además, la capacidad de esta técnica para combinar fuentes de luz personalizadas, detectores y subsistemas electrónicos en miniatura permite utilizarlos en aplicaciones de diagnóstico médico (como en operaciones de endoscopia), detección medioambiental y pantallas. Más posibilidades para el mercado de consumo Corbett afirma lo siguiente: «Tras trabajar en fotónica durante muchos años, reconozco la capacidad de los láseres para enviar información, sobre todo por Internet. No obstante, hasta ahora la tecnología no ha tenido el mismo impacto en las aplicaciones de consumo. La fotónica de potencia con subsistemas a precios asequibles cambiará esta situación». Las demostraciones de la tecnología micro-TP realizadas hasta ahora por TOP HIT se han abordado a pequeña escala. Sin embargo, se ha puesto en marcha una planta piloto de código libre para la integración de sistemas inteligentes basados en micro-TP en un entorno de fabricación de semiconductores mediante el microprince.eu (proyecto Microprince) enmarcado en el programa ECSEL. Esta fundición generará múltiples aplicaciones concretas para su futuro desarrollo. De cara al futuro se desarrollarán estándares de fabricación con normas de diseño (en forma de kits de diseño de procesos) dedicados a dar con la mejor forma de integrar el sistema con las tecnologías de fundición.
Palabras clave
TOP HIT, electrónica impresa, micrómetro, micra, sistemas inteligentes, electrónica miniaturizada, componentes fotónicos, silicio, circuitos integrados, conexiones ópticas, comunicaciones de datos
