Металлизация отверстий в домашних условиях

[Aleks777]

Интересует поверхность меди после полировки, как стравливаются заусенцы после сверловки.

Процесс стравливания заусениц после сверловки описать не могу, использовал в качестве источника чистую заготовку.
Сложно описать словами то, что творится со слоем заготовки при обрушении. Напоминает взрыв лавы, при извержении и вулкана, здесь только смотреть. Повторяя в настоящее время вчерашний результат, я бы сегодня не стал пользоваться пред активацией (назвал свое действие отсебячиной) так как ее применение приводит к удалению пленки. Удаление пленки приводит в свою очередь к увеличению нароста химического меднения на поверхности заготовки. А здесь, по всей видимости, в подготовке поверхности речь идет о использовании пассивации (создание пленки). При этом непонятно как себя в этом случае поведет открытое стекловолокно? Произойдет ли под пленкой активация палладием для открытых частей стекловолокна? Но это все пока для меня теория, видео и фото выложу позже при следующих пробах. Вот материал, используемый в работе этой темы Каданер Л.И. Справочник по гальваностегии.1976 лист 109, 110.

[doubovitski]

....

http://solex2108.narod.ru/tipp1.htm

Я думаю, этот материал ближе к технологии производства печатных плат.

[java]

в хлорном железе - как минимум 1 час травится.

Не удержался, чтобы не ответить! Какой нафиг час? Я нагреваю банку с железом под струёй горячей воды, чтобы стала тёплая, потом в раковине пускаю горячую воду, чтобы подтекала под чашку,но не кипяток, и травлю 5-7 минут.

[Aleks777]

Пишу с ошибками и опечатками.На это у меня есть разрешение и справка

Справка решает проблемы
Прошу прощения конечно, ни кого не хочу обидеть, но хочется сказать одно, "деревня и есть деревня - хрен прошибешь…". Аналогично травил в хлорном железе за 5-7 минут, вердикт-дорога в никуда. Сейчас, как по мне так с медным купоросе куда лучше будет. Сам травлю, соляная кислота + гидроперид, те же 5-7 минут. В гараже стоит бесхозная литровая бутылка с азотной кислотой, травления уже секунды. Останавливают, пары вредного вещества, поэтому солянка. Возврат к хлорному железу для меня примерно как перейти с импортного фоторезиста к родному Российскому пленочному фоторезисту МПФ-ВЩ50. Но кто то, же его берет, еще и радуется?
Результат один, качество разное...

[evsi]

в хлорном железе - как минимум 1 час травится.

Не удержался, чтобы не ответить! Какой нафиг час? Я нагреваю банку с железом под струёй горячей воды, чтобы стала тёплая, потом в раковине пускаю горячую воду, чтобы подтекала под чашку,но не кипяток, и травлю 5-7 минут.

Даже подогретое ХЖ не травит 5-7 минут. Столько травит солянка или серка с перекисью, а ХЖ до них по скорости не браться.

[doubovitski]

....
Даже подогретое ХЖ не травит 5-7 минут. Столько травит солянка или серка с перекисью, а ХЖ до них по скорости не браться.

Читайте специальную литературу.

Спойлер

VI. ТРАВЛЕНИЕ МЕДИ

20. Растворы и а основе хлорного железа и персульфата

Общие сведения. Травление меди является одной из основных операций в производстве печатных плат. Травильные растворы, с помощью которых осуществляется эта операция, должны удовлетворять следующим требованиям. В состав раствора должны входить дешевые и доступные материалы; раствор должен допускать возможность его регенерации и утилизацию меди из отработанного травителя; боковое подтравливание проводников должно быть минимальным; травильные растворы не должны воздействовать на диэлектрическое основание печатной платы и на защитный рисунок.

Ниже рассмотрены основные характеристики ряда применяемых в производства растворов и даны рекомендации по наиболее эффективным травителям [3, 8].

Операция травления обычно осуществляется в конвейерных установках, в которых на платы, перемещаемые по транспортеру, сверху и снизу направляются струи травильного раствора или промывочной воды. Струйный метод травления является наиболее эффективным, так как обеспечивает требуемую скорость процесса при незначительном боковом травлении.

