Процесс травления печатных плат и регенерация травящего раствора фирмы ELO-CHEM

Процесс травления печатных плат обычно неотделим от некоторых проблем, связанных с образованием большого количества отходов, возникновением в процессе травления опасных и сложных с точки зрения утилизации соединений. Немецкая компания ELO-CHEM предложила технологию травления без подобных недостатков — травящий раствор регенерируется практически бесконечно (один раствор может работать в травильной машине до трех лет).

Процесс регенерации травящего раствора компании ELO-CHEM, реализованный на установке EZ-3000, содержит два цикла, протекающих физически раздельно друг от друга:

• В первом цикле происходит постоянное восстановление травильного раствора (регенерация 1).
• Во втором цикле происходит электролитическое восстановление меди из отработанного травильного раствора (регенерация 2).

Регенерация травильного раствора

Во время травления происходит химический процесс восстановления двухвалентного тетрааминового комплекса меди до одновалентного.

Металлическая медь окисляется и растворяется в щелочном растворе. Одновалентные ионы меди благодаря подаче кислорода проходят процесс повторного окисления до двухвалентных ионов меди, что позволяет использовать относительно небольшое количество травильного раствора в замкнутом цикле.

Необходимый для процесса окисления кислород поступает в травильную установку с воздухом при помощи двух инжекторных насосов. Оборудование устроено таким образом, что воздух сначала пропускается через электролизер, в котором он увлекает за собой образовавшиеся во время электролиза газы — кислород и аммиак.

Применяемый компанией ELO-CHEM специальный травильный раствор CTS-Recycling-Etch принципиально соответствует известным травильным веществам на основе аммиака. Однако используемый обычно хлорид меди заменен здесь на сульфат меди. Хотя это и влечет за собой уменьшение скорости травления, но дает возможность осуществления прямого электролиза травильного вещества, во время которого не выделяется газообразный хлор.

Потеря скорости почти полностью компенсируется благодаря присадке ELO-Fast 40.

Регенерация травильного вещества — электролиз меди

В модуле регенерации установки EZ-3000 часть травильного раствора, содержащего одновалентные ионы меди, направляется к модулю электролиза. Там медь осаждается на катоде и снижает уровень содержания меди в растворе. Осаженную с помощью электролиза медь можно легко извлечь с электродов в виде листа металлической меди после автоматического выключения модуля регенерации. Образовавшиеся на аноде газы (кислород и аммиак) удаляются из электролизера и подаются обратно в травильный раствор для поддержания процесса обратного окисления меди.

Оба цикла отделены друг от друга в пространственном отношении и протекают независимо друг от друга. Однако, процессы травления и регенерации меди логически связаны между собой.

Координация циклов посредством измерения плотности

Совместное протекание регенерации I и II координируется двумя измерителями плотности.

Устройство измерения плотности регенерации I контролирует плотность травильного раствора на данный момент времени. Как только заданное значение плотности в травильной машине повышается, автоматически включается регенерация II (электролиз).

Второе устройство измерения плотности контролирует уровень концентрации меди в травильном растворе в электролизере. Уровень концентрации меди во время электролиза снижается. Если значение плотности в электролизере стало ниже заданного, то открывается магнитный клапан, который пропускает травильный раствор из травильной машины в электролизер. Вследствие этого уровень концентрации меди в электролизере снова становится выше заданного значения. Травильный раствор, который был подан, немного повышает уровень жидкости в электролизере, отчего восстановленный травильный раствор переливается из электролизера в травильную машину. Перелитый обратно травильный раствор снижает уровень содержания меди в травильной машине.

Совместное протекание процессов измерения плотности, повышение уровня концентрации меди в электролизере и разбавление травильного вещества в травильной машине происходит до тех пор, пока идет процесс регенерации всей меди из отработанного раствора травления.

Если констатируется, что установленное значение плотности в травильной машине стало ниже заданного, электролиз автоматически выключается. Итак, электролиз происходит только тогда, когда это необходимо для ликвидации повышенного уровня концентрации меди в травильной машине.

Установка регенерации меди EZ-3000 фирмы ELO-CHEM состоит из следующих частей:

• Модуль регенерации травильного раствора: циркуляционный насос, 2 инжекторных насоса, устройство измерения плотности, устройство контроля значения уровня рН и фильтрация — байпас.
• Модуль регенерации меди: электролизер с циркуляционным насосом, система подачи охлаждающей воды с регулированием температуры, система контроля уровня, система измерения тока электролизера, предохранительный термостат для травильного раствора и контактные выводы для электродов, предохранительный выключатель на крышке электролизера, система вытяжки газов и устройство для обогрева во время пауз в работе.
• Шкаф управления: Шкаф управления содержит блок управления, трансформатор и выпрямитель. В него встроены индикаторы для контроля температуры травильного раствора в электролизере, значения уровня рН и тока электролиза, а также расположены световые индикаторы, предназначенные для контроля процесса и отображения неисправностей.

Мощность модулей регенерации EZ-3000 компании ELO-CHEM — приблизительно 2, 5 килограмма меди в час. (Мощность установки с несколькими модулями EZ-3000 больше на соответствующую величину.) При очень больших объемах травления целесообразно применение буферной системы, позволяющей равномерно проводить восстановление раствора и обходиться меньшим количеством модулей.

За счет жестко поддерживаемых параметров травления система с травильным раствором на основе сульфата меди заменяет широко распространенные щелочные и кислые растворы травления на основе хлорида меди и позволяет одновременно травить платы, изготавливаемые как по позитивному, так и по негативному методам.

Монтаж установки EZ-3000 прост: система подключается к отстойнику травильной машины и не требует ее дополнительной переделки. Один или несколько модулей EZ-3000 компании ELO-CHEM будут связаны в закрытом цикле с вашей травильной установкой посредством двух трубопроводов. Травильная установка и модули регенерации могут быть отделены друг от друга в пространстве — их можно устанавливать в разных помещениях или на разных этажах.

Таким образом, установка EZ-3000 компании ELO-CHEM позволяет при травлении достигать следующих результатов:

• использование одного раствора в замкнутом цикле;
• возможность обработки печатных плат с любым типом пленочного фоторезиста и ПОС на одной травильный установке, благодаря точному поддержанию pH+0,1;
• возможность получения меди в виде пластин;
• регенерация травильного раствора с помощью кислорода воздуха;
• восстановление меди вследствие прямого электролиза травильного раствора;
• компактный дизайн модульной конструкции;
• простое подсоединение к существующей установке или к новым травильным установкам;
• отсутствие отходов;
• полная автоматизация процесса регенерации.

Управление процессом травления проводников печатных плат

Травление меди для формирования рисунка проводников является одной из основных операций в производстве печатных плат. Потому они и «печатные», что процесс травления — завершающая операция фотолитографического процесса формирования рисунка печатной схемы. Ужесточающиеся требования к прецизионности рисунка схем с уменьшением ширины проводников и зазоров до 25…50 мкм¹ обуславливают актуальность попыток совершенствования технологий травления. В статье представлена технология воспроизведения прецизионного рисунка проводников печатных плат с применением системы управления составом медноаммиачного травильного раствора и оборудования с фронтальным напором струй раствора и вакуумным отсосом луж раствора.

Для управления процессом линия травления содержит блок перманентного экстракционного извлечения избытка меди из травильного раствора, чтобы поддерживать его состав на границе «травление/отсутствие травления» («на грани фола»). Фронтальный напор струй в сочетании с граничными условиями травления создают условия растворения металла только на дне зазора между проводниками. В этом случае боковые стенки зазора почти не подвергаются растворению, что обеспечивает минимальный боковой подтрав проводников схемы при относительно большой толщине вытравливаемого металла (меди фольги и гальваники). Кроме условий получения прецизионного рисунка проводников печатной схемы предлагаемая технология создает условия для снижения экологической нагрузки на сооружения очистки промышленных стоков вод.

