微機(jī)電(MEMS)一直是這幾年備受矚目的研究方向，在光通訊、3C、生化等產(chǎn)業(yè)的快速進(jìn)步中已可看出產(chǎn)品體積持續(xù)小型化、輕量化、功能更多樣化，加上IC的制程納米化技術(shù)的純熟，因此微細(xì)化零組件的生產(chǎn)制程預(yù)料將有急迫性的需求，雖然微細(xì)化加工成型的方法有許多種如：微射出、LIGA、微細(xì)機(jī)械加工、放電加工、雷射加工等，以生產(chǎn)效率而言，當(dāng)屬微射出效率最高，但微射出的模具卻需利用到上述的許多制造方法進(jìn)行制作。微射出一般微射出成形件可區(qū)分為三類：A、微量成形件(micro-injection molded part)：成品重量為mg，尺寸與精度不一定在μm級(jí)，B、微結(jié)構(gòu)成形件(injection molded part with micro structured regions)：成品為一般尺寸，但其結(jié)構(gòu)上具有μm級(jí)規(guī)格(如光盤片系列產(chǎn)品)，C、微精密成形件(micro-precision part)：成品重量為mg，且精度要求為μm級(jí)。

二、微射出的需求

       由于微射出的射出量小、成型品小，因此射出成型機(jī)的精度與模具等都有一定的影響，以下將逐一介紹：

A、   鎖模模板平行度：由于成型品小，因此模板的平行度將大大影響成品的尺寸精度，

        鎖模方式以直壓方式較易達(dá)成維持平行度的要求，曲手機(jī)則因曲手間的累積公差大

所以較不適合。

B、   模板變形量控制：通常頭板中央在鎖模力建立時(shí)會(huì)有凹陷變形，射膠時(shí)射壓會(huì)迫使模具隨模板變形，容易造成成品尺寸精度不佳。

C、   成品頂出方式：成品小時(shí)頂出方式可能與一般射出成型不同，須注意不是容易傷害成品就是脫模不易，成型后成品的收集與搬運(yùn)方法的問題需考慮。

D、   螺桿精密計(jì)量：因射出量非常少，所以更需精確的計(jì)量以避免過度充填射壓將模具撐開形成毛邊或射膠量不足造成短射。

E、    射膠精密定位：確保保壓位置切換點(diǎn)位置的重現(xiàn)性，以確保成型品質(zhì)量，建議將加料與射膠分離，使用柱塞式射膠，以使射膠定位精度控制容易。

F、    高射速：射出量小，需借助高速射出時(shí)塑料的流變特性使流動(dòng)性提高，確保模穴充滿，并充填壓力降低，成型品的殘留應(yīng)力降低，減少收縮量。

G、   塑化單元縮�。涸诔尚挝⒘恐破窌r(shí)，所需射出量過小，以致塑料滯留于料管中過久，造成裂解現(xiàn)象及因射出行程太短而塑化不均等問題，如若使用多模穴成形方式，雖可分?jǐn)倷C(jī)器射出量太大，借以生產(chǎn)微成形品，但會(huì)增加模具流道系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)之負(fù)擔(dān)，造成質(zhì)量不易掌握成形后廢料比例過大成形周期過長(zhǎng)。

H、   控制器控制精度：有效的精度控制與重現(xiàn)性，確保每一模的生產(chǎn)質(zhì)量都相同。

I、      模具與其另件之加工與組裝精度：模具的精度直接影響成型品精度，所以確保模具的各項(xiàng)精度是基本的要求。

J、     模具的溫度控制：因?yàn)槲⑸涑龅臐擦鞯老到y(tǒng)非常細(xì)小，充填時(shí)阻力非常大，除依賴高速射出使流動(dòng)性提高外，高模溫也會(huì)使充填阻力降低，但是成型品冷卻時(shí)間加長(zhǎng)，周期時(shí)間加長(zhǎng)，所以模具最好能快速升溫與降溫，以提供更高的生產(chǎn)效率，但此做法卻會(huì)縮短模具的壽命，因此需衡量成本效益決定做法。

K、  模具的排氣：若熔膠射入模具中，空氣無法快速有效的排出時(shí)會(huì)造成短射或燒焦的現(xiàn)象，因此在高速射出時(shí)排氣問題需特別注意，建議采用真空輔助充填方式輔助成型。

L、    成型品的檢測(cè)：需為微小的成品設(shè)計(jì)檢測(cè)的方法、流程與設(shè)備，以CCD檢驗(yàn)微小工件之關(guān)鍵尺寸及快速之特征比對(duì)，同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)速度必需配合生產(chǎn)之速度。

M、 成型環(huán)境的考慮：微量射出成形設(shè)備技術(shù)與傳統(tǒng)成形設(shè)備不同，必須摒除傳統(tǒng)射出設(shè)計(jì)之觀念，不僅在機(jī)體本身之設(shè)計(jì)，模具、脫模、取出、檢測(cè)、堆疊、包裝、甚至潔凈室環(huán)境都必須考慮。

 

三、微射出模具制作方式

微模具設(shè)計(jì)及制造所需應(yīng)用之技術(shù)目前大多以非傳統(tǒng)加工方式制作，以下做簡(jiǎn)單介紹：

A、半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)(矽基技術(shù))：

B、 LIGA技術(shù)：分為同步輻射X光LIGA、紫外光LIGA(UV-LIGA)、雷射LIGA、高深

度反應(yīng)離子蝕刻(Deep RIE)：

制程為1、光刻，2、去光阻，3、電鑄，4、模仁，5、射出成型，6、成品脫模。

C、雷射加工技術(shù)`：分為長(zhǎng)波長(zhǎng)雷射如：CO2雷射和YAG雷射此兩種屬于溶化金屬之加工法，有熱影響區(qū)，精度較差，高能量的短波長(zhǎng)雷射如準(zhǔn)分子雷射(Excimer laser)與飛秒雷射(Femtosecond laser)屬于破壞分子鍵結(jié)的加工法，無熱影響區(qū)，精度高。

D、線放電研磨(WEDG)技術(shù)：此法用來加工各種形狀的微小電極，再以此電極利用放電加工(EDM)或是超音波加工(Ultra sonic machining)技術(shù)加工模具。

E、 微細(xì)機(jī)械加工(Micro machining)技術(shù)：利用超小型加工機(jī)以傳統(tǒng)機(jī)械加工的方式加工電極，以此電極利用放電加工(EDM)或是超音波加工(Ultra sonic machining)技術(shù)加工模具。(左為微車床，右為微銑床)

       四、結(jié)論：

        微射出雖然屬傳統(tǒng)加工范疇，但卻是生產(chǎn)力最高的生產(chǎn)方式，在未來數(shù)年內(nèi)仍是屬于射出領(lǐng)域中較先進(jìn)、技術(shù)難度較高的產(chǎn)業(yè)；微射出除了射出機(jī)需特別機(jī)能需求與精度外，其它如模具加工、成型塑料等牽涉的范圍已不再只局限于傳統(tǒng)機(jī)械制造，也包括化學(xué)、控制工程等專業(yè)領(lǐng)域的搭配才能相得益彰。