Типовая травильная установка составляется из отдельных состыкованных между собой модулей, в которых выполняются следующие переходы: загрузка, травление, щелочная или кислая промывка, визуальное наблюдение, финишная промывка и сушка. К числу таких установок относятся серийно выпускаемые линии щелочного и кислого травления.



Рис. 11 Линия струйного травления печатных плат

На рис. 11 представлена типовая установка травления.

Растворы на основе хлорного железа. Водный раствор хлорного железа FеCl3 является сильным окислителем и с большой скоростью растворяет медь, восстанавливаясь при этом до хлористого железа FeCl2 по реакции

FeCl3 + Cu ——> FeCl2 + CuCl

Образовавшаяся хлористая медь окисляется хлорным железом до хлорной меди:

FeCl3 + CuCl ——> FeCl2 + CuCl2. В свою очередь, хлорная медь растворяет медь:

CuCl2 + Cu ——>2CuCl.

Таким образом, в растворе травления содержатся следующие продукты: FeCl3, FeCl2, CuCl2, CuCl. Для травления используется раствор FeCl3 плотностью 1300 кг/м3, что соответствует концентрации 400 г/л; температура раствора — до 35 °С. Боковое травление — 40—66 мкм, ёмкость по меди—75—105 г/л, максимальная скорость травления — 35 мкм/мин.

Раствор обладает высокой скоростью травления и емкостью по меди, однако его применение в настоящее время ограничивается по следующим причинам.

При промывке плат после травления остатки травильного раствора легко гидролизуются с образованием труднорастворимых основных солей железа:

FeCl3 + H2О —— > Fe(ОН)Cl2 + HCl

Фенольные смолы диэлектрика частично обладают свойством ионообменных смол и адсорбируют ионы Fе3 + , поэтому в производственных условиях на платах часто снижается сопротивление изоляции диэлектрика.

Отработанный раствор очень трудно поддается регенерации и практически невозможно его автоматическое корректирование в процессе травления.

Раствор невозможно использовать в позитивном методе изготовления печатных плат при наличии оловянно-свинцового покрытия, так как хлорное железо растворяет это покрытие.

Работа с раствором хлорного железа неизбежно влечет за собой загрязнение полов и стен яркоокрашенным травильным раствором.

Для утилизации меди из отработанного раствора в него загружается перфорированная винипластовая корзинка, в которую засыпается обезжиренная стальная стружка. Раствор рекомендуется подогреть до температуры 40 — 50 °С. Вследствие реакции цементации медь в виде рыхлого осадка выделяется на частицах железа:

Cu2+ + Fе ——> Cu + Fе2 +

После осаждения меди на стружке, о чем судят по отсутствию меди на стальных образцах, периодически погружаемых в раствор, последний сливается и передается на нейтрализацию, а порошковая медь струей воды смывается в льняной мешок, где промывается водой и затем обезвоживается на рамном фильтр-прессе и высушивается [1].

Раствор, освобожденный от меди, нейтрализуется известковым молоком. Осадок гидроокиси железа обезвоживается на рамном фильтр-прессе и вывозится в специально отведенные для этой цели места.

Растворы на основе персульфатов. Персульфат аммония (NН4)2S2О8 относится к категории сильных окислителей и в кислой среде растворяет медь по реакции

(NН4)2S2О8 + Cu —— > (NН4)2SО4 + CuSО4.

Побочной реакцией является гидролиз персульфата:

(NН4)2S2О8 + Н2О ——> 2NН4HSО4 + 1/2О2.

Раствор состоит из 200 — 250 г/л (NН4)2S2О8 и 5 — 7 г/л Н2SО4. Температура раствора — до 50 °С, боковое травление 50 —80 мкм, емкость по меди — 35 г/л, максимальная скорость травления — 25 мкм/мин. Утилизация меди и более полное использование персульфата достигается посредством охлаждения отработанного раствора до температуры +5ºС, при этом выпадают кристаллы солей меди в виде CuSO4 • (NН4)2SО4 + 6Н2О. Осаждению меди должна предшествовать реакция перевода кислой соли NН4HSО4 (которая, как показано выше, образуется вследствие гидролиза персульфатов) в среднюю соль (NН4)2SО4 с помощью водного раствора аммиака:

NН4HSО4-+ NН4ОH ——> (NН4)2SО4 + Н2О.