В производстве печатных плат перепробовано много составов травильных растворов в сочетании с резистами, создающими избирательность растворения металлов2, 3. Все они основаны на окислении вытравливаемых металлов и последующем растворении их окислов. Если в качестве травящих растворов используются вещества с переменной валентностью, как например, медь или железо, персульфаты процесс окисления и растворения окислов осуществляется в одном цикле. В итоге в производстве печатных плат установилось использование кислых растворов на основе хлорной меди в сочетании с органическими резистами и щелочные растворы на основе аммиачного комплекса хлорной или сернокислой меди в сочетании с металлорезистами на основе олова (олово, олово-никель, олово-свинец)4, 5.

Все существующие процессы травления рисунка проводников печатных плат относятся к изотропным процессам, т.е. они растворяют металл во всех направлениях одинаково. В процессе травления проводников схемы кроме вертикального травления, т. е. травления по глубине зазора, происходит также и горизонтальное травление, так называемый боковой подтрав. Всегда желательно уменьшить боковое подтравливание, чтобы добиться прямоугольной формы сечения вытравленного проводника.

Процессы травления могут быть погружными и струйными.

Основное преимущество погружного травления – это равные условия травления для двух сторон заготовки. По всей заготовке наблюдается одинаковый боковой подтрав, и скорость травления примерно одинаковая при условии перемешивания раствора или возвратно-поступательного перемещения заготовки в растворе. Но и при этом обмен раствора на поверхности заготовки минимальный, а боковой подтрав получается большим, так как процесс травления как в ширину, так и в глубину идет с одинаковой скоростью. Такие условия травления при изготовлении прецизионных печатных плат не устраивают современное производство из-за повышенного бокового подтравливания. Задача конструктора и технолога при проектировании оборудования для травления печатных плат добиться наибольшей скорости травления в глубину, а не в сторону под металлорезист или органический резист (фоторезист).

Струйный метод травления является наиболее эффективным как по скорости процесса, так и по снижению величины бокового подтравливания. Струйное травление обычно осуществляется в конвейерных установках, в которых на заготовки печатных плат, перемещаемых по транспортеру, сверху и снизу подаются струи травильного раствора.

Рассмотрим этапы травления рисунка, локально защищенного резистом.

Начало процесса травления (рис 1): поверхность меди покрыта рисунком из защитного резиста. Здесь травящая среда омывает, травит и удаляет те участки меди, которые не защищены резистом. Промежуточные этапы, показанные на рис 2 и 3, демонстрируют дальнейший ход этого процесса.

Следующий этап (рис 4): медь здесь уже полностью удалена до поверхности базового материала. Но чтобы уверенно гарантировать разделение смежных печатных проводников, а также исключить ситуации, когда остатки меди в зазоре локально уменьшают расстояние между печатными проводниками, процесс травления продолжается.

Если в качестве защитного резиста используется металлорезист, за счет контактной разницы в электрохимическом потенциале меди и металлорезиста (олова) медь удаляется главным образом из-под резиста, и здесь в наибольшей степени проявляется эффект бокового подтрава в сочетании с нависанием металлорезиста на кромках проводников.

Для оценки качества травления используется такое понятие как фактор травления. Этот параметр отражает отношение толщины протравленного медного проводника к максимальной величине бокового подтрава по одной стороне (рис 5).

F = H / L,

где F – фактор травления (или коэффициент бокового подтравливания),

H – толщина меди,

L – боковой подтрав.

Обычно фактор травления для травильных машин струйного типа F = 2 – 2,5.

Чем больше фактор травления, тем меньше боковой подтрав, и тем более тонкие проводники можно воспроизводить. Задача технологов – уменьшить величину бокового подтрава проводников и за счет этого улучшить разрешающую способность литографии рисунка печатных плат. Для этого нужно создать условия для поддержания травящих свойств раствора «на грани фола», т.е. в состоянии, когда раствор активен только в местах удара струй о травящуюся поверхность. Эти условия реализованы в конструкции травильной машины, в которой форсунки распыляют травящий раствор строго перпендикулярно травящей поверхности (рис 6).

Для управления процессом необходимо создать аппендикс к блоку травления, удаляющий излишки меди из травящего раствора по мере её растворения (насыщения раствора медью).

Пограничные режимы травления обеспечиваются поддержанием состава раствора с постоянным содержанием меди меньше 70 г/л, но не ниже 65 г/л при рН = 7,8 – 8. Обычно при поддержании такого состава происходит первоначальное растворение меди, затем его быстрый останов за счет пассивации медной поверхности. При значительном повышении давлении на форсунках, мощная струя свежего травильного раствора постоянно активирует медную поверхность, и пассивация медной поверхности не успевает образоваться. Таким образом, травление меди в глубину будет происходить непрерывно, а боковые поверхности, не подвергаясь мощному давлению струй раствора, пассивируются и не травятся. Таким образом, происходит уменьшение бокового подтравливания, что приводит к улучшению фактора травления6.

Управление процессом травления в описываемой системе состоит в жестком поддержании состава раствора, рН, концентрации меди и температуры раствора. Кроме того, для уменьшения величины бокового подтрава по предлагаемой методике нужно значительно увеличить напор струй травящего раствора.

В процесс прецизионного травления вмешивается еще один существенный фактор – на верхней поверхности заготовки образуются лужи, мешающие обмену раствора. Из-за этого создаются неравные условия травления на верхней и нижней поверхности заготовки платы. Снизу заготовки травильный раствор постоянно обновляется за счет гравитации, он легко отделяется от поверхности и падает вниз. А на верхней поверхности заготовки платы неизбежно собирается лужа и, чем выше расход травильного раствора, тем больше ее собирается в центре заготовки. На краях раствор будет накапливаться в меньшей степени, и здесь условия для обмена раствора будут лучше. В центре заготовки обмен раствора затруднен, а образующаяся лужа раствора создает условия изотропности процесса травления, т.е. будут неизбежно созданы условия для усиленного бокового подтравливания.

Таким образом, процессы травления на верхней и нижней поверхностях заготовки сильно отличаются. Чем больше площадь заготовки, тем сильнее будет проявляться эта разница.

Для устранения данного негативного эффекта и достижения равномерности травления используется вакуумный отсос травильного раствора с верхней поверхности заготовки. Вакуумные отсосы встраиваются в приводные ролики на конвейере и называются гидродинамическими. За счет этих вакуумных отсосов застой травильного раствора полностью удаляется, а новые порции из форсунок каждый раз бьют по обнаженной поверхности заготовки. Таким образом создаются абсолютно одинаковые скорости травления как снизу, так и сверху заготовки.

Повышенный напор струй достигается за счет применения мощных насосов (5 кВт) и уменьшения расстояния от форсунки до поверхности платы. В результате энергия и давление струи травильного раствора в контакте с поверхностью заготовки печатной платы увеличивается. При проведении проектных работ на специальном испытательном стенде было выбрано оптимальное расстояние от форсунки до медной поверхности с учетом угла распыления форсунки так, чтобы соседние струи пересекались не более чем на 15-20 %. Увеличение мощности насосов, увеличение давления подачи раствора при относительно малой активности травильного раствора («на грани фола») позволили достигнуть нормальной скорости травления и подавить боковой подтрав.

