Vad är bulkmikrobearbetning?

Bulk mikrobearbetning är en metod för att göra extremt små mekaniska eller elektriska komponenter. Denna process använder vanligtvis skivor av kisel, men ibland även plast eller keramiskt material. Bulkmikrobearbetning börjar med en solid bit och tar bort material tills det når sin slutliga form, till skillnad från ytmikrobearbetning, som bygger en bit lager för lager. Den vanligaste metoden för att utföra bulkmikrobearbetning är via selektiv maskering och våta kemiska lösningsmedel. Det nyare alternativet till denna metod är torretsning med ett plasma- eller lasersystem för att avlägsna oönskat material. Detta är i allmänhet mer exakt än våtetsning, men det är också dyrare.

Mikrobearbetning är processen att göra riktigt små delar. Dessa komponenter kan vara allt från en diod till ett kugghjul som är lika stort som en pennspets. Det finns två huvudsakliga sätt att utföra denna process. Ytmikrobearbetning kommer att använda de individuella lagren av en kiselwafer för att skapa en bit 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 dessa typer av komponenter kommer tillverkare att använda bulkmikrobearbetning. På många sätt liknar detta att rista en staty av marmor, bara i mycket mindre skala. En wafer av kisel bearbetas för att ta bort alla delar som är oönskade i den slutliga biten. Bulkbearbetning kommer att gå från stor till liten medan ytmetoden går från liten till stor.

Den stora majoriteten av bulkmikrobearbetning använder kisel. Materialet är extremt billigt eftersom det utgör nästan en fjärdedel av jordskorpan. Dessutom har den en mycket fin kristallin struktur som kan bryta ner i lager som är tunnare än ett människohår. Detta gör att materialet fungerar på mikroskopisk nivå lika bra som i det makroskopiska.

Den vanligaste metoden för bulkmikrobearbetning kallas våtkemisk etsning. Först täcks arbetsstycket med ett material som skyddar det från ett valt lösningsmedel. Skyddsmasken avlägsnas sedan selektivt för att exponera de områden av biten som lossnar. Arbetsstycket utsätts för ett lösningsmedel som sedan löser upp eventuella oskyddade områden och lämnar resten intakt. Därefter avlägsnas resterande maskeringsmaterial.

Den nyare metoden för bulkmikrobearbetning kallas torretsning. Detta använder en högprecisionsenhet, ofta en laser, för att förånga oönskat material. Jämfört med den våta processen är detta flera färre steg och en total brist på potentiellt farliga lösningsmedel. Den främsta anledningen till att denna process inte är mer populär är dess relativa nyhet, jämfört med den våta metoden, och kostnaden för att köpa utrustningen.