Vad är bulkmikromaskinbehandling?

Bulkmikromaskinering är en metod för att tillverka extremt små mekaniska eller elektriska komponenter. Denna process använder vanligtvis skivor av kisel, men kommer ibland också att använda plast eller keramiskt material. Bulkmikromaskinbearbetning börjar med ett fast stycke och tar bort material tills det når sin slutliga form, i motsats till ytmikromaskinbearbetning, som bygger ett stycke lager för lager. Den vanligaste metoden för att utföra bulkmikromaskinbehandling är via selektiv maskering och våta kemiska lösningsmedel. Det nyare alternativet till denna metod är torretsning med hjälp av ett plasma- eller lasersystem för att ta bort oönskat material. Detta är i allmänhet mer exakt än våtetsning, men det är också dyrare.

Mikromachinering är processen för att tillverka riktigt små delar. Dessa komponenter kan vara allt från en diod till en tandad växel som är storleken på en pennspets. Det finns två huvudsakliga sätt att utföra denna process. Ytmikromaskinbehandling kommer att använda de enskilda skikten i en kiselskiva för att skapa ett stycke ovanpå ett befintligt lager. Även om detta är en mycket viktig process, är det svårare att göra helt oberoende och unika bitar.

För att tillverka de här typerna av komponenter kommer tillverkare att använda bulkmikromaskinbearbetning. På många sätt liknar det att snida en staty av marmor, bara i mycket mindre skala. En skiva av kisel bearbetas för att ta bort alla delar som är oönskade i det sista stycket. Bulkbehandling går från stor till liten medan ytmetoden går från liten till stor.

Den stora majoriteten av bulkmikromaskiner bearbetar kisel. Materialet är extremt billigt eftersom det utgör nästan en fjärdedel av jordskorpan. Dessutom har den en mycket fin kristallin struktur som kan brytas ned i lager tunnare än människohår. Detta gör att materialet fungerar på mikroskopisk nivå lika bra som i makroskopiskt.

Den vanligaste metoden för mikromaskinbehandling kallas våt kemisk etsning. Först täcks arbetsstycket i ett material som skyddar det från ett valt lösningsmedel. Skyddsmasken avlägsnas sedan selektivt för att exponera de delar av stycket som kommer av. Arbetsstycket utsätts för ett lösningsmedel, som sedan kommer att lösa upp alla oskyddade områden och lämna resten intakt. Därefter tas bort det återstående maskeringsmaterialet.

Den nyare metoden för mikromaskinbearbetning kallas torr etsning. Detta använder en anordning med hög precision, ofta en laser, för att förånga oönskat material. Jämfört med den våta processen är detta flera mindre steg och en total brist på potentiellt farliga lösningsmedel. Det främsta skälet till att denna process inte är mer populär är dess relativa nyhet, jämfört med den våta metoden, och kostnaden för att köpa utrustningen.