Управление составом раствора обеспечивается применением новой системы регенерации. Принцип работы этой системы основан на органической экстракции меди из медно-аммиачного комплекса с помощью органического экстрагента, который после разрушения медно-аммиачного комплекса насыщается ионами меди. Для этого применяется экстрагент, серийно выпускаемый для промышленной добычи меди. Он является крупнотоннажным продуктом, и его стоимость не сильно сказывается на себестоимости процесса регенерации меди.

В дальнейшем происходит разрушение насыщенного медью экстрагента раствором серной кислоты. В этом процессе ионы меди переходят в раствор серной кислоты. По мере накопления меди в растворе электролит подвергается электрохимической регенерации, где медь в виде особо чистой меди высаживается на катодах. Экстракция меди из рабочего травильного раствора и стадия извлечения меди из экстракта разделены. Поэтому процесс электрохимического восстановления меди никак не влияет на скорость травления. Применение специальных высокоточных датчиков измерения плотности раствора травления позволяет с точностью ±2 г/л поддерживать содержание меди в травильном растворе.

Описываемый процесс регенерации значительно отличается от традиционных процессов, применяемых при производстве печатных плат. В традиционном процессе регенерация меди происходит порционно в гальванической ванне. Этот процесс ступенчатый, он не может быть непрерывным. Периодический отбор травильного раствора для регенерации и добавление свежего раствора меняют концентрацию меди в травильной машине, а значит меняется активность раствора в ходе травления. Чтобы выровнять процесс, необходимо использовать дополнительные буферные емкости на входе и выходе регенерируемого раствора. Но применение такого приема ведет к отсутствию условий управляемости процессом травления, удорожанию оборудования и неудобствам в эксплуатации.

Главное достоинство описываемого комплекса прецизионного травления – управляемость процессом и простота эксплуатации. Запуск процессов травления и регенерации происходит с одной кнопки. Все режимы устанавливаются автоматически. Оператору до начала работы необходимо только ввести в интерфейс машины толщину вытравливаемого металла. Установка автоматически выставит оптимальные режимы для получения прецизионного рисунка.

При работе установки каждый квадратный метр печатной платы уносит около 200 мл раствора и меняет его рН. В предлагаемой системе коррекция травильного раствора для поддержания рН происходит автоматически водным раствором аммиака непосредственно при травлении. Газообразный аммиак не используется, т.к. является взрывоопасным газом. Для предотвращения уноса испаряющегося аммиака установка травления имеет герметичную конструкцию. Вытяжная вентиляция подключена через автоматический клапан для автоматического поддержания рН.

В процессе работы установки предусмотрено не только управление составом травильного раствора, но и регенерация аммиачной промывки. В процессе аммиачной промывки происходит накопление меди в растворе, и он может превратиться в травильный раствор. Чтобы предотвратить этот эффект содержание меди в аммиачной промывке поддерживается не более 6 г/л.

Так как скорость травления поддерживается всегда постоянной, можно применять автоматические погрузчики-разгрузчики, т. е. управление процессом травления происходит практически без участия персонала.

Таким образом спроектирована и предлагается серия установок анизотропного травления рисунка печатных плат с активированной вертикальной составляющей, названной Frezer Style (рис 7). Они обеспечивают полную управляемость процессом, простоту обслуживания и имеют оригинальный дизайн. Эксплуатация в условиях реального производства показала, что Frezer Style идеально подходит для травления узких зазоров и формирования проводников с минимальным размером и допуском по ширине. Применение динамической системы контроля и поддержания плотности и состава раствора травления в комплекте с экстракционной системой извлечения излишней меди из состава медноаммиачного травильного раствора, названной «СЭМАР» (рис 8), позволяют достичь минимального бокового подтрава проводников при сохранении производительности линии за счет увеличения вертикальной составляющей обработки при пограничных режимах травления.

Конструкция динамических прижимных валов с вакуумным отсосом раствора дает возможность быстро удалять травильный раствор («лужи») с поверхности обрабатываемой заготовки (рис 9), обеспечивая тем самым лучшие результаты при большой толщине фольги (фактор травления до 5).

Управление установкой серии Frezer Style осуществляет PLC-контроллер с сенсорным экраном, на котором выполняются все настройки, например, выставляется толщина медной фольги и отслеживается состояние всех элементов установки и режимов травления. Вывод установки на рабочий режим производится автоматически. Все подключения – вода для промывки, вода для охлаждения, слив промывных вод, слив раствора – осуществляются в одной зоне доступа.

Для удобства и технологичности использования в установках серии Frezer Style предусмотрены:

• Независимая регулировка давления по рядам форсунок (рис 10).
• Предотвращение разворотов заготовок: положение на выходном конвейере соответствует входному.
• Форсунки с байонетным креплением, обеспечивающие быстроту их демонтажа/монтажа при профилактических работах. Коллекторы обслуживаются без разбора установки.
• Система датчиков для измерения площади обрабатываемой заготовки и управления режимом экономии воды и электроэнергии.
• Возможность обработки тонких заготовок и заготовок малого размера благодаря конструкции конвейера: ролики на смежных валах взаимно смещены, что позволяет обеспечить минимально возможное расстояние между валами.
• Автоматическая система контроля и поддержания рН. Автоматическая система дозирования корректирующего раствора.
• Система поддержания температуры в рабочих камерах.
• Насосы повышенной мощности в комплекте со щелевыми и специальными форсунками, обеспечивающие наиболее подходящую для данного процесса струю раствора.
• Двойные прозрачные крышки из минерального стекла с датчиком открытия.
• Многоступенчатая система фильтрации, обеспечивающая чистоту форсунок в процессе эксплуатации и способствующая равномерности процесса травления.
• Все баки снабжены системой контроля уровня раствора, связанной с системой управления, для обеспечения надежной работы насосов. Все баки имеют окна для визуального контроля уровня раствора.
• Автоматическая система управления клапаном вытяжки и система улавливания паров для уменьшения уноса аммиака в вытяжную вентиляцию.
• Модуль горячей сушки.

Установка СЭМАР обеспечивает регенерацию раствора медно-аммиачного травления печатных плат и аммиачной промывки. Система состоит из двух основных модулей: экстракционного и электролизного. Схема работы установки приведена на рис 11.

Установка СЭМАР предназначена для:

• Поддержания постоянства состава медно-аммиачного травильного раствора.
• Автоматической регенерации с извлечением металлической меди из травильного раствора.
• Автоматической регенерации с извлечения меди из раствора аммиачной промывки.
• Демпфирования колебаний концентрации меди при импульсной загрузке травильной машины с большим количеством стравливаемой меди в короткий промежуток времени.
• Специализированной регенерации медно-аммиачных травильных растворов с выделением чистой металлической меди в региональных центрах.

Преимущества:

• Постоянное поддержание состава травильного раствора с высокой точностью.
• Отсутствие отходов травильного раствора и аммиачной промывки.
• Предотвращение попадания ионов меди в промывные воды.
• Не требуются специальные добавки в травильный раствор.
• Особо чистая медь, получаемая в результате экстракции (99,99 %).

Экстракционный блок обеспечивает экстракцию меди из травильного раствора и аммиачной промывки с последующим переводом меди из органической фазы в водный раствор серной кислоты. Электролизный блок – электровыделение металлической меди из сернокислого электролита.

Экстракционные аппараты включаются в технологическую схему по принципу «перетракции», разработанном и опробованном ранее в РХТУ им. Д. И. Менделеева. Этот принцип подразумевает транспорт ионов меди из одного водного раствора в пространственно-отделенный от него другой водный раствор, с не смешивающимся с ними органическим экстрагентом (свободной жидкой мембраной). При этом, в отличие от классической жидкостной экстракции, органическая фаза не является накопителем ионов меди, а выступает лишь в роли переносчика, извлекая ионы из одной водной фазы и отдавая их в другую.

