Безопасный общедоступный состав для травления меди

[a5021]

а, что касается карбамида, то он, помимо бокового потрава, способен предотвращать некоторые неприятные побочные реакции в этой системе. возможно, что это полезная добавка

а в какой пропорции его стоит добавлять?

[Murlock]

этот вопрос нужно исследовать отдельно. карбамид является слабым основанием и сильно портить дело не должен, однако, он склонен к гидролизу с образованием аммиака. этот процесс не быстрый, но часть лимонной кислоты будет потеряна. если Вам не лень, попробуйте разные соотношения. потом расскажите.

[a5021]

Если честно, то я уже успел забыть о намерении добавлять карбамид к травильному раствору, но вы очень удачно подняли тему и напомнили. Завтра буду на даче, прихвачу пару горстей мочевины. Тогда может и будет чего рассказать.

Пошел искать в интернетах, как добавлять карбамид, наткнулся на любопытный советский патент № 597739 от 1978. Хоть он и ничего не говорит о пропорциях, в которых нужно добавлять карбамид, но целиком относится к улучшению технологии травления плат. Не знаю, может в семидесятых годах прошлого столетия мысль заменить в кислотно-перекисном травителе перекись водорода на гидроперит и была невероятным технологическим прорывом, нуждающимся в патентовании, но нынче это выглядит как-то уж совсем обыденно. Однако, кое что ценное в этом патенте все-таки есть. Речь идет о точной рецептуре и свойствах травителя в зависимости от концентрации различных компонентов. Так авторы патента утверждают, что состав "соляная кислота 50г/л + Трилон Б 0.5г/л + гидроперит (монопероксигидрат карбамида) 350г/л" травит медь в шесть раз быстрее хлорного железа и имеет меньший в семь раз боковой подтрав.

[Orion33]

Cu+ бесцветный и в растворе не существует.

Cu2+ тоже бесцветен. чтобы убедиться - прокалите медный купорос. получится совершенно белое вещество. все окрашенные соли меди - комплексные соединения.

Хм.

Медный купорос - безводное вещество бесцветное, непрозрачное, очень гигроскопичное. Кристаллогидраты — прозрачные негигроскопичные кристаллы различных оттенков синего

Ко́мплексные соединения — частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому)

Кристаллогидраты — кристаллы, содержащие молекулы воды и образующиеся, если в кристаллической решётке катионы образуют более прочную связь с молекулами воды, чем связь между катионами и анионами в кристалле безводной соли.

Медный купорос - это комплексное соединение? Сомневаюсь, что анион хлора или SО4 правильно называть комплексообразователем.
После прокаливании вещества вода из него испаряется, поэтому, как и написано, безводное вещество бесцветно. Ионы получаются в процессе электролитической диссоциации в растворе воды или в кристаллогидратах, поэтому как-то странно говорить о "бесцветности иона после прокаливания".

а крепкий раствор CuCl2 - ярко зелёный потому, что помимо аквакомплексов меди там еще есть хлоридные и аквахлоридные. в школах такому не учат. Вам следует убавить менторский тон.

Ну так просвети нас, дипломированный специалист кафедры химии БГУ

[Murlock]

Медный купорос - это комплексное соединение?

вотЪ

[Orion33]

Тогда получается, что в растворе солей меди присутствуют аквакомплексы, верно?

Все аквакатионы, за исключением тех, которые образованы щелочными и щелочноземельными элементами, а также таллием(I), серебром(I) и т.п., являются катионными кислотами, в водном растворе подвергаются протолизу и создают кислотную среду (рН < 7)

Если я правильно помню курс химии очень средней школы, то:
1) Лакмусовая бумажка в кислой среде краснеет,
2) Медь - это не щелочной и не щелочноземельный металл, а также не таллий и не серебро.

Следовательно, при погружении в р-р медного купороса, например, индикатор должен показать кислую среду. Однако этого не происходит. Почему?

[Murlock]

происходит. лакмусовая бумажка - слишком грубый инструмент. примените рН-метр, и будет Вам счастье.

