Главная » 2019 » Ноябрь » 3 » Как травить платы?
15:34
Как травить платы?

---------------------------------------------------------------
     Химия и жизнь, N7 1990 г. с76-77.
---------------------------------------------------------------


     В потоке читательских писем,приходящих в  редакцию "Химии ижизни", не
последнее место  занимают  вопросы радиолюбителей  о  способах химического
травления  медненых  плат. Какими  растворами   травить? Какие  химические
процессы при этом протекают?  Как  получить или чем  заменить те  или иные
реактивы? Попытаемся  ответить  на эти и другие вопросы  читателей  в одной
заметке.

     В непромышленных  условиях  в качестве травителя для плат наибольшее
распространение получил раствор хлорного железа. Эта  соль в водном растворе
окисляет медь
:

     FeCl3+Cu => FeCl2+CuCl,

     а затем и образовавшийся хлоридодновалентной меди:

     FeCl3+CuCl => FeCl2+CuCl2.

     В свою очередь хлорид двухвалентноймеди взаимодействует с металлом:

     CuCl2+Cu => 2CuCl.

     Концентрация используемого  раствора 400 г/л, рабочая температура до35
°С. Регенерации использованный раствор не поддается*.

     * Разумеется,  в  химической лаборатории  можно регенерировать  любой
раствор но  расход средств  и времени на такую регенерацию  будет таков, что
дешевлe и проще приготовить свежие растворы

     Травить  можно и  раствором  персульфата  аммония  (200--250  г/л) с
добавлением  концентрированной  серной кислоты  (4--5 мл/л, кислоту лить  в
раствор, а не наоборот!):

     (NH4)2S208+Cu =>(NH4)2S04+CuS04.

     Наилучшие  температуры этой  реакции --  до 50  °С. Для более полного
использования реактива раствор надо подщелочить аммиаком и охладить до 5°С.
При этом выпадают в осадок кристаллы состава

     CuS04*(NH4)2S04-6H20.

     Распространен также раствор наоснове хлорида двухвалентной меди СuCl2.
Как уже сказано, эта соль  тоже способнаокислять медь.  Получающийся хлорид
одновалентной меди  CuCl  нерастворим в  воде, поэтому в раствордобавляют,
например,  хлорид  аммония в количестве  145--150  г/л или  хлорид  натрия
(160--165 г/л), с которыми  CuCl образуетхорошо растворимые соли с не очень
устойчивым  комплексным анионом[СuCl2]<sup>[-]</sup>. Исходная концентрация
CuCI2  100--150  г/л, рабочая температура 45--50 °С. Существенно, что  100
граммам CuCl2 эквивалентна смесь 185  г медного купороса  CuS04*5H20 и 85 г
поваренной соли. Эти компоненты (не забудьте про хлорид меди дляобразования
комплекса!)  растворяют  в горячей (около 80 °С) воде. Сразу послеостывания
раствор готов к применению.
     Медно-хлоридный раствор обладает ещеи тем преимуществом, что его можно
регенерировать.   Для   этого 1/7  часть  отработанного раствора  сливают,
оставшуюся  часть  подкисляют концентрированной  соляной  кислотой (20--25
мл/л), добавляют разбавленный 1:6 пергидроль* (110--115 мл/л) иперемешивают
раствор воздухом (например, с  помощьюмикрокомпрессора)  20--30 минут.  При
этом происходит реакция:

     2CuCl+H202+2HCl =>2CuCl2+2H20.

     * Пергидроль водорода - это 30 %-ныйраствор пероксида.

     В заводских условиях  применяют  смесь соляной кислоты  и  30 %-ного
пероксида  водорода в  соотношении 1:3. После  использования  этот раствор
практически  не  отличается по составу  от отработанного  медно-хлоридного.
Однако  дома копировать этот процесс несоветуем. Такая смесь очень опасна в
обращении  --  при попадании ее  на  открытые участки тела неизбежен ожог,
поэтому с раствором такого состава работать можно только в очках ирезиновых
перчатках,  под вытяжкой.  В домашней лаборатории  намного безопаснеесмесь
концентрированной соляной кислоты, пергидроля и воды  всоотношении  1:1:3.
Сначала растворяют в воде пероксид, затем кислоту.
     Известен и такой рецепт: в 1 лхолодной воды растворяют 20--25 таблеток
гидроперита  (твердое  соединение пероксида  водорода с  мочевиной состава
(NH2)2<I>CO</I>*H202), затем  осторожно добавляют 100 млконцентрированной  серной
кислоты. Растворы такого рода -- самые "быстрые".
     Для сведения: в  промышленномпроизводстве  печатных плат  чаще всего
применяют щелочной раствор солей меди, содержащий 65--110  г/л хлорида меди
(II), 100--150 г/л хлорида аммония, 20--30 г/л  карбоната аммония,400--500
мл/л 25 %-ного  раствора аммиака.  Температура при  травлении 45--  50 °С.
Реакция в этом случае такова:

     Сu(NH3)4Сl2+Сu=2Сu(NН3)2Сl.