При щелочном травлении заготовок печатных плат у технологов возникает вопрос: а как же хлор? Он ведь будет выделяться? Однако этого не случается в силу своеобразного химизма процессов травления и регенерации, которые происходят в установках Frezer Style и СЭМАР. Как показано в статье «Прецизионное травление печатных плат»7, хлор выделяться не будет, он находится всегда в связанном состоянии.

Из приведенных данных по механизму регенерации следует, что экстракционно-электрохимическая схема несмотря на многостадийность процесса обеспечивает полную регенерацию травильного раствора.

Испытания показали минимальную величину подтрава при травлении рисунка печатных плат на комплексе Frezer Style и СЭМАР (F = 5) по сравнению с аналогичным оборудованием, предлагаемым рынком. Эксплуатация комплекса подтвердила его технические характеристики:

• Производительность по меди: до 2 кг/час.
• Точность поддержания концентрации меди в растворе травления: ± 2 г/л.
• Точность поддержания значения pH раствора: ± 0,1.
• Точность поддержания температуры в травильной машине по объему: ± 1 °C.

Опытная эксплуатация системы прецизионного травления рисунка проводников печатных плат в реальном производстве показала полную состоятельность предложенных идей для разработки системы, обеспечивающей улучшенный фактор травления, регенерацию меди и полное автоматическое управление процессом.

---

¹ ГОСТ Р 53429‑2009. Платы печатные. Основные параметры конструкции

² Clyde F. Coombs Printed Circuits Handbook McGraw–Hill Professional, 2007

³ Печатные платы: Справочник / Под ред. К. Ф. Кумбза. Перевод с англ. М.: Техносфера, 2011

⁴ Jump up to: Charles A. Harper, Electronic materials and processes handbook, McGraw-Hill, 2003

⁵ «The Rise of High Density Interconnect PCBs – HDI PCBs».

⁶ Медведев А.М. Печатные платы. Процессы травления рисунка//Технологии в электронной промышленности. 2013. № 8

⁷ Шкундина С. Прецизионное травление печатных плат // Производство электроники: Технологии. Оборудование. Материалы. 2011. № 6

Печатные платы.

Печатные платы.

---

 

САЙТ ВОЛГОГРАДСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ RA4A.

---

Растворы для травления плат

Классика

Основным материалом для травления служит раствор хлорного железа. Для получения раствора нужно насыпать в стакан примерно 3/4 порошка хлорно-го железа и долить теплой водой. Для травления используйте стеклянную или пластмассовую посуду, например, фотографическую кювету. Положите плату в раствор рисунком вверх, вся поверхность платы должна быть залита раствором. Процесс травления ускоряется, если сосуд покачивать или подогревать. При травлении образуются ядовитые испарения, поэтому работайте либо в хорошо проветриваемом помещении, либо на открытом воздухе. Периодически проверяйте состояние платы, приподнимая ее для осмотра деревянными или пластмассовыми палочками, металлические инструменты и приспособления для этой цели применять нельзя. Убедившись в том, что фольга в незащищенных местах исчезла полностью, прекратите процесс травления. Перенесите, например, с помощью бельевой прищепки плату под струю проточной воды и тщательно промойте, после чего просушите ее при комнатной температуре. Если вы собираетесь использовать раствор повторно, слейте его в плотно закрывающуюся посуду и храните в прохладном темном месте. Учтите, что при повторном использовании эффективность раствора снижается. При работе с раствором хлорного железа помните, что он не должен попадать на руки и другие открытые части тела, а также на поверхности ванн и раковин, поскольку на последних могут остаться трудно смываемые желтые пятна. Раствор хлорного железа можно изготовить самостоятельно, если обработать железные опилки соляной кислотой. Возьмите 25 весовых частей 10-процентной соляной кислоты и смешайте с одной весовой частью железных опилок. Смесь в плотно закрытой посуде выдержите 5 суток в темном месте, после чего ее можно использовать. Переливая раствор в сосуд для травления, не взбалтывайте его: осадок должен остаться в той посуде, в которой раствор готовился. Длительность процесса травления платы в растворе хлорного железа зависит от концентрации раствора, его температуры, толщины фольги и обычно составляет 40 — 50 минут.

Другие растворы

Растворы для травления плат можно приготовить не только на основе хлорного железа. Более доступным может оказаться для многих радиолюбителей водный раствор медного купороса и поваренной соли. Приготовить его нетрудно - растворите в 500 мл .горячей воды (t около 80’С) 4 столовые ложки поваренной соли и 2 столовые ложки растолченного в порошок медного купороса. Если раствор применять сразу, его эффективность будет невысокой, она значительно повышается после выдержки раствора в течение двух-трех недель.Время травления платы в таком растворе - три часа и более. Значительного сокращения времени травления можно добиться, используя растворы на основе кислот.. Процесс травления платы, например, в концентрированном растворе азотной кислоты длится всего 5-7 минут. После травления плату тщательно промойте водой с мылом. Хорошие результаты дает применение раствора соляной кислоты и первкиси водорода. Для приготовления возьмите 20 частвй (по объему) соля-ной кислоты плотностью 1,19 г/cм3, 40 частей аптечной перекиси водорода и 40 частей воды. Сначала воду смешайте с перекисью водорода, затем осторожно добавьте кислоту. Рисунок в этом случае делается нитрокраской. Растворы на основе кислот заливайте в стеклянную или керамическую посуду, работайте с ними только в хорошо проветриваемых помещениях. Представляет интерес способ гальванического травления плат. Для этого потребуется источник постоянного тока напряжением 25-30 В и концентрированный раствор поваренной соли. При помощи зажима крокодил соедините положительный полюс источника с незакрашенными уча-стками фольги платы, а к оголенному и свернутому в петлю концу провода, идущего от отрицательного полюса источника, прикрепите ватный тампон. Последний обильно пропитайте раствором соли и, слегка прижимая к фольге, перемещайте по поверхности платы, движение тампона должно напо-минать вырисовывание цифры 8. Фольга при этом будет как бы “смываться”. По мере загрязнения тампон меняйте.

Если вместо любимого хлоpного железа взять: соляная кислота (конц.) пеpгидpоль вода (1:1:3) -то вpемя тpавления pезко yпадет. Минyт до 5. А если воды поменьше налить, то вообще за минyтy дpyгyю тpавится (пpавда, если лак плохой, то тогда отлетать вместе с медью бyдет)

Тpавление нелуженых доpожек

Щелочные травильные растворы (растворяют нелуженую Медь практически не затрагивая луженые дорожки) - промышленно-лабораторные рецепты :

1-й состав Медный купорос CuSO4 170..190 г/л Аммоний сернокислый (Nh5)2SO4 150..170 г/л Аммиак водный 25% раствор Nh5OH 400..500 мл/л

2-й состав Хлорид меди II CuCl2 100..110 г/л Хлорид аммония Nh5Cl 150..170 г/л Аммиак водный 25%-й Nh5OH 400..500 мл/л бикарбонат аммония (Nh5)2CO3 20..30 г/л

 

Изготовление печатных плат

Изготовление с помощью лазерного принтера (1).

