Форум РадиоКот

Если я правильно понимаю, Трилон он для предотвращения выпадения осадка используется. Когда так, то на основные характеристики раствора оно почти не действует и является вспомогательным веществом, что точная его доля в общем составе не столь принципиальна.

Ruzik писал(а):... у нас в растворе тиомочевина - это совсем другой реактив. Используется она для химического лужения.

Видел несколько патентов, советских и американских, где в качестве добавки для уменьшения бокового подтравливания в травители на основе хлорного железа и перекиси+солянка (там, где в качестве промежуточного продукта образуется хлорид одновалентной меди) как раз рекомендуют добавлять от 1 до 10 г/л тиомочевины (тиокарбамида). Вчера попробовал добавить тиомочевину (8 г/л) в травитель персульфат аммония (200 г/л) плюс поваренная соль (100 г/л). В процессе травления плата непрерывно протиралась силиконовой пекарской кистью (классная, кстати, вещь). Впечатления - двоякие. С одной стороны - травит заметно медленнее, похоже, что без кисти вообще устанешь ждать, с другой - травит заметно равномернее и, визуально, с заметно меньшим боковым подтравливанием - сохранились все мелкие детали (они, правда, не такие уж и мелкие ~0.2 мм), а если смотреть сбоку - видны торцы дорожек.

В тех материалах, что мне попадались, речь шла именно о карбамиде, а не тиокарбамиде, как веществе для уменьшения бокового подтрава. Опять же, в вышепроцитированном патенте говорится о пероксигидрате карбамида. С учетом, что карбамид и тиокарбамид -- разные химические соединения (хотя и похожие), сокращение тиокарбамида в авторском свидетельстве до карбамида представляется вещью совершенно невозможной.

В моем случае, когда я планирую добавлять карбамид в травильный раствор на основе лимонной кислоты, несколько смущает упоминание направленности воздействия карбамида против хлорида меди. Если основной эффект именно в этом, то для составов на основе лимонки, карбамид может оказаться совершенно бесполезным. Там хлорид меди не образуется, насколько я понимаю.

На форуме химиков обнаружилось мнение, что Трилон Б будет травить медь в смеси с перекисью вообще без присутствия какой-либо кислоты. В конторе торгующей химреактивами я купил сегодня Трилон за 75 руб за 100гр. фасовку. Как-то мне вспоминается, что хлорное железо в магазине радиодеталей стоит дороже. Мож и путаю что-то, но получается, что состав на основе Трилона может оказаться и экономически эффективным. Если он, конечно, вообще работает.

Вот насчет сравнения результатов травления я полон скепсиса. Речь идет об объективности. Иной раз на одинаковых составах травителя результаты получаются сильно отличающимися. Отличить в таких условиях, где положительный эффект, а где случайность, задачей представляется весьма сложной.

a5021 писал(а):С учетом, что карбамид и тиокарбамид -- разные химические соединения (хотя и похожие), сокращение тиокарбамида в авторском свидетельстве до карбамида представляется вещью совершенно невозможной.

В тех патентах, что видел я, речь шла именно о тиокарбамиде (тиомочевина, thiourea).

a5021 писал(а):Там хлорид меди не образуется, насколько я понимаю.

Образуется. Об этом говорит и Murlock в своей статье (где про перекись с солянкой). С лимонной кислотой механизм, скорее всего, похожий. Вряд ли медь сразу идет в комплекс.

a5021 писал(а):Отличить в таких условиях, где положительный эффект, а где случайность, задачей представляется весьма сложной.

Нужно будет продолжить эксперименты. Но мне результат, в целом, понравился. Кроме всего, показалось, что раствор меньше газит. Нужно будет в следующий раз положить поменьше тиомочевины (я и собирался положить поменьше, да рука дрогнула ).

El-Eng писал(а):Образуется. Об этом говорит и Murlock в своей статье (где про перекись с солянкой). С лимонной кислотой механизм, скорее всего, похожий. Вряд ли медь сразу идет в комплекс.