[Dwit]

Хренотень редчайшая эта перекись водорода с лимонной кислотой
Два раза пробовал, и грел, и болтал, в итоге лежит по 2 часа, еле-еле вяло чуть стравливается, и в результате только тонер отпадает

[a5021]

Никакая не хренотень -- готовить не умеете. Греть ее вообще противопоказано, т.к. при нагреве перекись распадается раньше, чем оканчивается травление. Про свои опыты травления этим составом я рассказывал в другой ветке, т.ч. если делать все правильно, то результаты могут быть вполне приличные.

[panksnet]

Пошел искать в интернетах, как добавлять карбамид, наткнулся на любопытный советский патент № 597739 от 1978.

Советские патенты это кладезь мудрости. Я второй месяц пользуюсь рецептом из советского патента № 1239371 1979 года, авторы которого утверждают, что в их растворе бокового подтравливания нет вообще. Правда, они никак не объясняют механизм. Рецепт простой:
1. Аммоний надсернокислый (персульфат аммония) 350 г/л
2. Сульфосалициловая кислота 55 г/л
3. Марганцовокислый калий 0.5 г/л
4. Глицерин 3 г/л
Собственно, незамысловатостью ингредиентов он меня и привлек. Давно хотел попросить прокомментировать состав квалифицированного химика... может быть, уважаемый Murlock захочет это сделать? Согласно авторам, именно глицерин с марганцовкой придают раствору его волшебные свойства. Но как? Я старался точно следовать патенту (весы, дистиллированная вода, предписанный порядок растворения, указанная температура применения 40-45 C). У меня время травления 18 мкм фольги в свежем растворе 3мин 30 сек. Больше мне понравился вдвое разбавленный р-р, для которого время травления 8 минут. В обоих случаях стравливание фольги равномерное, мягкое. Газовыделения, брызг и запахов не наблюдал. К сожалению, степень подтравливания измерить не смог, оно маскируется у меня другими факторами. По смутным ощущениям, подтравливание самое обычное, отнюдь не нулевое, но здесь могу ошибаться.

[Dwit]

на ~150г перикиси / 50г лимонной кислоты и ~пол столовой ложки соли. Быстрее тонер сползает, чем медь

[деВЯтина]

Странно... Тонер нерастворим в воде. Вернее - очень скверно растворим, где можно принять, что нерастворим.
На сто миллилитров тёплой воды семь полутораграммовых таблеток гидроперита (или пергидроля), тридцать грамм лимонной кислоты, и пять грамм соли.
Максимум полчаса - прошу к столу. С паяльником.

[a5021]

2. Сульфосалициловая кислота 55 г/л
[...]
Собственно, незамысловатостью ингредиентов он меня и привлек.

Спасибо, что поделились. Я нахожу результаты использования такого состава весьма интересными. Правда, насчет "незамысловатости" возникают вопросы. В частности, не совсем понятно, где незамысловато брать эту сульфосалициловую кислоту, да и с марганцовкой по нынешним временам могут возникнуть трудности. Доступность компонентов, в этом смысле, оказывается под вопросом.

Описанный в патенте способ смешения компонентов наталкивает на мысль, что они, помимо растворения меди, могут взаимодействовать между собой и с хранением готового раствора, в отличие от чисто персульфатного, окажется все не просто. На основе собственного опыта вы можете это как-то прокомментировать?

На сто миллилитров тёплой воды семь полутораграммовых таблеток гидроперита (или пергидроля), тридцать грамм лимонной кислоты, и пять грамм соли.

Какие-то объемы у всех сумасшедшие. Сто миллилитров -- это для травления медной поверхности 10x10см, толщиной 35мкм. Так как текстолит сейчас в основном идет с фольгой 18мкм, площадь увеличивается вдвое, а учитывая, что стравливается не вся медь, а только ее часть, то в зависимости от характера рисунка, размеры платы могут увеличиваться еще в несколько раз. Я почему-то испытываю сильные сомнения, что все делают платы размером никак не меньше стандартного листа А4. Если платы все-таки меньше, то возникает законное подозрение насчет неоправданного перерасхода компонентов раствора. Эти мысли у меня возникают потому, что я обычно готовлю 20-30мл раствора, которых хватает с лихвой на травление всех моих плат. Главное, чтобы раствор полностью покрывал плату, а там никуда не денется, вытравит, как миленький.

