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深入分析濕蝕刻與乾蝕刻的商業應用

作者: 鄧耀祖
發表於:2025-04-14

組件加工中濕蝕刻半導體(帶底切)和乾蝕刻(垂直輪廓)的比較圖

濕蝕刻與乾蝕刻的特徵圖 

濕式蝕刻和乾蝕刻是製造航空航太、電子、MEMS(微機電系統)和半導體等產業零件的潛在方法。 

與 EDM 類似,濕蝕刻和乾蝕刻都是減材方法。然而,由於它們各有優缺點,因此選擇使用哪一種零件非常重要。 

濕蝕刻使用蝕刻劑或液體化學品去除材料。它涉及幾種化學反應,最終形成零件所需的形狀。乾蝕刻蝕刻劑氣體用於去除材料。可以使用化學束或粒子束,或兩者的混合。 

在濕蝕刻和乾蝕刻之間進行選擇並不容易,因為每種蝕刻方法都具有複雜性和良好的特性。這就是為什麼 普羅林科技 就在這裡。我們擁有先進的機械加工專業知識,可達到最佳效果。 

我們的工程師在這些以及許多其他流程方面經驗豐富。加上我們最先進的機器,您就擁有了針對不同行業的濕蝕刻和乾蝕刻零件的最佳設定。 

 

蝕刻概述  

蝕刻是一種基於物理或化學相互作用的材料去除技術,如乾蝕刻與濕蝕刻。透過光刻,材料的某些部分可以免於材料去除。材料去除過程完成後,就會產生圖案。 

蝕刻在金屬板上的複雜幾何圖案

蝕刻金屬板 

ProleanTech 在涉及多種材料的蝕刻方面擁有豐富的經驗。根據專案要求,我們可以蝕刻標準厚度的材料和薄膜。 

蝕刻定義正確地暗示了蝕刻處理具有許多優點 - 多功能性、成本效益、損失成本工具、快速週轉、可重複性等等。由於涉及化學品,該過程還需要考慮許多其他因素,其中安全性是關鍵因素。 

您可以在 電火花加工完整指南其中強調了使用安全設備、了解機器的工作原理以及設備的整體安全操作等安全因素。 

根據使用者零件要求,可以考慮不同的蝕刻方法。出現了兩個主要類別:乾蝕刻與濕蝕刻。 

我們將在下一節中詳細討論這些過程。 

主要的觀察結果是這些過程是非物理的,因此它們不會使基板承受機械應力。正如 EDM 製程概述,EDM 是一種非傳統的加工工藝,在這方面我們可以將其比作蝕刻。 

 

什麼是濕蝕刻及其零件變化? 

濕蝕刻使用化學液體(酸性或鹼性)從基板上去除不需要的材料。該化學物質的另一個名稱是蝕刻劑。濕式蝕刻是一種簡單的工藝,只需要簡單的設備,其特點是材料侵蝕。 

基材浸入化學液體中,因此假設侵蝕會在各個方向上均勻發生。這種腐蝕稱為各向同性腐蝕。 

相反,存在各向異性蝕刻,它不會在下方產生侵蝕。它透過控制蝕刻劑-基材反應來實現這一點。

透過濕蝕刻在面板上形成的方形圖案

濕蝕刻 

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更多關於濕蝕刻類型以優化零件品質的信息

濕式蝕刻主要有兩種類型,即各向同性蝕刻和各向異性蝕刻。我們上面已經簡單談到了這些過程。 

各向同性蝕刻

各向同性蝕刻的示意圖,顯示了組件中的凹槽

各向同性蝕刻

各向同性一詞源自希臘語“iso”和“tropos”,分別表示“相等”和“轉彎”。因此,各向同性蝕刻的特徵是向各個方向去除材料。 

 

各向異性蝕刻

各向異性蝕刻的示意圖,顯示垂直輪廓

各向異性蝕刻

各向異性蝕刻不同於各向同性蝕刻,因為它根據方向以獨特的強度進行蝕刻。 

 

濕蝕刻的商業優勢:成本效益、簡單性和速度 

濕蝕刻的主要優點如下:

蝕刻機易於設置

與乾蝕刻相比,濕蝕刻方法簡單。其可控變數較少;因此,設定起來很容易,而且只需很短的時間。 

濕蝕刻設備主要零件示意圖

濕蝕刻裝置

這是一種經濟有效的蝕刻方法

由於機器設定簡單,整個蝕刻處理也不複雜,這意味著該過程的成本較低。 

濕蝕刻速度很快 

與乾蝕刻相比,此方法更快。如果零件不複雜且需要量大,這是一個很好的選擇。 

 

什麼是乾蝕刻以及其適用於您的零件的版本?