Нету хлора в растворе. Поваренная соль является катализатором и в реакциях не участвует. Медь с лимонной кислотой образует цитрат меди, причем в нескольких разновидностях (не знаю, как химически правильно это назвать). Если только эти "разновидности" могут иметь такое же воздействие, как хлорид одновалентной меди в растворах с солянкой, то карбамид может сработать. Murlock откомментировал мое желание добавлять карбамид одобрительно, сказав, что карбамид влияет не только на подтрав, но и способствует замедлению некоторых нежелательных реакций.

Нужно будет в следующий раз положить поменьше тиомочевины (я и собирался положить поменьше, да рука дрогнула ).

В соответствии с данными той таблицы из патента, что я ранее выкладывал, уменьшение доли карбамида ускоряет травление, но и подтрав увеличивает.

a5021 писал(а):Нету хлора в растворе. Поваренная соль является катализатором и в реакциях не участвует.

Думаю, что участвует, просто не расходуется. Соль ради хлора и добавляется. В растворе вместе с перекисью присутствуют ионы водорода и хлора, как и в растворе перекиси с солянкой. Скорее всего, сначала образуется хлорид меди а дальше растворенная медь уходит в комплекс.

a5021 писал(а):... уменьшение доли карбамида ускоряет травление, но и подтрав увеличивает.

Нужно найти оптимум.

Поприставал я тут к гуглу на предмет взаимодействия карбамида и меди. Выяснилось, что свойства карбамида образовывать комплексы с медью хорошо известны и даже используются в промышленности. Так в горнорудном деле карбамид добавляют к серной кислоте при выщелачивании определенных видов медных руд и рудных отходов. Серная кислота и в чистом виде годится для такого выщелачивания, но с добавлением карбамида (оно так и называется -- карбамидно-сернокислая вытяжка) извлекаемость соединений меди из руды ощутимо возрастает. Такая информация меня существенно приободряет, т.к. налицо взаимодействие карбамида с медью не только в виде хлоридов, что позволяет осторожно надеяться на полезное комплексообразование и в растворах с лимонной кислотой.

кстати. сегодня убедился, что чем сложнее плата - тем серьезнее нужно относиться к технологии. скажем, те платы что я делал раньне - были с достаточно толстыми проводниками и большими расстояниями. сегодня понадобилось сделать гораздо более мелкую плату - и таки старая и казалось бы отлаженная фоторезистивная технология дала сбой - пришлось отодвигать лампу (в два раза дальше) и увеличивать время засветки (в три раза). после этого получилось отлично.

а хотел уже ЛУТ вспоминать, благо ламинатор появился...

Я все-таки настороженно отношусь к идее применения ламинатора в ЛУТе. Не будучи пользователем этого устройства и не имея опыта, тем не менее у меня возникают опасения, что он будет чрезмерно раскатывать тонер.

Будет будет, проверенно и не раз, и не только мной

Попробовал я вчера добавлять карбамид в состав травителя. Полученный результат не сподвиг меня к какому-либо однозначному выводу. Впрочем, обо всем по порядку.

Травитель был составлен "на глазок" (лень было отмеривать и отвешивать точно, да и нечем, по большому счету) и состоял из следующих компонентов: перекись водорода 37% -- 2мл, вода - 22мл, лимонная кислота -- полторы чайных ложки, соль поваренная -- половина чайной ложки, карбамид -- чуть больше половины чайной ложки, Трилон Б - на кончике ножа (натурально). Последний компонент был добавлен лишь потому, что он у меня появился, а в материалах патента, что я приводил здесь раньше, он так же присутствовал в минимальных концентрациях. По большому счету, я просто собезьянничал, не совсем понимая, зачем и сколько его туда нужно добавлять. Руководствовался исключительно соображениями "а вдруг это что-нибудь даст".

Плата размерами 6,5см на 2,5см травилась в шейкере и сам процесс травления занял ~16минут. Уже по времени травления закралось подозрение, что концентрация карбамида была выбрана, скорее всего, не правильно. Добавка карбамида в "правильном" объеме должна была, по идее, увеличить время более существенно, если верить все тем же таблицам из авторского свидетельства и ориентироваться по времени, которое у меня обычно занимает травление.

Травление проходило не самым оптимальным образом, т.к. плата с одного конца стравилась быстрее и какое-то время полоскалась исключительно для увеличения подртрава в этой части, пока дотравливался небольшой "пятак" с противоположного "торца". Тем не менее, обошлось без тяжелых последствий.

