Hvad er bulkmikromachining?

Masse mikromachinering er en metode til at fremstille ekstremt små mekaniske eller elektriske komponenter. Denne proces bruger typisk skiver af silicium, men vil lejlighedsvis også bruge plast eller keramisk materiale. Bulk mikromachinering starter med et solidt stykke og fjerner materiale, indtil det når sin endelige form, i modsætning til overflademikromaskiner, der bygger et stykke lag for lag. Den mest almindelige metode til udførelse af bulkmikromachinering er via selektiv maskering og våde kemiske opløsningsmidler. Det nyere alternativ til denne metode er tør ætsning ved hjælp af et plasma- eller lasersystem til at fjerne uønsket materiale. Dette er generelt mere nøjagtigt end våd ætsning, men det er også dyrere.

Mikromachining er processen med at fremstille virkelig små dele. Disse komponenter kan være alt fra en diode til et tandudstyr, der er på størrelse med en spidsspids. Der er to vigtige måder at udføre denne proces på. Overflademikromaskinering bruger de enkelte lag af en siliciumskive til at skabe et stykke oven på et eksisterende lag. Selvom dette er en meget vigtig proces, er det vanskeligere at fremstille helt uafhængige og unikke stykker.

For at fremstille disse typer komponenter bruger fabrikanter bulkmikromachinering. På mange måder svarer det til at skære en statue ud af marmor, lige i meget mindre skala. En skive af silicium behandles for at fjerne enhver del, der er uønsket i det sidste stykke. Massebehandling vil gå fra stor til lille, mens overflademetoden går fra lille til stor.

Langt størstedelen af ​​bulk mikromachinering bruger silicium. Materialet er ekstremt billigt, da det udgør næsten en fjerdedel af jordskorpen. Derudover besidder den en meget fin krystallinsk struktur, der kan nedbrydes i lag tyndere end et menneskehår. Dette gør det muligt for materialet at arbejde på et mikroskopisk niveau lige så godt som i det makroskopiske.

Den mest almindelige metode til mikromachinering i bulk kaldes våd kemisk ætsning. Først dækkes arbejdsemnet i et materiale, der vil beskytte det mod et valgt opløsningsmiddel. Beskyttelsesmasken fjernes derefter selektivt for at udsætte de områder af stykket, der kommer ud. Arbejdsstykket udsættes for et opløsningsmiddel, som derefter vil opløse eventuelle ubeskyttede områder og lade resten være intakt. Derefter fjernes det resterende maskeringsmateriale.

Den nyere metode til mikromachinering i bulk kaldes tør ætsning. Dette bruger en enhed med høj præcision, ofte en laser, til at fordampe uønsket materiale. Sammenlignet med den våde proces er dette flere færre trin og en total mangel på potentielt farlige opløsningsmidler. Den vigtigste grund til, at denne proces ikke er mere populær, er dens relative nyhed sammenlignet med den våde metode og omkostningerne ved at købe udstyret.