乾式蝕刻使用高真空等離子體取代濕蝕刻中使用的液體化學品。該氣體在氣體環境中轉化為等離子體,然後用於從基材上去除材料。 

通常,不同類型的乾蝕刻涉及相對昂貴的設備,但精度較高。 

乾蝕刻的類型及其創新意義

乾式蝕刻可分為ICP-RIE蝕刻、離子束蝕刻(IBE)、反應離子蝕刻(RIE)。 

ICP-RIE蝕刻

ICP-RIE 蝕刻是乾蝕刻的高級版本,包含電感耦合等離子體 (ICP) 和反應離子蝕刻 (RIE) 組件。 

ICP 中的等離子體產生基於電磁線圈。對 RIE 來說,基本製程的特點是利用電場控制離子。 

離子束蝕刻(IBE)

在 IBE 中,氬離子形成一束,直接作用於表面以去除材料。這些離子可以攜帶約 3 千電子伏特 (keV) 的能量。 

離子束蝕刻方法的示意圖,顯示了螢幕、加速器和減速器

離子束蝕刻

反應離子蝕刻 (RIE)

然後,還有 RIE,它使用化學反應離子來去除材料。 

反應離子蝕刻法示意圖

反應離子蝕刻 

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乾蝕刻對精密創新零件的優勢 

與濕蝕刻一樣,乾蝕刻也有其優點。我們在這裡概述了其中最突出的一些。 

更高的控制力和精度

乾蝕刻的控制和精度更好。具有這些功能的各向異性蝕刻使該製程非常適合微電子和半導體製造中的蝕刻等精密製程。 

這張圖表顯示了乾蝕刻製程的運作,其中有許多黑色和綠色的小框

半導體晶圓的乾蝕刻

這是一種多功能的方法 

等離子蝕刻用途廣泛,特別是針對不同的材料類型。即使對化學敏感的材料也適用於此方法。因此,它擴大了人們可以處理的項目類型。 

這是一種更清潔的蝕刻工藝 

乾蝕刻製程不需要化學品。這消除了污染風險。 

 

濕蝕刻和乾蝕刻有什麼區別?

就像 線切割與電火花成型加工:主要區別,濕蝕刻和乾蝕刻有其區別,這一事實促使製造商和客戶在決定使用哪一種之前考慮幾個角度。 

ProleanTech 在選擇最佳方法並向客戶提供建議之前,會考慮流程的所有關鍵要素和能力。我們利用多年處理現代複雜機械加工製程的經驗。 

濕蝕刻與乾蝕刻的決策因素包括技術、選擇性、環境影響和表面損壞風險。讓我們透過下表比較這些技術。 

元件  濕蝕刻  乾蝕刻 
它意味著什麼?  用於去除材料的蝕刻劑或液體化學品 真空室內用於去除材料的等離子體/氣體
流程元件  酸和鹼等溶劑 常見氣體有氧氣、六氟化硫和四氟化碳
精度和控制 由於其各向同性的特性,效果不是很好 非常好,因為它主要是各向異性的
選擇性  根據材料和蝕刻劑的不同,差異很大   選擇性高,有利於精確去除材料

下面我們來詳細了解這些元素:

 