После смыва тонера, и разглядывания открывшейся картины через увеличительное стекло, возникло стойкое ощущение, что рисунок выглядит как-то не так. Обычно, в процессе травления раствор довольно активно пробирается под тонер, хоть и не нанося серьезного ущерба, но оставляя мельчайшие красные пятна по всему рисунку, особенно на краях защищенных участков. В данном случае этот эффект, если и наблюдался, то в очень слабо выраженной форме. Цвет меди оказался ровным, не смотря на то, что обычные для ЛУТа вертикальные протравы через тонер никуда не исчезли. Единственно, показалось, что атака травителя на полигоны в этот раз была чуть менее агрессивной.



Состояние кромок рисунка вызывает ощущение, что не смотря на их традиционно бахромистый характер, обусловленный зернистой природой тонера, помноженной на склонность к расплыванию, кромки выглядят менее иссеченно, чем обычно. Выступы и рытвины словно бы выполнены из более гладких кривых, без острых изломов. Здесь нельзя исключать, что сей эффект может быть вызван особенностью растекания тонера в данном конкретном случае, но я посчитал должным все-таки отметить это наблюдение.



Подводя итог, стоит заметить, что все описанное весьма субъективно. "Ожидание чуда" может привносить свой вклад в оценку результата. Усиливается субъективизм и запросто можно "наоткрывать" то, чего нет и, напротив, проглядеть то, чего избежать не удалось и против чего, собственно, были направлены основные усилия. Зная об этом, я пытаюсь трактовать увиденное с осторожностью, но гарантировать, что совсем нигде не ошибаюсь, понятное дело, не могу. Свое отношение к собственным наблюдениями я бы резюмировал посредством следующей формулировки: "Возможно, что все так, но стоит еще раз проверить".

Попробую в следующий раз существенно увеличить количество добавляемого в раствор карбамида. Возможно, что удастся справится с ситуацией, когда ощущение "то ли было, то ли нет" не позволяет сделать однозначных выводов.

Вдохновившись предыдущим постом, провел свой собственный эксперимент. Исследовалось влияние тиомочевины (именно тиомочевины) на процесс травления меди в растворе, содержащем 200 г/л персульфата аммония и 100 г/л поваренной соли. Было проведено сравнительное травление рисунка на фольгированном текстолите. Рисунок был сделан маркером для печатных плат. Травление производилось без подогрева, перемешивания или вибрации. В процессе травления платы лежали плашмя, момент окончания травления определялся визуально, по стравливанию пробельных участков фольги. Было испытано 4 раствора:
1 - контрольный раствор, персульфат (200 г/л) плюс соль (100 г/л);
2 - контрольный раствор плюс 1 г/л тиомочевины;
3 - контрольный раствор плюс 2 г/л тиомочевины;
4 - контрольный раствор плюс 4 г/л тиомочевины;

Что получилось: время травления для первых двух растворов оказалось одинаковым - 55 мин. Третий раствор протравил чуть быстрее - 52 минуты, а четвертый заметно медленнее - 60 мин., кроме того, выяснилось, что в четвертом случае оказался небольшой недотрав. Интереснее было другое: к концу травления, в первом растворе на плате стали образовываться пузырьки кислорода, которые мешали травлению. Во втором растворе количество пузырьков было существенно меньше, а вот в третьем и четвертом их не было вовсе! Визуально, плата лучше всего протравилась в третьем растворе. К сожалению, мало что могу сказать о боковом подтравливании. Ощущение, что в третьем и четвертом растворе оно меньше всего, но точно сказать затрудняюсь - краска маркера оказалась не очень стойкой к травителю, что исказило результат. По этой же причине не выкладываю фото протравленных плат. Но положительный результат, думаю, имеется: можно заметно улучшить свойства травителя на основе персульфата с поваренной солью, добавив в него тиомочевину, порядка двух граммов на литр раствора.

Интересно, сколько в половине чайной ложки может быть мочевины? Хочется соотнести ваши концентрации и мои.

Про мочевину не скажу, а тиомочевины - около 5 г (специально взвесил).