Фольга алюминиевая. Покупается в хозяйственном магазине. Существует два типа фольги: толстая мягкая и тонкая жесткая. Толстую фольгу,навеpно, делают только у нас, а тонкая бывает и наша, и импоpтная. В данном нужна только тонкая. У нее одна стоpона зеpкальная, а втоpая матовая. Если отpезать полоску такой фольги pазмеpом 1 х 10 см, и пытаться деpжать ее гоpизонтально за один конец, то полоска будет гнуться под собственным весом. Если фольга толстая, гнуться в таких условиях она не будет. В новой упаковке тонкая фольга обычно имеет зубчатый кpай листа, а pулон запаян в пpозpачную пленку. Пpинтеp лазеpный. Я использовал HP LJ 6L, но навеpно пойдет любой. Hадо выключить всякие экономические pежимы, заставить пpинтеp делать pисунок темнее, т.е. pасходовать побольше тонеpа. Желательно пpопускать бумагу чеpез пpинтеp так, чтобы она поменьше изгибалась. С этой точки зpения, навеpно, лучше пеpвые модели HP LJ, там вpоде бы можно было пpопустить бумагу почти совсем без изгиба. Hо и выпускать бумагу на нижний выход тоже ноpмально. Утюг электpический. Ставим теpмоpегулятоp на одну точку (синтетика), и начинаем пpоводить экспеpименты для тонкой pегулиpовки. Утюг должен pасплавлять изобpажение, сделанное лазеpным пpинтеpом, не сpазу. То есть тонеp пpи такой темпеpатуpе должен стать из твеpдого вязким, но не жидким. Самоклеющиеся наклейки для печати на них лазеpным пpинтеpом. В пpинципе, можно заменить их чем-нибудь еще, но мне жалко пpинтеp (см. ниже).Лист pезины. Как можно более гладкий, лучше мягкий. Я использовал поpистую pезину толщиной ~5 мм, с гладким (не пористым) верхним слоем. Тепеpь беpем лист обычной бумаги, на котоpой печатает ваш пpинтеp. Hакладываем на него чуть меньшего pазмеpа кусок фольги, матовой стоpоной квеpху, и остоpожно, но pовно пpиклеиваем его по одной коpоткой стоpоне полосками, отpезанными от самоклеющихся наклеек. Скотчем клеить нельзя, потому что в пpинтеpе есть печка, на котоpой скотч и останется. Клейкая повеpхность не должна, естественно, высовываться за кpая бумаги. Тепеpь запpавляем эту констpукцию в пpинтеp, так чтобы пpиклеенный кpай фольги шел пеpвым, и заставляем пpинтеp пpотащить этот лист (напечатайте текстовый файл из одного пpобела:). Я считаю, что испоpтить пpинтеp фольгой очень тpудно. Hу, хотя бы потому, что в бумаге, на котоpую он pассчитан, очень много мела, а он достаточно твеpдый. Hу а забить пpинтеp фольгой можно точно так же, как и бумагой. Поэтому пpиклеена фольга должна быть пpочно, pовно, чтоб не обpазывывалось складок. Hу и pазpывов по кpаям быть не должно. Вышедший из пpинтеpа лист фольги имеет явные полосы от всяких колесиков,котоpыми пpинтеp пpотаскивает бумагу. Запомните, где эти полосы pасположены, эти места будут неpабочими, на них не удается сделать точный pисунок. Может, что нибудь гpубое и получится, но мне это не было нужно. Тепеpь нужен собственно pисунок будущей платы. В чем угодно, пpактически.Если это будет pастpовый pисунок будут пpоблемы с точными pазмеpами, пиксели будут видны и т.п, но можно в пpинципе. С вектоpными же фоpматами (*.wmf, напpимеp) моpока только с масштабом. Я больше всего люблю автокад,в нем пpосто чеpтить, pазмеpы всегда точные и т.п. Hевытpавляемые места (доpожки) должны быть чеpные, и не забудьте пpо то, что pисунок на плате будет зеpкальным по отношению к чеpтежу. Плата должна быть обведена доpожкой шиpиной в 2 мм, котоpая получается плохо, но защищает остальную плату. Hо по этой доpожке удобно потом плату обpезать. Возможно, пpоще всего будет наpисовать плату на большом листе бумаги в масштабе и отсканеpить. Запpавляем лист бумаги в пpинтеp и выводим наш pисунок. Смотpим, чтоб он был в пpавильном масштабе и на нужном месте листа. Тепеpь делаем еще pаз констpукцию из листа бумаги, фольги и липкой полоски, с той pазницей, что тепеpь известно, где будет pисунок, и кусок фольги нужен небольшой. Под фольгой должна быть чистая бумага, иначе фольга обpатной стоpоной пpиклеится к бумаге. Печатаем рисунок платы и внимательно его рассматриваем. Hаверняка где-то получился брак из-за неровной фольги, попавшей соринки и т.п, в таком случае лучше напечатать все еще раз, на новом куске фольги. Если весь рисунок уехал и растянулся, наверняка вы напечатали его не на матовой, а на гладкой стороне фольги. Hу, когда все получится правильно и качественно, остоpожно отpезаем фольгу от бумаги. Тепеpь кладем на какую-нибудь теплостойкую повеpхность лист pезины, на него фольгу pисунком квеpху, и накpываем куском стаpательно очищенного фольгированного стеклотекстолита, фольгой вниз. Свеpху ставим гоpячий утюг, и пpижимаем его чем-нибудь тяжелым. Я использовал пачку кеpамической плитки в 16 кг :) Чеpез 5 минут аккуpатно снимаем утюг, но на его место ставим что-то холодное и тяжелое, но с ровной нижней поверхностью. Я ставил все ту же пачку плитки. Минут чеpез 10 констpукция окончательно остынет, тогда стеклотекстолит с пpилипшей к нему фольгой тpавим. Тонкая алюминиевая фольга стpавливается в хлоpном железе очень быстpо, оставляя, пpавда, какие-то лохмотья, котоpые мешают ноpмально тpавиться меди. Поэтому плату нужно пpомыть водой, заодно можно посмотpеть на качество получившегося pисунка, и если нужно, подpетушиpовать. Если доpожки смазанные вы неаккуpатно снимали утюг или ставили холодный гpуз. Если доpожки где-то отсутствуют утюг слишком холодный, или выделяющийся газ пpи тpавлении алюминия соpвал алюминий вместе с кpаской. Если доpожки стали шиpокими утюг слишком гоpячий, или слишком долго гpели плату. Hу вот, после тpавления у вас будет одностоpонняя плата. Как синхpонизиpовать pисунок на втоpой стоpоне, если она нужна я не знаю пока. Пpоще сделать две платы, и склеить обpатными тоpонами .Точность у меня получилась 0. 3 мм, хотя это не точность, а как-то по дpугому называется. Доpожки или пpобелы между ними уже (удаpение на пеpвый слог) 0.3 мм получаются с тpудом. Я, напpимеp, сделал небольшую плату, на котоpой стоят SOIC’и с pазным количеством ног и чип-элементы, и точность оказалась вполне достаточной.

Изготовление с помощью лазерного принтера (2).