Затем следует дополнительное введение в реактор раствора CuSO4, чтобы обеспечить связывание сульфата аммония в вышеуказанную, двойную соль.

Растворы на основе персульфата аммония могут быть использованы как в негативном, так и в позитивном процессе, однако невозможность регенерации раствора, сложная система утилизации меди, неравномерный характер вытравливания, высокая стоимость и дефицитность персульфата аммония обусловливают ограниченное применение персульфатных растворов в производстве.

http://solex2108.narod.ru/tipp1.htm

ИЛЬИН В. А.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

[mr_kot]

Читайте специальную литературу.

Код: Выделить всё

....................
Струйный метод травления является наиболее эффективным, так как обеспечивает требуемую скорость процесса при незначительном боковом травлении.
........................

Я думаю, Вам не мешало бы почитать.
Ключевым словом здесь является Струйный, но никак не подогрев. 35°С - летом это практически комнатная температура.

[doubovitski]

Я думаю, Вам не мешало бы почитать.
Ключевым словом здесь является Струйный, но никак не подогрев. 35°С - летом это практически комнатная температура.

Вы не обратили внимание на концентрацию травильного раствора. В приведённом материале он содержится. Но любители обычно применяют концентрацию в три- четыре раза меньшую.
Струйный метод-, конечно, активизирует травление. Более того, для активизации применяют так же продувку воздухом объёма раствора барботацией и ультрафиолетовое облучение плат, периодически выгружаемых из растворов. Платы устанавливают в рамки, вращаемые в двух плоскостях- вокруг самих себя и вокруг центра устройства, обеспечивающих окунание и выныривание плат из раствора. Применение тонкой фольги (15 микрон, обеспечивает, все эти меры, совместно) травление в течение 15 секунд. Струйный метод при неподвижной плате обеспечивает одностороннее подтравливание дорожек. оставляя "хвосты" с противоположной стороны дорожек. Нужно именно вращение плат.
Я пишу это для того, чтобы был понятен масштаб времени травления в профессиональных устройствах. Понятно, в домашних условиях всё это использовать трудно.

[evsi]

....
Даже подогретое ХЖ не травит 5-7 минут. Столько травит солянка или серка с перекисью, а ХЖ до них по скорости не браться.

Читайте специальную литературу.

Читал, естественно. В одинаковых условиях ХЖ травит медленнее растворов типа перекись+кислота. Почему - читайте соответствующий топик (он исчерпывающе научно обоснован). Сравнивать скорость травления струйной травилки с ХЖ и кислотной в ванночке бессмысленно.

[Aleks777]

Даже подогретое ХЖ не травит 5-7 минут.

Не повезло вам с хлорным железом , еще как травит! В обычной ванночке, без всякого воздуха, 1.5 мм толщина заготовки. Покупал, грамм 250 мокрого ХЖ было в банке, при добавлении воды все взрывалось. Температура раствора кипела, наблюдались выбросы раствора. После остывания этот раствор травил, при комнатной температуре за 5-7 минут. Пользовался около полу года, раствором не мог нарадоваться. Но всему хорошему приходит конец, когда раствор начал травить через полчаса, раствор был утилизирован. После этого раствор с ХЖ покупался дважды, но такого чуда уже у меня не было. Да и хорошо, что его не было, пришлось, как говорится искать другие, альтернативные источники травления.

[evsi]

Но всему хорошему приходит конец, когда раствор начал травить через полчаса, раствор был утилизирован.

Вот-вот. Свежий и "среднепользованый" - две большие разницы. И скорость травления постоянно падает. С кислотой я получал время травления порядка 3-х минут обычной 35мкм фольги, 5-7 травится 70мкм. И это стабильное время травления, а не минимальное в свежем растворе. К слову, можно и быстрее, только тогда раствор получается на грани саморазогрева и тяжело не переборщить с концентрацией компонентов при которой реакция станет неконтролируемой.

