ウエットエッチングとドライエッチングを比較
メリットやデメリット、用途に注目

エッチングは、プリント基板やフレキシブル基板(Flexible printed circuits、FPC)を製造する上で重要なプロセスです。エッチングにはウエットエッチングとドライエッチングの2種類があり、加工精度や量産性に関してそれぞれ違いが見られます。

今回の記事では、ウエットエッチングとドライエッチングを比較しつつ、これらの定義や特徴、用途などをくわしく解説します。

エッチングは、腐食作用を利用した加工技術です。材料の一部を腐食させて除去することで、材料上に任意のパターンを形成します。腐食を利用するため金属に施される場合が多く、古くから銅板を用いた版画や印刷の技法として発展してきました。

プリント基板やFPCを製造する際には、フォトリソグラフィなどを用いて被エッチング物(たとえば、配線として使用する銅薄膜)上に微細なレジストパターンを形成した後、エッチングを行います。すると、被エッチング物の一部(レジストで保護されていない箇所)が腐食により除去され、微細な配線パターンが形成されるのです。

必要なエッチング精度は、製造する部品によりさまざまです。たとえば、プリント基板やFPCの場合は数十μmの線幅、ICなどの半導体の場合はnmオーダーの線幅でのエッチングが一般的です。

また、エッチングは大きく2種類、「ウエットエッチング」と「ドライエッチング」に分けられます。

ウエットエッチングについて

概要

ウエットエッチングはエッチング液と呼ばれる腐食作用のある液体を使うエッチング方法です。等方性のエッチングが基本ですが、条件次第では異方性も可能です。

ウエットエッチングの代表的な加工方式

  • ディップ方式:レジストパターンを形成した基板を薬液に浸す
  • スプレー方式:基板に薬液を噴霧
  • スピン方式:回転台に基板を取り付けて薬液を滴下

ドライエッチングについて

概要

ドライエッチングはエッチングガスと呼ばれる気体をプラズマ化することで生まれるイオンや高速中性粒子、ラジカルなどを使用するエッチング方法です。

ドライエッチングはエッチングガスをプラズマ化する必要があるため、装置内を真空にする必要があります。そのためウエットエッチングよりも大掛かりな装置が必要になります。

ウエットエッチングの代表的な加工方式

  • スパッタエッチング:イオン衝撃による物理的エッチング
  • プラズマエッチング:化学反応によるエッチング
  • 反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching、RIE):物理的な衝突作用と化学反応との組み合わせ

ウェットエッチングとドライエッチングの比較

ここで、ウェットエッチングとドライエッチングを以下の観点から比較していきます。

  • パターニングの特徴
  • パターン精度、用途について
  • 生産性、導入、運用について

パターニングの特徴

ウエットエッチング ドライエッチング
パターニングの特徴 等方性

異方性

基板へのダメージ 基板へのダメージが少ない 基板がダメージを受ける場合がある

ウエットエッチングのパターニング

等方性のエッチングが基本ですが、条件次第では異方性も可能です。

等方性エッチングではレジストの下が加工されるアンダーカットという現象がおき、微細なパターンの形成は困難になります。
ただし、エッチング液に添加剤を配合するなどの工夫により、異方性エッチングが可能になる場合もあります。
ウエットエッチングでは、ドライエッチングのようにプラズマなどを使用しません。そのため、基板へのダメージが比較的少ない点もメリットです。

ドライエッチングのパターニング

ドライエッチングでは、装置内に形成された電位差により、ガス中のイオンが基板に向かって垂直に加速されます。

そのため、異方性エッチングとなるのが一般的です。異方性エッチングでは、レジストのパターンが忠実に基板に転写されるため、微細なパターンを形成できます。

ドライエッチングではプラズマを使用します。このプラズマにより基板がダメージを受けるケースもあるので、注意が必要です

パターン精度、用途について

  ウエットエッチング ドライエッチング
精度 ミクロンレベル ナノレベル
用途 プリント基板やFPCなど 半導体回路の製造

ウエットエッチングのパターン精度・用途

プリント基板やFPCなどに使用される、ミクロンオーダーの厚い金属膜のパターニングに向いています。また、部品を低コストで製造したい場合や大量生産したい場合にも、ウエットエッチングが最適です。