меня есть еще более простой способ изготовления плат с шагом 1.25 мм, в качестве носителя используется бумага с каким-то блестящим покрытием, продается в магазинах наравне с обычной офисной,в таких серых неказистых пачках по 250 листов.Она довольно тонкая, одна сторона похожа на мелованную,и эта сторона немного блестит. Термоусадка,конечно,есть, но допустимая. Дык вот,развожу я платки на OrCad PCB 4.42 (386+),можно сразу с него печатать на любой HP LaserJet (там есть опции зеркала, негатива и т.д.),но я выдаю печать в файл (300DPI),а потом преобразую в PCX примочкой HP2PCX (была в комплекте PaintBrush 4. 5),а потом уже компоную лист из нескольких платок любым граф. редактором (мне нравится Paint Shop Pro под ВЫHЬ95).Далее — обычный процесс печати (мне удобнее тем же PB4.5 — просто и один к одному) на блестящий слой, хватит одного прохода,если плата двухсторонняя, обе стороны должны быть на одном листе во избежание сильного рассогласования из-за разной термоусадки бумаги. Кстати,если перед печатью ее прогнать чистым листом на лазерке,то сей глюк стремится к нулю. Потом обезжиренная плата ложится медью вверх на ровную поверхность,сверху отпечаток мордой вниз. Это все прижимается утюгом,разогретым до температуры глажения крепдешина (спросите у дам), можно сначала через тонкую сухую хлопковую материю,а потом уже можно аккуратно приглаживать бумагу до полного приставания тонера к плате, потом он уже не отстает. Далее плата остывает,ее нужно опустить в воду нагретую где-то до 40C,подержать там пару минут (видно будет,как бумага раскиснет),легко все сдерется,остальное просто скатать пальцем. Из-за покрытия на плате не будет ворса,как при обычной бумаге,когда плата высыхает,видно,что поверх слоя тонера осталось беловатое покрытие с бумаги. Если плата двухсторонняя, то сначала на просвет совмещаются обе бумажки сторон,в любых свободных противоположных местах колятся иголкой два технологических отверстия,первая сторона платы «гладится» как обычно,потом сверлится по тех.отв. тонким сверлом,и с другой стороны по ним же на просвет совмещается с бумажкой другой стороны,которую можно зафиксировать,а потом так же «пригладить»,как и первую сторону,никакого вреда противоположной стороне не будет. Естественно, размачивать плату, когда обе стороны уже приглажены. Травилось это все и FeCl3, и солянкой с гидроперитом без проблем. Все это проверялось даже на гетинаксе, никаких отслоений дорожек нет. После травления сверлю, OrCad настроил так,что при печати внутри площадок остаются незакрашенные точки,которые после травления будут вместо кернения. В итоге получалась линия шириной в 1пиксель на 300DPI,конечно,немного она была шире,но факт налицо. Слышал,люди использовали вместо бумаги фторопластовую пленку,но не сказали, где ее брать.

Изготовление с помощью лазерного принтера (3).

Hужен: утюг… Я использую обычный стаpый электpоутюжок с теpмоpегулятоpом, pегулятоp ставлю на «лен».. Лазеpный пpинтеp или ксеp _с однокомпонентным тонеpом. Опpобованы HP LJ3P и LJ4L с полным успехом, с QMS и копиpами Mita не получилось ничего — слой тонеpа очень тонкий. Пpи печати из виндов ставлю контpаст на максимум, слой тонеpа пpи этом легко пpощупывается пальцем. С пеpезапpавленными каpтpиджами не пpобовал, хотя по моим наблюдениям они иногда дают даже более толстый слой тонеpа… Мелкая шкуpка, очищенный бензин или ацетон для обезжиpивания … Бумага… Я пользуюсь листками из жуpнала Stereo&Video. Там очень тонкая мелованная бумага. Типогpафская кpаска не мешает. Hа обычной каландpиpованной бумаге тоже пpобовал, но получается отвpатно… Финская меловка (~80 г/м) вpоде бы подходит, но pазмокает слишком медленно… Пpоцесс: Печатается на тонкую меловку зеpкально пеpевеpнутый pисунок платы. Стеклотекстолит выpезается под pазмеp платы с полями минимум по сантиметpу с каждой стоpоны и зачищается кpуговыми движениями шкуpкой. Главная задача — покpыть всю повеpхность меди микpоцаpапинами, чтобы она казалась как бы матовой. После зашкуpки обезжиpить тщательнейшим обpазом, а заодно убpать всю пыль,даже из цаpапин…Стеклотекстолит кладется медью на тонеp и бумага обоpачивается и фиксиpуется скотчем чтобы не съехала пpи пpишкваpивании. Hужен легкий натяг, но пеpетягивать вpедно…Иногда полезно обеpнуть полученный бутеpбpод еще одним листом писчей бумаги для того, чтобы уменьшить веpоятность того, что под утюгом бумага с тонеpом «поедет». Плата кладется тонеpной стоpоной ввеpх. Hа нее плоскостью ставится пpогpетый утюг секунд на 20-30, чтобы стеклотекстолит пpогpелся… Потом pебpом утюга с умеpенным нажимом (тут надо pуку набить экспеpимен- тально) несколько pаз тщательно пpоходится вся повеpхность. Если пеpежать тонеp pастекается в стоpоны и pисунок получится pазмазанным, если недожать — может не пpилипнуть… Hа плату 10×10 см у меня уходит около 2-3 минут… После того, как остыла, плата кладется в теплую воду минут на 20-30, после чего pазмокшая бумага легко удаляется, оставляя тонеp на плате, а меловой слой на тонеpе. Если бумага pаскисла и оставила лохмотья, их можно скатать подушечкой пальца под водой. Hоpмально пpиставший тонеp даже ногтем скоpябать тяжко, так что если под пальцем что то отвалится — значит недогpели или недожали в пункте 5… 😎 Mеловой слой на повеpхности тонеpа игpает pоль дополнительной маски, котоpая закpывает поpы в тонеpе, но если недоpазмочить, то он может закpывать и отвеpстия под последующее свеpление(я всегда их делаю, потому как это потом избавляет от накеpнивания). Сушится без нагpева, тонеp имеет свойство отваливаться если мокpую плату сушить под лампой или на батаpее… Hепpопечатки подpисовываются несмываемым маpкеpом. Полезно взять заpанее все имеющиеся, наpисовать ими полоски на ненужном куске стеклотекстолита и кинуть в хлоpное железо. Пpимеpно половина встpечавшихся мне маpкеpов с хаpактеpным запахом чего то типа толуола подходят для этого неплохо. Во всяком случае минут 5 деpжат, если не теpеть… BTW: у меня непpопечатки появляются максимум на одной плате из 10… 😎 Если меловой слой где то пpикpыл отвеpстия (на сухой плате это видно пpекpасно) — можно его аккуpатно с них убpать иголочкой… Тpавится в подогpетом pаствоpе хлоpного железа. Раствоp должен быть достаточно концентpиpованным, я одну объемную часть кpисталлов на глазок заливаю двумя частями гоpячей (60-70 гpадусов) кипяченой воды и после полного pаствоpения фильтpую… Темпеpатуpу выше 50 гpадусов не делал никогда, уже пpи 40-50 на тpавление уходит всего несколько минут, а пpи более гоpячем pаствоpе тонеp и поплыть может. Теpеть плату ватным тампоном нежелательно, лучше покачивать, но надо следить, чтобы не осталось воздушных пузыpьков на повеpхности… После тpавления тонеp удаляется чем нибудь (я пользовал смывку для лака для ногтей или аэpозоль Flux-Off котоpый стал pегуляpно появляться на pынке в Митино). После этого свеpлится, обpезается и так далее, как обычно… Пpовеpено, pаботает. Если хлоpное железо не севшее, то пpактически никогда не подтpавливается. Доpожки уже 0.5 мм могут не получиться, я обычно делаю в pайоне 0.8мм. Двухстоpонние платы делать пpосто не пpобовал — не очень то и надо было, хотя не исключаю что пpи известной аккуpатности и тщательном совмещении листов на пpосвет пеpед закладкой между ними текстолита удастся сделать и их…Единственное — не пpедставляю как фиксиpовать пpи этом (может быть узкие Полоски двухстоpоннего скотча на полях?)

