Le micro-usinage en vrac est une méthode de fabrication de composants mécaniques ou électriques extrêmement petits. Ce processus utilise généralement des plaquettes de silicium, mais utilisera occasionnellement également du plastique ou de la céramique. Le micro-usinage en vrac commence par une pièce solide et enlève le matériau jusqu’à ce qu’il atteigne sa forme finale, par opposition au micro-usinage de surface, qui construit une pièce couche par couche. La méthode la plus courante pour effectuer le micro-usinage en masse est le masquage sélectif et les solvants chimiques humides. La nouvelle alternative à cette méthode est la gravure sèche à l’aide d’un système plasma ou laser pour éliminer les matériaux indésirables. C’est généralement plus précis que la gravure humide, mais c’est aussi plus cher.
Le micro-usinage est le processus de fabrication de très petites pièces. Ces composants peuvent être n’importe quoi, d’une diode à un engrenage de la taille d’une pointe de stylo. Il existe deux manières principales d’effectuer ce processus. Le micro-usinage de surface utilisera les couches individuelles d’une plaquette de silicium pour créer une pièce au-dessus d’une couche existante. Bien qu’il s’agisse d’un processus très important, il est plus difficile de fabriquer des pièces entièrement indépendantes et uniques.
Afin de fabriquer ces types de composants, les fabricants utiliseront le micro-usinage en vrac. À bien des égards, cela ressemble à la sculpture d’une statue dans du marbre, mais à une échelle beaucoup plus petite. Une plaquette de silicium est traitée pour éliminer toute partie indésirable dans la pièce finale. Le traitement en vrac ira de grand à petit tandis que la méthode de surface passera de petit à grand.
La grande majorité du micro-usinage en masse utilise du silicium. Le matériau est extrêmement bon marché puisqu’il constitue près d’un quart de la croûte terrestre. De plus, il possède une structure cristalline très fine qui peut se décomposer en couches plus fines qu’un cheveu humain. Cela permet au matériau de travailler aussi bien au niveau microscopique qu’au niveau macroscopique.
La méthode la plus courante de micro-usinage en masse est appelée gravure chimique humide. Tout d’abord, la pièce est recouverte d’un matériau qui la protégera d’un solvant sélectionné. Le masque de protection est ensuite retiré de manière sélective pour exposer les zones de la pièce qui se détachent. La pièce à usiner est exposée à un solvant, qui dissoudra ensuite toutes les zones non protégées et laissera le reste intact. Ensuite, le matériau de masquage restant est retiré.
La nouvelle méthode de micro-usinage en vrac est appelée gravure sèche. Cela utilise un appareil de haute précision, souvent un laser, pour vaporiser les matériaux indésirables. Par rapport au procédé humide, cela représente plusieurs étapes de moins et une absence totale de solvants potentiellement dangereux. La principale raison pour laquelle ce processus n’est pas plus populaire est sa relative nouveauté, par rapport à la méthode humide, et le coût d’achat de l’équipement.