精密射出成形金型の寸法公差は、製品の寸法公差の1/3以下に抑えられています。金型の精度は、設計におけるキャビティのサイズとキャビティの数の精度、キャビティの配置、パーティング面の精度、材料の選択、および寸法公差に依存します。底板、支持板、キャビティ壁の厚さ、およびランナーのサイズは、すべて精密金型の重要な要素です。設計工学も同様に重要です。金型は通常、機械的強度の高い合金鋼でできています。
金型製作
金型インサート (またはマスター) は、さまざまな手法で製造できます。公差と再現性が約 10um の範囲の大きなフィーチャ (> 50um) の場合、従来のコンピューター数値制御 (CNC) 機械加工と、工具鋼やステンレス鋼成形などの材料のワイヤー放電加工 (EDM) で十分な精度が得られることがよくあります。この技術の利点は、使用されるツール材料が従来のポリマー金型と同じであるため、設計、強度、および耐用年数が十分に確立されていることです。複雑な立体構造も簡単に加工できます。主な欠点は、鋭い角や直角を作るのが難しいこと、および表面品質が通常悪いことです (表面粗さは数um程度)。ダイヤモンドベースのマイクロミリング/マイクロドリル、マイクロ EDM、およびエキシマまたはフェムト秒レーザーベースの直接除去プロセスにより、表面粗さを 1 um 以下に減らすことができます。ダイヤモンドベースの方法でも 10 um 未満のフィーチャを作成できますが、ニッケル、アルミニウム、銅などの「軟質」金属にのみ適用できます。プロトタイピングの場合、これらの方法のほとんどは、高分子材料に直接使用して製造できます。
マイクロ流体デバイス。より小さいフィーチャ サイズ (1 ミクロン以下まで) の場合、フォト リソグラフィ法、電子ビーム リソグラフィ (EBL)、または走査型プローブ リソグラフィ (AFM ディップ ペン リソグラフィなどの SPL) を使用する必要があります (つまり、表面加工)。 , 液体フォトレジスト自己組織化単分子層 (SAM) は、スピンコーティング、薄膜堆積、または自己組織化によってガルバニック開始層に配置されます. マイクロフィーチャは、フォトマスクを介した放射線露光と現像または直接電子ビームのいずれかの後に形成されますまたは走査型プローブ描画. プロトタイプの場合, このフォトレジスト構造は, マイクロデバイス自体として機能するか, 低温および低圧モールドプロセスでモールド (フォトレジストモールドと呼ばれる) として使用できます. より一般的には, この構造は電気めっきに直接使用されるか,シリコンの湿式/乾式エッチング用. どちらの技術でも、通常はニッケルまたはニッケル-コバルトの金属ツールが得られます. アスペクト比が低いフィーチャ (フィーチャの深さと w の比として定義される) の場合idth) または金型インサートの寿命が重要ではないラピッド プロトタイピングの場合、ウェットまたは反応性イオン エッチング (RIE) によってエッチングされたガラスまたはシリコン ウエハーを金型インサートとして直接利用できます。非常に小さな機能の場合 (< 高アスペクト比 (最大 100 以上) の 1 um)、金型インサートを得るには、厚いレジスト (EPON SU-8 など) の LIGA やディープ RIE (DRIE) などの技術が必要です。