バルクマイクロマシニングとは

バルクマイクロマシニングは、非常に小さな機械部品または電気部品を作成する方法です。 このプロセスでは通常、シリコンのウェーハを使用しますが、プラスチックまたはセラミック材料も使用する場合があります。 バルクマイクロマシニングは、固体のピースから始まり、レイヤーごとにピースを構築する表面マイクロマシニングとは対照的に、最終的な形状に達するまで材料を除去します。 バルクマイクロマシニングを実行するための最も一般的な方法は、選択的マスキングと湿式化学溶剤によるものです。 この方法の新しい代替方法は、プラズマまたはレーザーシステムを使用して不要な材料を除去するドライエッチングです。 これは一般にウェットエッチングよりも正確ですが、高価です。

マイクロマシニングは、本当に小さな部品を作るプロセスです。 これらのコンポーネントは、ダイオードから、ペン先のサイズの歯車まで何でもかまいません。 このプロセスを実行するには、主に2つの方法があります。 表面マイクロマシニングでは、シリコンウェーハの個々の層を使用して、既存の層の上にピースを作成します。 これは非常に重要なプロセスですが、完全に独立したユニークな作品を作ることはより困難です。

これらのタイプのコンポーネントを作成するために、メーカーはバルクマイクロマシニングを使用します。 多くの点で、これは大理石から彫像を彫るのに似ており、はるかに小さい規模です。 シリコンのウェーハは、最終部品に不要な部分を除去するために処理されます。 バルク処理は大規模から小規模になり、表面法は小規模から大規模になります。

バルクマイクロマシニングの大部分はシリコンを使用しています。 この物質は地球の地殻のほぼ4分の1を占めるため、非常に安価です。 さらに、人間の髪の毛よりも薄い層に分解できる非常に微細な結晶構造を持っています。 これにより、材料は微視的レベルだけでなく、巨視的レベルでも機能します。

バルクマイクロマシニングの最も一般的な方法は、湿式化学エッチングと呼ばれます。 まず、ワークピースを選択した溶媒から保護する材料で覆います。 次に、保護マスクを選択的に取り外して、剥がれる部分を露出させます。 ワークピースは溶剤にさらされます。溶剤は保護されていない領域を溶解し、残りはそのまま残します。 その後、残りのマスキング材料が除去されます。

バルクマイクロマシニングの新しい方法は、ドライエッチングと呼ばれます。 これは、多くの場合、レーザーなどの高精度デバイスを使用して、不要な材料を蒸発させます。 ウェットプロセスと比較すると、これは数段階少ないステップであり、潜在的に危険な溶媒がまったくありません。 このプロセスが一般的ではない主な理由は、湿式法と比較した場合の相対的な新しさと、機器の購入費用です。