Тогда у меня концентрация была ощутимо большей, но эффект на грани различимого. Я собираюсь в след. раз существенно увеличивать концентрацию. В таблицах из патента тоже не в единицах грамм на литр гидроперит исчисляли.

PS. Пузырей, кстати, я тоже не припомню при травлении с карбамидом. Надо будет попристальнее посмотреть. Если подтвердится, то можно тоже к положительным эффектам причислить.

a5021 писал(а):Пузырей, кстати, я тоже не припомню при травлении с карбамидом. Надо будет попристальнее посмотреть. Если подтвердится, то можно тоже к положительным эффектам причислить.

Ну, для меня это уже важный плюс. Только ради этого буду добавлять в травитель тиомочевину.

При очередном травлении специально посмотрел, как там дела с пузырением. Выяснилось, что оно таки есть. Во всяком случае, при использовании состава на основе лимонки. Почитывая разное, в одном месте ознакомился с утверждением, что карбамид замедляет распад перекиси в составах с ионами хлора, уж не знаю, насколько это относится к моему случаю. Так или иначе, мне здесь уповать на карбамид особо не приходится.

Страдая от исследовательского зуда, на очередной плате решил сделать дорожки немного тоньше, чем обычно. Шириной менее 0.2мм я обычно старался не злоупотреблять, делая проводники поуже лишь в случаях, чтобы пролезть, где уж совсем тесно. Тут захотелось выяснить, как это будет смотреться на больших длинах. Решив, что стоит начать с ширины в четыре точки, если говорить в терминах разрешения моего принтера, выбрал 0.16934мм. И тут началось!

Первая плата была испорчена еще до травления. При переносе тонера, фольга немного съехала и приутюжилась так, что небольшой уголок рисунка оказался за пределами заготовки. Можно было смыть и перекатать по новой, но решил использовать в тренировочных целях. Очень хотелось посмотреть, что будет, если "бухнуть" карбамида побольше. И бухнул. Две с половиной чайных ложки. После растворения в ~25мл раствора, жидкость чем-то неуловимо начала походить на кисель. Зарядил травиться в шейкере и стал наблюдать, что будет. Судя по первым десяти минутам, травиться оно совершенно не собиралось. Об этом свидетельствовал цвет травителя, который обычно за это время уже становился ярко-голубым, но в данном случае, если и изменился, то надо было сильно присматриваться, чтобы это уловить. Еще через десять минут тряски, раствор немного поголубел, но по скорости изменения цвета, ожидать окончания травления стоило не ранее, чем еще минут через сорок. Тут мне надоело следить за бултыхающейся платой и я ушел заниматься другими делами. Вернулся я, когда с начала травления прошло около часа. Плата успела к тому времени безнадежно перетравиться. Рисунок большей частью остался, но до десятка обрывов узких дорог я насчитал. Оставшаяся медь выглядела весьма уныло, т.ч. судить о каком-то благотворном влиянии карбамида не было никаких оснований. По данному опыту я сделал вывод, что карбамид лишь замедлил реакции, но не факт, что это обусловлено какими-то свойствами самого карбамида. Вполне возможно, что добавка в том же объеме, скажем, сахарного песка, привела бы к аналогичному увеличению времени травления по причине уменьшения концентраций активных компонентов травителя.

Накатав тонер по новой, теперь уже без перекосов, запустил травление в новом растворе, где объем карбамида уменьшил более чем вдвое. Рисунок вытравился примерно за 27 минут, против обычных десяти-пятнадцати. Получилось в целом удовлетворительно:

Рамка вокруг платы задумывалась шириной 0.2мм, все дорожки, за исключением линий питания (0.5мм), напомню, 0.17мм. Забыл еще сказать, что в дизайне ширина между проводниками была установлена в 0.15мм, что не кратно разрешению принтера, но здесь у меня совершенно вылетело это из головы. Теперь уже на совести принтера, как он изобразил такой размер.

То ли у меня что-то с глазомером, то ли виной тому оптические аберрации, но дорожки 0.17мм выглядят здесь как-то уж сильно тоньше, чем 0.2мм рамка. Не очень похоже, что разница между ними всего три сотки. Впрочем, "что выросло, то выросло", фото прилагается и если кто-то глядя на рисунок испытывает другие ощущения, то с этим сильно не поспоришь.