[doubovitski]

Не повезло вам с хлорным железом , еще как травит! В обычной ванночке, без всякого воздуха, 1.5 мм толщина заготовки. Покупал, грамм 250 мокрого ХЖ было в банке, при добавлении воды все взрывалось. Температура раствора кипела, наблюдались выбросы раствора. После остывания этот раствор травил, при комнатной температуре за 5-7 минут. Пользовался около полу года, раствором не мог нарадоваться. Но всему хорошему приходит конец, когда раствор начал травить через полчаса, раствор был утилизирован. После этого раствор с ХЖ покупался дважды, но такого чуда уже у меня не было. Да и хорошо, что его не было, пришлось, как говорится искать другие, альтернативные источники травления.

Раствор на основе хлорного железа совершенно элементарно восстанавливается. Для этого извлекают из раствора медь. Полотняный мешочек с железными деталюшками, а лучше- стружки. На внешней поверхности мешочка скапливается медь в виде кристаллов, которую удаляют в сторону, повторяя операцию несколько раз. Потом добавляют соляной кислоты в объёме 10% от имеющегося. И оставляют в открытой кювете на недельку для насыщения раствора кислородом воздуха. Раствор фильтруют. И радуются своему умению экономить.

[evsi]

И радуются своему умению экономить.

При наличии солянки это извращение, а не умение экономить. Солянка + перекись восстанавливается продуванием воздуха. Ну а как она травит, выше уже писали.

[doubovitski]

При наличии солянки это извращение, а не умение экономить. Солянка + перекись восстанавливается продуванием воздуха. Ну а как она травит, выше уже писали.

Перекись- довольно вредное вещество. Если имеете его с концентрацией 30% и более, то рискуете сжечь не только свою квартиру. Я-сторонник использовать промышленные технологии. Хлорное железо имеет один недостаток- иногда окрашивает стеклотекстолит в ржавый цвет. Зато хранится в растворе длительное время без изменений свойств. Доступен. Прост в приготовлении, и восстановлении. Безопасен с точки зрения передержек. Имеет минимальные величины боковых подтравливаний среди всех известных. Готовый раствор у меня работает уже много лет. "Внезапно" не капризничает.

[vlad465]

А чем уж настолько вредная перекись? Да, хранение в концентрации 30% имеет некоторые проблемы (хотя я ежегодно покупаю канистру 10 литров 30% перекиси для очистки бассейна, особых проблем не замечено, конечно немного парит, при наличии предохранительных отверстий в крышке вообще нет никаких проблем, иногда таскаю 1-2 недели в багажнике машины на жаре, кроме положительных эмоций от лишнего кислорода пожаловаться не на что), а для травления печатных плат достаточно 3% раствора, вообще безвредный раствор.
Хлорное железо вроде и неплохо, но в домашних условиях им можно загадить все вокруг, вряд ли кому это понравится.
В этом смысле в домашних условиях даже проще использовать медный купорос или персульфаты, хотя там тоже немало вредных составляющих и не все однозначно с качеством травления.
Если мы обсуждаем травление в промышленных условиях и при наличии соответствующего оборудования, то наиболее подходящими могут оказаться одни реактивы, в домашних условиях - совсем другие.
А перекись с лимонкой можно найти в любых магазинах в любой деревне, в отличии от специальных реактивов, к тому же этот вариант наиболее удобный и дает максимальное качество без использования специализированных травильных установок.
И эта тема как раз про технологии в ДОМАШНИХ условиях.

[mr_kot]

И радуются своему умению экономить.

При наличии солянки это извращение, а не умение экономить. Солянка + перекись восстанавливается продуванием воздуха. Ну а как она травит, выше уже писали.

К тому же, результатом работы этого раствора является хлорид меди, который сам по себе является травителем. Только добавлять по мере насыщения раствора медью понемногу соляной кислоты и перекиси. Вместо перекиси можно продувать через раствор воздух (бульбулятором)

[evsi]

Я-сторонник использовать промышленные технологии.

