Gravure humide

La gravure humide est une technique qui permet de modeler des films métalliques pour en faire des dispositifs fonctionnels. Un film métallique recouvert d'une résine photosensible est immergé dans un liquide qui enlève sélectivement les zones exposées du métal. Cette forme de gravure est une méthode isotrope, ce qui signifie que le métal est enlevé à la même vitesse dans toutes les directions. 

La gravure par immersion et la gravure par pulvérisation sont les deux principales formes de structuration des surfaces. La gravure humide par immersion consiste à immerger des plaquettes ou des plaques de verre dans une solution d'attaque pendant une durée déterminée. Une légère agitation est souvent appliquée pour couvrir complètement la surface du substrat. L'agitation est suivie d'une étape de rinçage et de séchage. La gravure par pulvérisation se produit lorsqu'un agent de gravure est directement pulvérisé sur un substrat, puis rincé avec de l'eau déminéralisée. En général, la gravure humide est utilisée pour modeler des caractéristiques dont la taille est supérieure à 5 µm. La température et la concentration de l'agent de gravure permettent de contrôler la vitesse de gravure du métal.

La gravure humide est couramment utilisée pour la fabrication dispositifs microélectroniques. Ce procédé est relativement rapide grâce à des taux de gravure élevés et contrôlables. Il permet également d'éliminer efficacement des matériaux sur de grandes surfaces. L'inconvénient de la gravure humide réside principalement dans la nécessité d'utiliser un produit chimique liquide. De grandes quantités d'agent de gravure sont souvent nécessaires pour immerger complètement un substrat, ce qui entraîne une augmentation des coûts de production. La plupart des produits de gravure contiennent également un acide, ce qui nécessite la mise en place de mesures de sécurité supplémentaires. Cependant, comparée à d'autres techniques telles que la gravure mécanique et la gravure à sec, la gravure humide présente des propriétés favorables. La gravure mécanique ne crée pas une surface lisse en raison d'impacts de surface excessifs. La gravure à sec présente souvent des taux de gravure faibles.  

Les variables impliquées dans la gravure humide comprennent la résine photosensible, le métal et le matériau du substrat (généralement du verre ou du silicium). La vitesse de gravure peut varier en fonction du type d'agent de gravure chimique utilisé. Certains agents de gravure ont une vitesse de gravure constante tandis que d'autres ont une déviation parabolique. Un processus connu sous le nom de recuit peut également influencer la vitesse de gravure du verre. Le recuit se produit lorsque les plaquettes ou le verre sont chauffés à une température définie. Il sert à éliminer les impuretés présentes à la surface et à réduire les tensions internes. Les défauts courants qui peuvent résulter de la gravure humide sont les entailles sur les bords et les trous d'épingle. Les trous d'épingle peuvent se former à la suite d'une contrainte de traction et de défauts générés lors du dépôt du métal. Les entailles sont créées par des fissures induites par le stress.  

Chez Platypus Technologies, deux formes principales de gravure humide sont réalisées par immersion : la gravure sur or et la gravure sur titane. L'agent de gravure de l'or consiste en de l'iodure de potassium dans lequel le temps de gravure est déterminé par l'épaisseur de l'or. L'agent de gravure sur or utilisé a une vitesse de gravure de 2,8 nm/s à température ambiante et double à chaque augmentation de température de 10 °C. L'agent de gravure sur titane a une vitesse de gravure beaucoup plus élevée que l'agent de gravure sur or. L'agent de mordançage du titane a une vitesse de mordançage beaucoup plus élevée de 5 nm/s à 85 °C en raison de la présence d'un acide dans la solution. Les taux de gravure sont soigneusement déterminés afin de produire des structures propres, et les protocoles ont été perfectionnés afin de produire des résultats de haute qualité pour votre prochain projet.  

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