ドライエッチングのパターン精度・用途

ドライエッチングは、ウエットエッチングでは形成できない精密なパターンをつくりたい場合に使用されます。半導体回路は微細化が進んでおり、現在ではその9割以上がドライエッチングで形成されています。

生産性、導入、運用について

  ウエットエッチング ドライエッチング
時間当たりの処理能力 高い 低い
導入や使用にかかるコスト 低い 高い
その他の特徴 薬液の制御が難しい、廃液処理が必要 ガスの制御が容易

NISSHAはロールtoロールのウエットエッチング加工を扱っています

NISSHAのフォトエッチングプロセス

薄膜のパターン形成(Line/Space =10/10µm)

両面へのフォトエッチングのイメージ

NISSHAは、ウエットエッチングによるフィルム基材へのパターニング加工を行っています。

NISSHAの保有技術

  • ロールtoロールによる大量生産
  • 加工精度10μmまでの精密加工
  • 大面積へのウエットエッチング加工(最大500mm×1,000mm)
  • 両面パターニング

各種フィルムデバイスの製造において、NISSHAのロールtoロールによるウエットエッチングプロセスを活用すれば、高精密なパーツの量産が可能となります。さまざまな加工ニーズにお応えできますので、お問い合わせフォームよりお気軽にご相談ください。

関連記事

温度センサーのカスタム生産に対応するNISSHAの薄膜金属加工技術
近年、さまざまな分野で温度センサーの必要性が高まっています。 例えば、燃料電池自動車に搭載されている ... もっと見る

温度センサーのカスタム生産に対応するNISSHAの薄膜金属加工技術

こんなことも可能!フォトレジストで製造できる微細な構造体をご紹介
フォトリソグラフィは、光(主に紫外線)を使用して基板上のCu薄膜などにパターンを形成する技術です。パ ... もっと見る

こんなことも可能!フォトレジストで製造できる微細な構造体をご紹介

NISSHAのフィルムデバイス加工技術で実現する高い加工精度
フィルム基材の上にセンサーなどの電子部品を形成したフィルムデバイスは、現在多くの製品に採用されていま ... もっと見る

NISSHAのフィルムデバイス加工技術で実現する高い加工精度

電子部品製造で活躍するスクリーン印刷について解説
古くから文字や模様の印刷を行う際に使われてきたスクリーン印刷の技術は、エレクトロニクス分野でも活用が ... もっと見る

電子部品製造で活躍するスクリーン印刷について解説

製造技術
フィルムデバイス生産で活躍するフォトエッチング加工の基礎知識
エッチング加工の基礎 エッチング加工は、液体やガス状の薬品により素材表面を腐食させて目的の形状を形成 ... もっと見る

フィルムデバイス生産で活躍するフォトエッチング加工の基礎知識

フィルムデバイスの基材となるベースフィルムの種類と特長
Contents1 ベースフィルムの役割2 ベースフィルムの種類と特長2.1 PET2.2 PC2 ... もっと見る

フィルムデバイスの基材となるベースフィルムの種類と特長

フィルムデバイスの量産技術 NISSHAのロール to ロール技術を紹介
Web検索からこの記事にたどり着かれた皆さんは「ロールtoロール」という言葉を既にご存知の方も多いで ... もっと見る

フィルムデバイスの量産技術 NISSHAのロール to ロール技術を紹介

光と電気を通す透明導電膜
Contents1 透明導電膜とは2 透明導電膜の種類2.1 〇  AgNW ( 銀ナノワイヤ )2 ... もっと見る

光と電気を通す透明導電膜

どのように選ぶ? フィルムデバイスの加工方法 
Contents1 フィルムデバイス加工技術の基礎2 パターニング エッチングプロセス、スクリーン印 ... もっと見る

どのように選ぶ? フィルムデバイスの加工方法 

NISSHAのOEM・受託開発
Contents1 お客さまの期待に応えるNISSHAのOEM・受託開発2 優れた品質と高い付加価値 ... もっと見る

NISSHAのOEM・受託開発

見積り依頼/技術に関する相談

フィルムディバイス開発や量産におけるご相談はお気軽にご連絡ください

CLICK