Hva er bulkmikromaskinering?

Bulk mikromaskinering er en metode for å lage ekstremt bittesmå mekaniske eller elektriske komponenter. Denne prosessen bruker vanligvis silikonplater, men vil også noen ganger bruke plast eller keramisk materiale. Bulk mikromaskinering starter med et solid stykke og fjerner materiale til det når sin endelige form, i motsetning til overflatemikromaskinering, som bygger et stykke lag for lag. Den vanligste metoden for å utføre bulkmikromaskinering er via selektiv maskering og våte kjemiske løsningsmidler. Det nyere alternativet til denne metoden er tørt etsing ved bruk av et plasma- eller lasersystem for å fjerne uønsket materiale. Dette er generelt mer nøyaktig enn våt etsing, men det er også dyrere.

Mikromaskinering er prosessen med å lage virkelig små deler. Disse komponentene kan være alt fra en diode til et tannutstyr som er på størrelse med en pennespiss. Det er to hovedmåter å utføre denne prosessen. Overflatemikromaskinering vil bruke de enkelte lagene av en silisiumskive for å lage et stykke på toppen av et eksisterende lag. Selv om dette er en veldig viktig prosess, er det vanskeligere å lage helt uavhengige og unike brikker.

For å lage disse typer komponenter, vil produsenter bruke bulk-mikromaskinering. På mange måter ligner dette på å hugge en statue ut av marmor, bare i mye mindre skala. En silikonskive blir behandlet for å fjerne enhver del som er uønsket i den endelige brikken. Bulkbehandling vil gå fra stor til liten mens overflatemetoden går fra liten til stor.

Langt de fleste mikrobearbeiding i bulk bruker silisium. Materialet er ekstremt billig siden det utgjør nesten en fjerdedel av jordskorpen. I tillegg har den en veldig fin krystallinsk struktur som kan brytes ned i lag som er tynnere enn et menneskehår. Dette gjør at materialet kan fungere på et mikroskopisk nivå like bra som i det makroskopiske.

Den vanligste metoden for mikromaskinering i bulk kalles våtkjemisk etsing. Først er arbeidsstykket dekket av et materiale som vil beskytte det mot et valgt løsningsmiddel. Beskyttelsesmasken fjernes deretter selektivt for å eksponere områdene av stykket som kommer av. Arbeidsstykket blir utsatt for et løsningsmiddel, som deretter vil løse opp ubeskyttede områder og la resten være intakt. Etterpå fjernes det gjenværende maskeringsmaterialet.

Den nyere metoden for mikromaskinering i bulk kalles tørr etsing. Dette bruker en enhet med høy presisjon, ofte en laser, for å fordampe uønsket materiale. Sammenlignet med den våte prosessen, er dette flere mindre trinn og en total mangel på potensielt farlige løsningsmidler. Hovedårsaken til at denne prosessen ikke er mer populær er den relative nyheten sammenlignet med den våte metoden, og kostnadene ved å kjøpe utstyret.