 

Рисование печатных плат

Рисую плоттеpным pапидогpафом 0. 3 мм на скоpости пpимеpно 5-7 см/сек. В качестве чеpнил - чего только не пеpепpобовал (цапон, битум, нитpоэмаль), остановился на насыщенной спиpтоканифоли. Чеpтёжный узел плоттеpа избавил от пpужины пpижима, но утяжелил — иначе пpоцаpапываются pанее наpисованные доpожки. Пеpед pисованием плату обезжиpиваю сначала ацетоном, а потом спитpом. Hе спpашивайте почему — но на pезультате сказывается. И никакой_шкуpки_ !! После pисования даю пpосохнуть часик или, если теpпения не хватает, помогаю пpомышленным феном 🙂 Тpавлю в _веpтикальной_ кювете 3x40x40 см гоpячим (~50гpадусов) pаствоpом хлоpного железа. По дну кюветы пpоведена пластиковая тpубка с несколькими мелкими отвеpстиями. В неё подаю воздух для пpемешивания. Вpемя тpавления 5-7 минут. Вообще замечено, что чем тоньше фольга на плате, и чем концентpиpованнее pаствоp, тем лучше pезультат.То есть меньше подтpав. Лучшие pезультаты даёт пpименение импоpтного стеклотекстолита :))Разpешение получается лучше, чем 0. 012 дюйма.

Печатные платы с помощью фотоpезиста.

Есть такие балончики немецкой фирмы CRAMOLIN с надписью POZITIV. Это и есть фоторезист… процесс до безумия простой — берем печатку, поливаешь её из балончика — сушишь минут 15-20… потом берешь печатаешь на прозрачной пленке для лазарников саму печатку ( можно сразу из РСАDа), накладываешь пленку на высушенный слой этого резиста — и под киловатный софит (лампа такая для фотографов) на 30-35 минут. Потом снимаешь пленку (фотонегатив своеобразный) и печатку в раствор едкого калия (благо он продаеться тамже где и сам балончик) — то что засветилось смываеться и остаеться то что остаеться. Короче точность и ширина линий не хуже как при заводской печати!

Печатать надо на бумаге от факса:

Печатать надо на бумаге от факса, теpмопокpытие в воде слетает только шум стоит. Hу или накpайняк на вощенной бумаге, но с нее может посыпаться еще в пpинтеpе.

А вообще удобнее не рисовать   шприцем.

Берем мягкую пластиковую бутылочку, например, из-под клея, в крышку ей заделываем достаточно жесткую трубочку диаметром 3-4мм и длиной 15-20см (я использовал пластикатную трубочку + кусок стержня от авторучки), на ее конец надеваем (надежно:) иглу от шприца. Иглу предварительно спиливаем под прямым углом. Одной рукой давим на бутылку, второй — рисуем. При отпускании бутылки краска втягивается в иглу - капель/клякс не бывает. Краска — эмаль ЭП52 или аналогичная, разбавляется по мере надобности. Дает очень плотный и ровный след, и легко смывается (не растворяется, а именно слазит пленкой) после травления спиртом/ ацетоном/ растворителем/ etc. После работы игла затыкается стальной проволочкой до следующего раза, не засыхает долго.

Рисование печатных плат.

1.Рейсфедер из тонкой (внутримышечной?) иголки от шприца (слегка укоротить, и зашкурить кончик) и хорошо промытого стержня от шариковой ручки (без пишущего узла,только трубка). Трубка «засунута» в то место иголки, которым она одевается на шприц. В отличие от стеклянного — не крошится и не царапает плату.

2.Еще похожий ваpиант -одноpазовый шпpиц с иголкой без поpшня Пpеимущество — большой pезеpвуаp, запpавил один pаз и pисуй скольк влезет. Hадоело pисовать — воткнул поpшень и выдавил остатки лака назад в пузыpек. Опять же, легко пpомывать иголку ацетоном используя тот же поpшень.

3.Самый пpостой и быстpый ваpиант( возможно не самый лучший) — это скоч . Постоянно его использую:технология тpевиальна — плата покpывается слоем скоча( не все виды подходят!), потом по нанесенному чем-либо pисунку доpожек обводят их либо остpым ножом, либо гоpячим выжигателем(с остpым нагpевательным элементом). Последним обводить намного удобнее, затем ненужные участки пpосто снимаются, а остальное — в pаствоp хлоpного.. После тpавления — слой скоча элементаpно снимается, и готовая плата!

4.Так же рисуют стеклянными рейсфедерами, пишущими узлами от шариковых авторучек (удалив предварительно шарик иголкой), спичкой, пером (антиквариат),принтер,перманентные маркеры(не все,но есть специально для этого предназначенные). Для нанесения рисунка применяются — нитрокраска, тонер, тушь, битумный лак. Я лично пользуюсь лаком для ногтей - прекрасно смывается горячей водой.

---

Из материалов сайта Волгоградских радиолюбителей RA4A.

Используются технологии uCoz

Какой химический раствор используется при травлении печатных плат?

При изготовлении печатных плат концентрированная соляная кислота ИЛИ концентрированная азотная кислота используется для процесса травления. Это удалит нежелательную медь. В современном процессе эта ненужная удаленная медь собирается в барабане и перерабатывается для меднения.

 

В этом отрывке мы сосредоточимся на химическом растворе, используемом при травлении печатных плат. Пожалуйста, проверьте и прочитайте, чтобы узнать больше о химическом растворе, используемом в печатных платах. давайте начнем!

Если вы хотите заказать печатную плату, пожалуйста, проверьте и оформите заказ онлайн.  

 

Какие типы химических растворов используются при травлении печатных плат?

 

Скорость травления стабильна. Он особенно подходит для получения правильной топографии и чистоты при выравнивании горячим воздухом. Не пенится и распыляется.

 

150 MG травитель для меди

Это проверенный травитель, специально разработанный для травления меди при изготовлении печатных плат при массовом производстве. Химикаты MG Etchant основаны на соединениях аммиака в точно подобранных пропорциях. Может применяться распылением или погружением.

 

1932 Очиститель для никеля

Водный раствор кислых химических компонентов, используемый для восстановления паяемости никелированных поверхностей и поверхностей из никелевых сплавов. Потускнение можно удалить, погрузив деталь на 15-20 секунд при комнатной температуре. Время погружения можно сократить, если раствор подогреть до 74°C. После обработки деталь следует тщательно очистить струей горячей воды, а затем погрузить в холодную или горячую воду.

 

6401 Средство для удаления припоя

Средство для удаления припоя на кислотной основе, предназначенное для удаления олова, олова/свинца и свинца с печатных плат. Он чрезвычайно экономичен и вмещает более 15 унций. за гал. без пополнения. Он содержит уникальный стабилизатор, систему ингибиторов меди, которая уменьшает травление основного металла во время зачистки.

 

6810 Стриппер Resist

Это концентрированный щелочной раствор, специально разработанный для удаления щелочерастворимых сухих пленок и красок для трафаретной печати с печатных плат. Он не содержит органических растворителей и может использоваться в погружных баках и распылительном оборудовании.

 

8200 Пеногаситель

Это щелочной, несиликоновый пеногаситель (подавитель пены), используемый в сочетании со всеми растворами щелочных растворителей и проявителей. Рекомендуется для использования в конвейерных опрыскивателях. Он работает в широком диапазоне температур, что позволяет использовать его там, где необходимо контролировать чрезмерное пенообразование.

 

6109 Lacoquer

Это быстросохнущая смолистая система, предназначенная для защиты печатных плат и других электронных компонентов от окисления. Он защищает и сохраняет паяемость металлических поверхностей и оставляет смоляное покрытие, которое полностью совместимо почти со всеми флюсами на основе канифоли.

 

Какие химические вещества используются для разработки ПХД?

 

Наряду с чистящими средствами следует отметить химические вещества, используемые при разработке печатных плат.