[деВЯтина]

А чёрт его знает, я даже и не задумывался с`экономить... Лимонка десять рублей за восемьдесят грамм, гидроперит тридцать пять рублей за восемь таблеток, соль и вода вообще сложновато поддаются подсчёту. Но я подсчитал!
Лимонная кислота 30 грамм - 3,75 р.
Гидроперит 7 таблеток 1,5 гр - 30,63 р.
Вода из крана 100 мЛ - 0,003 р.
Соль поваренная 5 грамм - 0,05 р.
Итого - 34,44 рубля.

[El-Eng]

... я обычно готовлю 20-30мл раствора, которых хватает с лихвой на травление всех моих плат. Главное, чтобы раствор полностью покрывал плату...

Можно и чтобы не покрывал, если плату постоянно протирать силиконовой пекарской кисточкой (типа такой). Рекомендую.

[panksnet]

не совсем понятно, где незамысловато брать эту сульфосалициловую кислоту, да и с марганцовкой по нынешним временам могут возникнуть трудности. Доступность компонентов, в этом смысле, оказывается под вопросом.

Я встречал эту кислоту в разных конторах. Сам купил 1 кг за ~ 400 руб. в некоей оптово-розничной химической лавке в Мытищах, причем в выходной день (могу дать координаты в личке, т.к. здесь, наверное, нельзя). Марганцовка из ближайшей аптеки - пузырек 3 грамма за 40 руб. Ее надо очень мало. Понимаю, что в других местах ситуация может быть иной. Насчет кислоты есть подозрение, что, как и в травителе на базе перекиси водорода, она может быть иной, например, серной. Но тут опять нужна консультация химика...

Описанный в патенте способ смешения компонентов наталкивает на мысль, что они, помимо растворения меди, могут взаимодействовать между собой и с хранением готового раствора, в отличие от чисто персульфатного, окажется все не просто. На основе собственного опыта вы можете это как-то прокомментировать?

Я пока разводил только порциями по 100 мл и не хранил готовый р-р больше нескольких часов. Правда, и за это время он, случалось, приходил в негодность из-за банального выпаривания, т.к. кюветка постоянно подогревалась до ~ 45 С. Выпадал кристаллический осадок, а оставшаяся жижа переставала травить. Когда я перешел на уменьшенную вдвое концентрацию, эти явления исчезли. Разбавленный раствор хранил до 3х дней без заметных последствий, дольше просто не приходилось.

[аясн]

Раствор - 100 мл аптечной 3% перекиси водорода, 40 г лимонной кислоты и 10 г поваренной соли, температура 35-25 гр.
Результат - протравленные дорожки через фоторезист. Делал еще и плату покрупнее ЛУТом - с ней все в порядке.
Как с этим бороться?
И еще пара вопросов:
- как можно повысить скорость до минут десяти?
- по ощущениям (когда плата лежит на дне кюветы, но регулярно бултыхается), неравномерная скорость травления снизу и сверху - это так или я ошибаюсь?
Для сравнения та же платка после персульфата аммония (к сожалению забыл сфоткать до лужения).

[serg_svd]

Вчера первый раз попробовал травить перекисью с лимонкой. Результат не ахти.
Травилась плата целый час. Раствор не нагревался и был комнатной температуры. Рецепт как в статье, не отступал (100 мл перекиси 3%, 30 г лимонной кислоты, 5 г соль).
Положил плату медью вверх. Через какое-то время медь немного потемнела, на ней образовались пузырьки. Реакция остановилась.
Перевернул медью вниз. Медь стала блестящей, но опять же образовавшиеся пузырьки прекратили доступ раствору.
В итоге приходилось периодически вынимать плату.
Пересмотрел еще раз тему, но похожих вопросов не нашел.
Поэтому задаю детские вопросы
1. Какой стороной класть плату в раствор? Медью вверх или вниз?
2. Какую соль лучше брать? Каменную или экстра? В плане химической чистоты
3. Как визуально определить что мало перекиси? Просто по скорости травления?

Тут автор писал, что выделение газа плохо. У меня получается выделялся. Как быть?

[a5021]

Газ выделяться будет по любому. Я травлю медью кверху. При нормальном процессе медь должна быть чуть-чуть красноватой, но не темной и не блестящей. Соль обычная, крупная. По вашему описанию выходит, что какой-то из компонентов у вас не работает.

[Chettuser]

А как избавляетесь от пузырей? Как я понял, они - главный враг процесса, пока не смахнёшь, дальше травиться не будет.