Изучение рисунка под увеличением выявило, что серьезные изъяны на плате практически отсутствуют, если не считать таковыми традиционные для ЛУТа вертикальные протравы через тонер и бахрому по кромкам.

Стрелкой я пометил самый "тяжелый" дефект, который который мне удалось отыскать на всей плате. Совсем некрасиво, но контакт, тем не менее, наличествует.
Прямо сейчас разглядывал этот снимок еще раз и подумалось, что проводники сведенные "в пук" в правом нижнем углу, своими размерами как-бы подсказывают, что если еще немного убрать ширину, то оно начнет проситься к пропуску между площадками TSSOP20, чье посадочное место и изображено на снимке. Оно, конечно, пока еще через чур смело, но показывает, куда надлежит двигаться.

Касательно карбамида -- "вау эффект" не случился. Его воздействие на качество вытравленного рисунка по прежнему лежит на границе субъективного восприятия. Сравнивая снимки этой платы со всякими предыдущими, вытравленными без карбамида, я в одном случае, вдруг, вижу разницу, то, напротив, не вижу совсем. Я еще, конечно, попробую поиграть с концентрациями, но на данный момент начинаю укрепляться во мнении, что влияние добавки карбамида либо не велико, либо отсутствует полностью. Здесь стоит оговориться, что серьезное выяснение всех обстоятельство этого вопроса должно подразумевать правильно поставленный эксперимент, когда несколько одинаковых плат травятся в одинаковых условиях, но разных растворах, да только мне тяжело самого себя сподвигнуть на такие изыскания и поэтому я пока описываю лишь то, что наблюдаю в процессе обычных своих занятий.

PS. Тонкие дорожки благополучно пережили горячее лужение (паяльник + обычный припой), хотя усилий (возможно напрасных), сделать это максимально аккуратно, было потрачено с избытком из-за боязни отжечь чего-нибудь. Компоненты запаяны и схема включилась.

a5021 писал(а):... на данный момент начинаю укрепляться во мнении, что влияние добавки карбамида либо не велико, либо отсутствует полностью.

А вы тиокарбамид попробуйте. Кстати, с ним и химическое лужение можно делать, если хлорид олова раздобыть.

После того, как я раздобыл 5л концентрированной соляной кислоты, задача по добыванию хлорида олова упростилась, т.к. теперь я пытаюсь получить его самостоятельно, растворяя оловянную стружку в солянке. В силу того, что кипятить мне ее не хочется, растворение происходит на балконе, при температурах, которые свойственны этому времени года в наших краях. Оно хоть и не быстро (счет идет на дни), но значительный объем стружки уже растворился и не зная правильного количества заранее, пришлось уже пару раз засыпать дополнительные порции. Строгаю старинный хрустящий советский пруток олова канцелярским ножом в тонкую стружку и оно весьма неплохо растворяется. Вот дожидаюсь, пока оно перестанет требовать дополнительных доз.

По идее, хлорное олово можно было бы и купить, но предлагают только значительные объемы, которые стоят совсем не дешево и такая покупка не представляется мне целесообразной. Я могу что-то путать, но, кажись, я спрашивал там и про тиомочевину, но мне ответили, что эта химия запрещена к свободному обороту. Не уверен, что так все и было, в связи с чем буду рад разъяснениям, если склероз подводит меня.

a5021 писал(а):... пытаюсь получить его самостоятельно, растворяя оловянную стружку в солянке.

Ускорить растворение олова в соляной кислоте можно при помощи электролиза: анод - олово, катод - уголь. В качестве катода можно использовать отожжённый на газовой горелке угольный электрод батарейки. Катод в процессе работы будет разрушаться, раствор нужно будет потом профильтровать. Желательно знать количество растворенного олова, для этого анод нужно взвесить до и после процесса, взяв разность. Вообще, лабораторные весы - очень полезная вещь.

a5021 писал(а):... спрашивал там и про тиомочевину, но мне ответили, что эта химия запрещена к свободному обороту.

Насколько я знаю, это не так. Я покупал здесь. Просто зашел и купил. Вот как раз соляная кислота - прекурсор, чтобы её купить нужен паспорт и оформление (разъяснение цели) покупки.