     Отработанный  раствор легко  регенерируется  при продувании   в  него
воздуха:

     4Cu (NH3)2Cl+02+4NH4Cl+4NH40H =>4Cu (NH3)4Сl2+6Н20.

     Вместо аммиачного медно-хлоридногораствора  иногда применяютаммиачный
медно-сульфатный  раствор следующегосостава:  медный купорос  170--190 г/л,
сульфат  аммония  150--170 г/л,  водный  аммиак 400--  500  мл/л. Рабочая
температура  также 45--50  °С, но травление меди  в этом  случае  протекает
медленнее.
     Несколько  слов о реактивах.  Раствор  хлорного железа можно получить,
например, так: 10 %-ной соляной кислотой заливают в открытом сосудежелезные
опилки (1  объем на  25 объемов кислоты)  и  оставляют на  несколько  дней
(осторожно,  при  этом выделяется  взрывоопасный  водород!). Когда раствор
приобретет желто-бурый  цвет, он готов кработе. Два способа  получения этой
соли из доступных веществ  уже былиописаны в "Химии  и жизни"(1985, No 10,
с.  81--82).  Остальные вещества придется покупать, доставать  --  словом,
кустарным способом их не синтезируешь.
     Персульфат аммония входит в составфотографического ослабителя, поэтому
его иногда можно купить  вфотомагазинах.  Медный купорос бывает вмагазинах
для  садоводов,  пероксид водорода  --  в  аптеках,  хлорид  натрия --  в
продовольственных магазинах.
     Предположим,   у вас  есть  все необходимые  реактивы.  Какой способ
травления   предпочесть?  Для удобства  сравнения  основные характеристики
растворов сведены в таблицу.

     Растворы
     Максималь-ная скоростьтравления,
     Емкость по меди, г/л*
     Боковое подтравливание,
     мкм



     мкм/мин





     железно-хлоридный
     35
     75 105
     40--66

     персульфатный
     25
     35
     50--80

     медно-хлоридный
     15
     10--20
     40 60

     аммиачный медно-







     хлоридный
     20 25
     60--80
     20--30




     * Предельно возможное увеличениесодержания меди в растворе за  счетее
вытравливания с платы.

     Помимо  этих цифр, советуем принять во внимание и то, что при промывке
плат  после  их травления  хлоридом  железа (III)  остатки раствора  легко
гидролизуются с образованием труднорастворимых основных солей. Кроме того,
материал  основы способен  адсорбировать ионы Fe<sup>[3+]</sup>, что может
ухудшать  его  изолирующие свойства.  А вот растворы на  основе солей меди
смываются без осложнений. Не проливайте раствор FеСl3: очень нелегкоудалить
его  яркие  ржавые пятна  с одежды,  стен и эмалевого  покрытия  ванны. У
персульфатного  раствора  также есть   недостаток:  неравномерный характер
вытравливания.  Работать  с аммиачными растворами  можно только на  открытом
воздухе или под тягой, что не слишком удобно.
     Некоторые  составы мы  не  станем рекомендовать  для работы в домашних
условиях, сообщим же о них только  дляполноты картины. Например, существуют
травильные растворы  на основехлоритов  (эти соли взрывоопасны),на  основе
хромового ангидрида  (он ядовит,  да, впрочем, и взять его негде), наоснове
других, еще более редких веществ.
     И  последнее.   Для   нанесения  рисунка    пользуйтесь    покрытием,
соответствующим  условиям   травления.  В  сильнокислых   растворах  лучше
использовать кислотостойкую  краску(например, НЦ-11), в  слабокислыхвполне
подходит для защиты клей БФ-2. Если раствор будет нагреваться,целесообразно
применить теплостойкую краску.

     С. МАРКИН

     Что читать о травлении плат:

     Ильин   В.  А.    Технология   изготовления    печатных   плат.   Л.,
"Машиностроение", 1984.
     Верховцев О.  Г., Лютов К. П. Практические советымастеру-любителю. Л.,
Энерго-атомиздат, 1987.
   Просмотров: 93

Меню сайта



Поиск

Календарь

«  Ноябрь 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930

Реклама

Друзья сайта

Параметры

 
 

Статистика

TOPlist TOPlist
Copyright 2009 | Каталог   Хостинг от uCoz |

Free counters