PCBブログ - PCBアルカリエッチング

PCBアルカリエッチングは、表面から不要な材料を除去する技術である。PCBの製造過程の一部として、銅層から余分な銅を除去し、銅層上に必要な回路を残すエッチングを行う。湿式エッチングとドライエッチングの2種類のPCBエッチング技術がある。

通常、酸性エッチング溶液は内層に適しており、アルカリエッチング溶液は外層に適している。エッチング後、回路基板にはスズだけが残り（スズを除去する必要がある）、ローラの移動に伴い、回路基板はスズ除去プロセスに入る。ここでは、回路基板上のスズ層を化学溶液を用いて溶解し、回路基板を銅の原色に戻す。

回路基板のアルカリエッチング原理

回路基板エッチングの原理は、化学反応を利用して回路基板から金属材料を除去することである。回路基板にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術により回路パターンをフォトレジストに転写する。感光性接着剤に形成された回路パターンは、エッチング溶液が回路パターンの外部の金属材料のみをエッチングできるように、アルカリエッチング溶液の作用を妨げる。エッチング溶液は通常、強酸または強アルカリであり、金属材料と化学反応してエッチングすることができる。

基板のアルカリエッチング方法

PCBアルカリエッチングは、表面から不要な材料を除去する技術である。PCBの製造過程の一部として、銅層から余分な銅を除去し、銅層上に必要な回路を残すエッチングを行う。湿式エッチングとドライエッチングの2種類のPCBアルカリエッチング技術がある。

ウェツトエッチング

湿式エッチングとは、酸性化学物質と塩基性化学物質の2種類の化学物質を使用する化学エッチングを指します。

1）酸腐食

酸性PCBエッチングプロセスで使用されるエッチング剤は塩化鉄（FeCl 3）と塩化銅（CuCl 2）である。酸性エッチングは通常、剛性PCBの内層エッチングに使用される。塩基性エッチングよりも酸性エッチングの方が正確で安価であることが原因である。酸性溶媒はフォトレジストエッチング剤と反応せず、必要なコンポーネントを損なうこともありません。さらに、この方法は、フォトレジストエッチング剤の下の銅部分を除去する最小のアンダーカットを有する。しかし、酸性エッチングはアルカリエッチングよりも時間がかかる。

2）アルカリエッチング

アルカリエッチングは、アルカリ条件下で回路パターンから不要な銅層を化学的に除去するものである。アルカリエッチングは、鉛/スズめっき、ニッケルめっき、金めっきなどの外部回路パターンのエッチングに適している。アルカリエッチング剤は塩化銅とアンモニアの組み合わせである。

ドライエッチング

ドライPCBエッチングは、エッチング剤としてガスまたはプラズマを用いて不要な基板材料を除去する。ウェットエッチングとは異なり、ドライエッチングは化学物質の使用を回避し、危険な化学廃棄物を大量に発生させる。同時に、それは水汚染のリスクを下げた。

レーザエッチング

レーザエッチングは、コンピュータ制御ハードウェアを用いて高品質PCBを製造するドライエッチング方法の1つである。PCB基板上の配線は、レーザビームに含まれる高出力材料で彫刻されている。そして、コンピュータは不要な銅の跡をエッチングします。他の湿式PCBエッチング技術に比べて、レーザーエッチングはステップ数を大幅に削減し、生産コストと時間を削減した

プラズマエッチング

プラズマエッチングは、製造中の液体廃棄物処理を低減し、湿式化学では入手困難な選択性を実現することを目的とした別のドライエッチング技術である。これは化学活性ラジカルと反応する選択的エッチングである。適切なガス混合物の高速プラズマ流をエッチング材料に導くことも含む。湿式エッチング法に比べてプラズマエッチングはクリーンである。また、プロセス全体を簡略化し、寸法公差を高めることもできます。プラズマPCBエッチングは非常に小さな範囲で制御し、正確にエッチングすることができます。この特殊なプロセスは、細孔と溶媒吸収による汚染も低減します。

PCBアルカリエッチングは主に酸性とアルカリエッチングを含み、その主な目的は化学強酸または強アルカリを利用してPCB板の銅表面と反応し、非回路底部の銅をエッチングすることである。乾燥膜または電気保護スズ位置の下の銅層を残し、エッチングライン溶液の濃度、温度、エッチング速度、ノズル圧力などを制御することにより、顧客図面に要求される線幅/線間隔、IC/パッド/BGAなどを実現する。