過程控制和精度 

乾蝕刻更適合產生詳細圖案,因為它具有更高的控制和精確度。對於垂直牆壁和緊密縱橫比,它是首選技術。由於該方法是各向異性的,因此可以控制它僅在一個方向上去除材料。 

透過乾蝕刻形成的組件中的彎曲凹槽的圖像

精確乾蝕刻零件

從本質上講,濕法蝕刻的精確度和可控性較差。在各個方向上均勻地去除材料意味著實現乾蝕刻的精度具有挑戰性。由於控制不是一流的,因此這種方法更適合精確的圖案。 

蝕刻製程成本 

乾式蝕刻是一種相對複雜的工藝,與濕蝕刻設備相比,其所需的設備更昂貴。乾蝕刻設備的典型部件包括電源、控制系統和真空室。 

對於濕蝕刻技術來說,事情沒有那麼複雜。通常,該裝置的關鍵部件是蝕刻槽。與乾蝕刻裝置相比,此系統的操作和維護成本較低。 

蝕刻過程的速度和效率 

濕蝕刻製程通常比乾蝕刻更快,這讓人想起了 電火花加工與銑削。濕化學品對材料起效很快。這種方法非常適合大量生產模型或大型零件。 

乾蝕刻速度較慢,因為精度和控制至關重要。過程更加複雜,因此製作圖案需要更多時間。對於大批量、細節較少的生產來說,乾蝕刻效率較低。 

何時選擇濕蝕刻或乾蝕刻

專案的具體情況將決定濕蝕刻和乾蝕刻之間最優選的方法。在 ProleanTech,我們根據以下幾點提出了一些建議。

使用濕蝕刻零件

  • 當預算是最重要的因素,並且您需要低成本的選擇時
  • 如果您需要不太複雜但更大的形狀或特徵
  • 適用於矽濕蝕刻和其他與化學蝕刻劑配合良好的材料 
  • 對於較大的部件,這並不 不必太精確

採用乾蝕刻法

  • 如果所需的圖案非常精確,且製程必須嚴格控制
  • 適用於不希望出現底切的垂直蝕刻 
  • 如果被蝕刻的材料對化學敏感 
  • 如果蝕刻處理需要表面清潔

無論您選擇哪種技術,您都可以確保在 ProleanTech 獲得卓越的成果。我們的 電火花加工服務 是您與我們合作所能達到的水平的完美指針。我們能夠提供 0.0001 英吋(2 µm)的公差和低至 4 µm 的表面光潔度。 

要求一個 股份 現在即可獲得針對 PCB、航空航天感測器、手錶、燃油噴射器等的最佳蝕刻服務。 

AnA蝕刻生產的PCB

替代文字:帶有複雜金屬走線和安裝部件的印刷電路板 (PCB) 的特寫圖像

 

結論 

濕蝕刻與乾蝕刻的爭論很激烈,因為這兩種製程對於太陽能、航空航太、半導體和許多其他行業的零件製造至關重要。 

濕蝕刻相對便宜且速度快,而乾蝕刻成本更高,但更易於控制且更精確。您的專案要求將決定理想的技術。 

ProleanTech 將分析所有專案需求並為您選擇最佳方法。我們準備採用最先進的技術來製造您的組件,以確保可靠性和成本效益。 

如果您有興趣進一步了解我們如何進行蝕刻和訂購客製化服務, 聯絡我們 今天!

 

常見問題

濕式蝕刻的目的是什麼?

濕蝕刻的目的是根據微電子、半導體等物品製造中的需要,使用化學溶液從零件(基板)上選擇性地去除材料。  

乾蝕刻比濕蝕刻貴嗎?

是的,由於製程的複雜性、設備的成本以及完成任務所需的更長的時間,乾蝕刻通常比濕蝕刻更昂貴。 

蝕刻用什麼液體?

根據基材的不同,蝕刻液有很多種,包括硝酸(HNO₃)、氫氧化鉀(KOH)、氫氟酸(HF)。 

下列哪些是濕式蝕刻製程的優點?

濕蝕刻製程的優點包括大面積均勻蝕刻、成本效益高、製程速度快等。 

濕蝕刻和 Rie 有什麼區別?

不同之處在於濕蝕刻使用液體化學品從基板上蝕刻或去除材料,而 RIE 使用真空室和等離子體去除材料。 

蝕刻仍然流行嗎?

是的,蝕刻仍然是半導體和微電子等不同行業中流行的製造方法。 

如何辨別蝕刻畫是否為原創?

您可以透過版痕、紙張品質和油墨質地來確定蝕刻畫的真偽。您可以檢查工業蝕刻的尺寸精度、材料特性和品質控製文件。 

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