PCB Blog - PCBの一般的な4種類のエッチング方式

アルカリエッチング

1、主要成分：塩化銅、アンモニア水、塩化アミン、少量の酸化剤、緩エッチング剤など

2、適用領域：一般的に多層プリント基板の外層回路パターンの作製又はマイクロ波プリント基板の陰板法による直接エッチングパターンの作製に適用され、パターンめっきされた金属レジスト層、例えばめっき金、ニッケル、錫鉛合金

3、主な特徴：エッチング速度は制御しやすく、エッチング液は安定状態で高いエッチング品質を達成できる、溶銅量が多い、エッチング液は再生と回収が容易であり、汚染を低減する

4、エッチング速度：約1 ml/min

5、主な反応メカニズム

銅腐食反応

銅は3種類の酸化状態、板面上の金属CU、エッチング槽液中の青色銅イオンCu（NH3）42＋、及び中間状態の亜銅イオンCu（NH3）21＋が存在することができる。金属銅CUはエッチング槽液中でCu（NH3）42＋、酸化されて溶解することができ、すなわち銅エッチング反応を完了することができ、以下の反応式を参照：2Cu＋2Cu（NH3）4Cl2→4Cu（NH3）2Cl（銅サブイオン）

さいせいはんのう

上述の反応式で生成された中間状態の亜銅Cu（NH3）21＋は水色の泥汚れ状の沈殿物であり、溶解度が悪く、迅速に除去できないと、板面に銅を腐食する障害が形成されるため、子液（すなわち塩化アンモニアとアンモニア水）及び空気中の大量の酸素をエッチングするのを補助しなければならず、シリーズ反応を経て可溶性のCu（NH3）42＋に酸化し続け、さらに銅を腐食する酸化剤となり、板面の金属銅CUと反応し続けるため、エッチング液により多くの金属銅CUを咬食させることができる。これがエッチング液の循環再生反応であり、4Cu（NH 3）2Cl＋4NH3＋4NH4Cl＋O2→4Cu（NH3）4Cl2＋2H2O

しょうみはんのう

2Cu+4NH3+4NH4Cl+O2→4Cu(NH3)4Cl2+2H2O

さんせいエッチング

1、主要成分：塩化銅、塩酸、塩化ナトリウム又は塩化アミン

2、適用領域：一般的に多層プリント基板の内層回路パターンの作製及び純スズプリント基板のエッチングに適用し、或いは全板めっき+ドライフィルムネガの生産技術に使用する

3、主な特徴：使用も比較的に広いシステムで、生産能力、回収制御及び使用方法においても比較的に成熟している。しかし、塩化第一鉄が塩化銅に再生する速度が遅いため、生産速度は塩化アンモニア銅の半分にすぎない。同時に鉛錫、純錫などのエッチングレジストに侵食をもたらすが、内層、単板エッチングに多く応用されている。

4、エッチング速度：0.5 mil/min

5、主な反応メカニズム

銅腐食反応

銅は3種類の酸化状態、板面上の金属銅Cu 0、エッチング槽液中の青色イオンCu 2＋、および比較的一般的ではない亜銅イオンCu＋を存在させることができる。金属銅Cu0はエッチング槽液中でCu2+に酸化されて溶解することができ、以下の反応式：3Cu+3CuCl2→6CuCl

さいせいはんのう

金属銅Cu0はエッチング槽液中のCu2+に酸化されて溶解され、生成された2Cu+はエッチング槽液中の酸化剤とHClに自動的に添加されて一連の反応を経てCu 2+に酸化され、これらCu 2+はプレート面上の金属銅Cu0と反応し続けるので、エッチング液はより多くの金属銅Cu0を噛むことができる。これがエッチング液の循環再生反応であり、以下の反応式を参照：6CuCl+NaClO3+6HCl→6CuCl2+3H2O+NaCl

しょうみはんのう

3Cu + NaClO3 + 6HCl → 3CuCl2 + 3H2O + NaCl

過硫酸アンモニウム/ナトリウム微食

1、主要成分：過硫酸アンモニウム硫酸/過硫酸ナトリウム硫酸

2、適用領域：多層プリント基板の内外層回路パターンのマイクロエッチング製作に一般的に適用する

3、主反応方式：Na2S2O8+Cu→CuSO4+Na2SO4

4、主な特徴と注意事項

過硫酸ナトリウムのマイクロエッチングシステムはすでに過硫酸アンモニウムシステムに取って代わって20年も経っており、過硫酸ナトリウムはアンモニウム銅複合物を生成しないため廃水処理が困難であり、かつ比較的均一な粗化表面を形成するのは一般的に過硫酸ナトリウム100±10 g/l、硫酸は約1-3 8453、温度は約35℃±2℃、設置時間は約60-120 seconds、マイクロエッチング深さは約0.375 ~ 2 um、溶銅制御量＜20 g/l、咬食速度は約0.5-2 un/milであるが、硫酸銅回収機で回収することはできず、銅濃度は設定より高い値を設定するには、スロットを止めなければなりません。

過硫酸ナトリウムの咬食速度は銅濃度が0.75 g/lより高く、咬食速度が0.2 um/milから0.25 um/milに向上するため、過硫酸ナトリウムのエッチング速度は制御しにくく、咬食速度の変化が多い性質を解決するために、安定化された過硫酸システムを開発し、5-15 g/l安定剤と槽液に添加するメーカーがある。

過酸化水素水微食

1、主要成分：過酸化水素水硫酸

2、適用領域：多層プリント基板の内外層回路パターンのマイクロエッチング製作に一般的に適用する

3、主な作用：板面の清掃と銅面の粗化

4、主反応方式：Cu+H2O2→CuO+H2O/CuO+H2SO4→CuSO4+H2O

5、主な特徴と注意事項

過酸化水素水自体は酸化性溶液であるが、過酸化水素水自体の性質が安定していないため、安定剤と促進剤を添加し、エッチングによって発生した銅イオンを硫酸根で包囲し、結晶に必要な硫酸のフォローを提供し、銅量の増加と結晶回収の円滑な進行を図る。このエッチング温度は一般的に40℃、温度が低すぎるとエッチング反応の進行が遅すぎ、温度が高すぎるとエッチング因子に影響する。過酸化水素水濃度は5-10№に設定され、硫酸濃度は一般的に10№に設定され、エッチング液中の銅濃度はエッチングの進行によって上昇し、一般的に50 g/l以下に制限されるが、槽液中の銅濃度が増加すると過酸化水素水濃度が低下するため、銅イオンを制御することはマイクロエッチング液中の非常に重要なパラメータである。