ウエットエッチング加工 – metoree本番管理

ウエットエッチング加工とは

ウエットエッチング加工とは、腐食を利用し素材の溶融や除去を行う表面処理の加工方法です。

液組成を調整したエッチング液を素材に付着させることで、化学反応を発生させます。エッチング液とは、金属等を腐食させる働きのある酸性やアルカリ性の液体です。

切削や研削よりも精度の高い加工が可能であり、各製造分野で活用されています。

ウエットエッチング加工は、一度に多くの加工物を処理可能で、エッチング液も安価に手に入れることができます。また、初期費用やランニングコストも抑えられるため、低コストで大量生産を行うのに適しています。

金属表面を希望の配線パターン形成へ加工する手法として、ウエットエッチング加工が有効です。微細な配線パターンの形成は手作業で行うには難しく、化学的加工法が重宝されています。

主に銅箔が対象となり、レジストにて保護層を作成してエッチング液に浸漬させます。その後、レジストの剥離により残った部分がプリント基板のパターンとなる加工です。引き算の考え方でのプリント基板製造法は、サブトラクティブ法と呼ばれています。

対象素材に金属皮膜を密着させるめっき加工において、ウエットエッチング加工は前処理に利用されます。表面を腐食させ微細な孔を大量に発生させることによって、めっき皮膜となる薬液が孔に入り込み、さらに高い密着性が実現可能です。

これを船の碇に例え、アンカー効果と呼ばれています。エッチング状態にて密着性そのものへの影響が大きく、全体の品質に関わります。表面の酸化皮膜を除去する役割も兼ねており、めっき加工技術において必須工程となっています。

銅板等を用いた印刷にて、そのデザインを付与するためにウエットエッチング加工が利用されています。下書きされたデザインに沿って、保護レジストとエッチング液塗布部を区別します。その後、浸漬によりエッチング加工を行い、凹凸を作る形で印刷版として使用可能です。

等方性、異方性の発生仕組みとしては、反応時に発生する結晶化の構造が利用され、エッチングの材料の表面の結晶構造に依存するとされています。

腐食が縦や横のあらゆる方向に進む方式です。保護膜の役割を果たすレジスト付着付近から腐食が始まった場合、レジストの下を潜ってえぐるように腐食が進みます。

これにより、断面で角のないU字型やC字型の加工を行うことができます。化学反応速度を早くすることで、発生させることが可能です。

腐食がある一定の方向に向かう方式です。反応速度を遅くすることで、角の立った加工を行うことができます。

これらの腐食に影響を与える反応速度は、エッチング液の成分や種類、混ぜ方、温度、また加工物の素材によってコントロールする必要があります。

エッチング液の準備においては、素材によって化学薬品の配合調整が必要です。また、処理時間や温度の管理も厳密に求められます。

使用される化学薬品も、人体に有害な物質が用いられるケースがあり、作業環境への懸念も出てきます。対抗の技術として、より高い精度を誇るドライエッチング加工が存在しています。これは加工物にガスを衝突させて削る加工方法です。

エッチング液に使用される化学薬品は、腐食反応を引き起こすために、硫酸やリン酸、硝酸、クロム酸がベースとなります。加工対象となる素材によって使用される組成は異なり、均一にエッチング加工が施せるように別途添加剤を使用するケースもあります。

使用されたエッチング液は不純物も含め劇物に成分が近くなっており、所定の廃液手続きが必要です。