Wat is bulk micromachining?

Bulk micromachining is een methode om extreem kleine mechanische of elektrische componenten te maken.Dit proces gebruikt meestal wafels silicium, maar zal ook af en toe plastic of keramisch materiaal gebruiken.Bulkmicromachining begint met een vast stuk en verwijdert materiaal totdat het zijn uiteindelijke vorm bereikt, in tegenstelling tot oppervlaktemicromachining, die een stuk laag op laag bouwt.De meest gebruikelijke methode voor het uitvoeren van bulkmicromachining is via selectieve maskering en natte chemische oplosmiddelen.Het nieuwere alternatief voor deze methode is droog etsen met behulp van een plasma- of lasersysteem om ongewenst materiaal te verwijderen.Dit is over het algemeen nauwkeuriger dan natte etsen, maar het is ook duurder.

Micromachining is het proces van het maken van echt kleine onderdelen.Deze componenten kunnen van alles zijn, van een diode tot een tandwiel die de grootte is van een penpunt.Er zijn twee belangrijke manieren om dit proces uit te voeren.Surface Micromachining zal de afzonderlijke lagen van een siliciumwafer gebruiken om een stuk op een bestaande laag te maken.Hoewel dit een zeer belangrijk proces is, is het moeilijker om volledig onafhankelijke en unieke stukken te maken.

Om dat soort componenten te maken, zullen fabrikanten bulkmicromachining gebruiken.In veel opzichten is dit vergelijkbaar met het snijden van een standbeeld uit marmer, net op een veel kleinere schaal.Een wafel silicium wordt verwerkt om elk onderdeel te verwijderen dat ongewenst is in het laatste stuk.Bulkverwerking zal van groot naar klein gaan, terwijl de oppervlaktemethode van klein naar groot gaat.

De overgrote meerderheid van bulkmicromachining maakt gebruik van silicium.Het materiaal is extreem goedkoop, omdat het bijna een kwart van de korst van de aarde uitmaakt.Bovendien bezit het een zeer fijne kristallijne structuur die kan afbreken in lagen dunner dan een menselijk haar.Hierdoor kan het materiaal op een microscopisch niveau werken, net zo goed als in de macroscopische.

De meest voorkomende methode voor bulkmicromachining wordt nat chemisch etsen genoemd.Ten eerste is het werkstuk bedekt met een materiaal dat het beschermt tegen een geselecteerd oplosmiddel.Het beschermende masker wordt vervolgens selectief verwijderd om de delen van het stuk bloot te leggen.Het werkstuk wordt blootgesteld aan een oplosmiddel, dat vervolgens onbeschermde gebieden oplost en de rest intact laat.Daarna wordt het resterende maskeringsmateriaal verwijderd.

De nieuwere methode voor bulkmicromachining wordt droog etsen genoemd.Dit maakt gebruik van een zeer nauwkeurige apparaat, vaak een laser, om ongewenst materiaal te verdampen.In vergelijking met het natte proces is dit enkele minder stappen en een totaal gebrek aan potentieel gevaarlijke oplosmiddelen.De belangrijkste reden waarom dit proces niet populairder is, is de relatieve nieuwheid, in vergelijking met de natte methode en de kosten voor het kopen van de apparatuur.