L'électrochimie au service du micro usinage
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l'ère de l'infiniment petit, le micro usinage électrochimique devrait rapidement trouver sa place aux côtés de la lithographie et des gravures chimique et plasma. Cette nouvelle technique repose sur la localisation d'une réaction électrochimique au voisinage immédiat d'une électrode outil positionnée au-dessus de la pièce à usiner. Si le principe de base paraît relativement simple, les chercheurs de l'Institut Fritz Haber de Berlin ont mis tout de même plus d'un an et demi pour mener à bien leur étude. "Cette méthode ressemble à celle utilisée avec une machine outil dans laquelle la fraise serait remplacée par une électrode outil, explique Philippe Allongue du Centre national de recherche scientifique (Cnrs) qui a collaboré l'été dernier avec les Berlinois. L'outil découpe des microstructures dans tout matériau conducteur." C'est la réaction électrochimique établie entre l'électrode de platine qui sert d'outil et la pièce à usiner, en l'occurrence une plaque de cuivre, qui fait office de "cutter". Concrètement, des impulsions de très courte durée sont appliquées entre l'électrode outil et la pièce à modeler (métal ou semi-conducteur), le tout étant plongé dans une solution électrolytique. Il apparaît un courant transitoire traduisant l'existence de la capacité de double couche électrochimique à chacune des interfaces conducteur - solution. La subtilité de la technique tient dans la limitation spatiale des réactions électrochimiques. Afin d'avoir la découpe la plus fine possible, il ne faut pas que ces dernières se propagent trop loin dans la plaque de cuivre. Il s'agit donc de gérer au mieux le temps. Pour des impulsions de trente nanosecondes, la réaction est confinée sur une distance d'environ un micromètre. C'est à dire que les électrodes ne sont totalement polarisées que dans cette zone. Au-delà de cette distance critique, la chute de tension n'a pas le temps de s'établir pendant la durée du régime transitoire et le cuivre n'est donc pas dissous.Le micro usinage électrochimique est surtout performant pour la découpe de métaux et un peu moins en ce qui concerne le silicium. En revanche, par rapport à d'autres techniques déjà existantes comme la lithographie, il présente de nombreux avantages. Il peut servir à la réalisation de structures en trois dimensions, ne nécessite pas de masque de transfert et relativement peu d'étapes sont à mettre en oeuvre. Par ailleurs, on peut envisager d'utiliser des électrodes non pas de dix micromètres de diamètre comme ce fut le cas dans l'expérience décrite, mais deux fois voire dix fois plus fines. De même, la diminution de la durée d'impulsion augmenterait d'autant la finesse de la découpe. Bien sûr, ces avancées dépendent d'autres techniques car enrober et polir un fil plus fin qu'un cheveux n'est pas chose aisée. Mais, comme le souligne Philippe Allongue, "sur le papier, c'est possible." Alors pourquoi pas, d'ici quelques années.
Infoscience :
http://www.infoscience.fr/articles/articles_aff.php3?Ref=476
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- Publié dans : Avenir Nanotechnologies et Robotique
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