В таком случае я вас разочарую, чаще всего в промышленности оно не используется.

Имеет минимальные величины боковых подтравливаний среди всех известных.

Вообще-то нет.

[doubovitski]

В таком случае я вас разочарую, чаще всего в промышленности оно не используется.
.....

Я тут подобрал для сравнения разные травильные растворы. Если у вас есть что- либо, пожалуйста, приведите.

Спойлер

Травление хлорным железом.
Таким образом, в растворе травления содержатся следующие продукты: FeCl3, FeCl2, CuCl2, CuCl. Для травления используется раствор FeCl3 плотностью 1300 кг/м3, что соответствует концентрации 400 г/л; температура раствора — до 35 °С. Боковое травление — 40—66 мкм, ёмкость по меди—75—105 г/л, максимальная скорость травления — 35 мкм/мин.
Растворы на основе персульфатов. Персульфат аммония (NН4)2S2О8 относится к категории сильных окислителей и в кислой среде растворяет медь по реакции
Раствор состоит из 200 — 250 г/л (NН4)2S2О8 и 5 — 7 г/л Н2SО4. Температура раствора — до 50 °С, боковое травление 50 —80 мкм, емкость по меди — 35 г/л, максимальная скорость травления — 25 мкм/мин.

Хлорно-медный кислый и щелочной растворы
Раствор содержит 100—150 г/л CuCl, 145—150 г/л NН4Cl. Плотность раствора 1070—1120 кг/м3, рабочая температура 45—50 °С, рН 1—2.
Основные характеристики: боковое подтравливанне 40—60 мкм; емкость по меди 10—20 г/л; максимальная скорость травления 35 мкм/мин.
Хлорно-медный щелочной раствор наиболее распространен в производстве печатных плат
Температура раствора 45— 50 °С, плотность γ =1080-1100 кг/м3. боковое подтравливание 20 — 30 мкм. Максимальная скорость травления 20 — 25 мкм/мин, емкость по меди 60 — 80 г/л.

Раствор приготавливается из перекиси водорода (30 %-ной) и соляной кислоты, взятых в отношении 1 : 3. В процессе травления меди происходят следующие реакции:
По мере накопления в растворе солей меди этот раствор практически ничем не отличается от приведенного выше медно-хлоридного.

Большой интерес представляют перекисные растворы на основе серной кислоты. В сернокислой среде в процессе травления получается химически чистая соль CuSO4, которую можно применять для приготовления растворов химического меднения и этим осуществить параллельное протекание субтрактивных и аддитивных процессов, регулируя их объем количеством осаждаемой и вытравливаемой меди, создав безотходную по меди технологию производства печатных плат. Растворы сернокислотного типа, кроме того, можно применять при травлении плат с металлорезистом в виде сплава олово — свинец (ПОС-60).

Наименьшее боковое подтравливание у хлорно- медного щёлочного раствора. Но оно сильно проигрывает по скорости травления и ёмкости по меди. У хлорного железа этот показатель высочайший.

[mr_kot]

Если у вас есть что- либо, пожалуйста, приведите.

Есть статья на этом ресурсе:
Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях.

[evsi]

Наименьшее боковое подтравливание у хлорно- медного щёлочного раствора. Но оно сильно проигрывает по скорости травления и ёмкости по меди. У хлорного железа этот показатель высочайший.

http://anytech.narod.ru/etched_circuit.htm

Медно-хлоридный это тоже самое, что и перекись с солянкой (да и с серкой там реакции практически те же самые). В силу того, что раствор легко регенерируется, емкость по меди не играет никакой роли.
Замечу, что скорость травления у составов перекись + кислота намного выше, чем у того же медно-хлоридного. Да, чистым раствором хлорида меди я травил, качество получается намного выше, чем с ХЖ, хотя формально боковой подтрав такой же. Ну и в любом случае струйная травилка сильно снижает требования к боковому подтраву самого состава, да и скорость травления растет в разы (то же ХЖ в ротоспрее травит 35мкм фольгу около 90секунд).