 

Пополнение

В процессе сборки печатная плата изнашивается. Использование на нем пополнителя поможет заставить плату нормально работать во время разработки.

 

Медь может оголяться в процессе сборки, а наполнитель существенно нейтрализует, осветляет и восстанавливает баланс между компонентами проявителя.

 

Очистители Химические вещества для производства печатных плат

В процессе разработки печатных плат очистители используются для нанесения сухой светостойкой пленки. Это очень важно для печатных плат, поскольку придает плате способность противостоять травлению или повреждению растворителями при воздействии света.

 

Пеногасители

Пеногасители используются для уменьшения естественной пены, образующейся при распылении и других пенообразующих химикатах, используемых в процессе производства печатных плат. Они в основном используются во время разработки и зачистки.

 

Как проводить травление печатных плат химикатами?

 

Процесс кислотного травления

Кислотный метод используется для травления внутренних слоев жесткой печатной платы. Этот метод включает химические растворители, такие как хлорид железа (FeCl3) ИЛИ хлорид меди (CuCl2). Кислотный метод более точен и дешевле, но требует больше времени по сравнению со щелочным методом. Этот метод реализован для внутренних слоев, потому что кислота не вступает в реакцию с фоторезистом и не повреждает нужную деталь. Кроме того, подрезы в этом методе минимальны.

 

Подрезы — это боковая эрозия протравленного материала под защитным слоем олова/свинца. Когда раствор попадает на медь, он атакует медь и оставляет защищенные дорожки. Дорожки защищены либо гальваническим покрытием, либо фоторезистом. На краю дорожки всегда есть некоторое количество меди, удаленной под резистом, это называется подрезом.

 

Травление хлоридом меди

Хлорид меди является наиболее широко используемым травителем, поскольку он точно вытравливает мелкие детали. Процесс с хлоридом меди также обеспечивает постоянную скорость травления и непрерывную регенерацию при сравнительно меньших затратах.

 

Максимальная скорость травления системы хлорида меди достигается при использовании комбинации систем хлорид меди-хлорид натрия-HCl. Эта комбинация обеспечивает максимальную скорость травления 55 с для 1 унции меди при 130°F. Следовательно, этот тип травления используется для травления тонких линий внутренних слоев

Хотите узнать знание печатных плат? Проверьте и прочитайте больше.  

Как создать средство для травления печатных плат, которое автоматически улучшается после каждого использования « Mad Science :: WonderHowTo

• org/Person»> Автор Уильям Финукейн
• 20.05.12 11:18

Травление собственных печатных плат доставляет массу удовольствия, но для травления требуются сильнодействующие химикаты для растворения медного покрытия на пустых печатных платах. Обычный раствор хлорида железа работает хорошо, но может быть дорогим и оставляет стойкие пятна. К счастью, мы можем приготовить собственный травитель дома с помощью обычных химикатов! Более того, наш новый травитель приобретет зловещий зеленый цвет, а не тусклый коричневый цвет хлорида железа.

Материалы

• Соляная кислота
• Перекись водорода

Шаг 1 Приобретите химикаты

Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Обычно это 3% раствор для медицинских целей. Это будет хорошо для травления. Если у вас более высокая концентрация перекиси водорода, обязательно разбавьте ее до 3%, прежде чем что-либо смешивать.

   Фото Apartment Therapy

Соляная кислота доступна в большинстве хозяйственных магазинов. Он используется в бассейнах и в качестве разбавителя краски, среди прочего. Соляная кислота — это всего лишь 30% раствор соляной кислоты в воде.

   Фото Джо Нортона

Предупреждения

• Не прикасаться, не вдыхать и не глотать соляную кислоту!
• При открывании бутылки с кислотой используйте средства защиты органов дыхания.

Этап 2. Смешивание

Смешайте две части разбавленной перекиси водорода с одной частью соляной кислоты. Готово!

Перекись водорода действует как окислитель, позволяя кислоте разъедать медь. Поместите плату для гравировки в новый раствор и смотрите, как она работает! Ваша плата будет травиться подозрительно быстро, но не волнуйтесь, это то, что должно произойти!

После первого травления вы должны заметить, что раствор начинает приобретать светло-зеленый оттенок. Это медь, которая растворилась в растворе. Этот зеленый цвет будет становиться глубже с каждым использованием. Растворенная медь образует хлорид меди, который сам по себе может быть использован для травления металла.

   Фото vkoudymov

Выдержать соотношение перекиси водорода и соляной кислоты при многократном травлении достаточно сложно. Оба раствора содержат воду, и сама реакция травления дает воду. Поскольку я не химик, ниже воспроизведена некоторая химическая информация о травлении хлоридом меди.

Перекись водорода в качестве пополнителя

Это цитата непосредственно из RD Chemicals:

«Система пополнения перекисью водорода (h3O2) была популярна в фотохимической промышленности. Использование этой системы требует надежной системы управления, как для компоненты, необходимые для пополнения системы, перекись водорода и соляная кислота

Использование перекиси водорода также дает более чистый хлорид меди без примесей хлорида натрия (NaCl), но уровень соляной кислоты необходимо тщательно контролировать по мере ее потребления. в части регенерации реакции. Этот метод пополнения также страдает от того факта, что чрезмерное пополнение перекисью водорода может привести к образованию свободного газообразного хлора ».

Перейдите по этой ссылке для получения дополнительной информации.

Если вы хотите получить максимальное количество меди в своем растворе хлорида меди, ознакомьтесь с этим замечательным руководством.

Предупреждения

• Если вы этого не поняли, испорченный раствор может привести к выделению газообразного хлора, который является химическим оружием и весьма опасен. Не связывайтесь с добавлением большого количества перекиси водорода в раствор, если у вас нет надежного способа измерения содержания раствора. Всегда выполняйте опасную химию снаружи или под вытяжным шкафом.
• Кроме того, при плавлении ПВХ может выделяться газообразный хлор. Не используйте лазерную гравировку на блокнотах из молескин!

Перекись водорода нестабильна и очень быстро разрушается под воздействием света (отсюда и непрозрачная коричневая бутылка в аптеке). Храните травильный раствор в герметичном непрозрачном контейнере, чтобы сохранить соотношение химических веществ. При воздействии света соотношение будет нарушено, и ваш протравитель будет работать со скоростью улитки.

Признание невежества и стремление вперед

Мне катастрофически не хватает знаний в области химии, но одна вещь, связанная с травлением хлорной меди, привлекла мое внимание. Вы можете контролировать содержание соляной кислоты, проверяя проводимость раствора, как и в нашем проекте автоматического сада!

Вам придется откалибровать желаемое напряжение на основе эмпирических тестов со скоростями травления, но теоретически вы можете контролировать уровень HCL с помощью аналогового входа Arduino. Перекись водорода контролируется измерителем окислительно-восстановительного потенциала (ОВП). Эти метры не дешевы, но они достижимы.

Подключите выход к контроллеру Arduino, и вы сможете автоматизировать дозирование соляной кислоты и перекиси водорода, чтобы поддерживать травитель в идеальном рабочем состоянии. Не забудьте закрыть весь резервуар с кислотой, чтобы свет не мог проникнуть внутрь и разрушить перекись водорода.

   Фото с сайта 5pcb.com

Если вы сможете все это провернуть, вы, по сути, получите травитель заводского качества, который не нужно тщательно утилизировать, поскольку его можно использовать повторно. Ингредиенты дешевые и доступные. Самое сложное — определить идеальное соотношение химикатов, как только вы начнете травить.

В ближайшем будущем я планирую провести еще несколько экспериментов с этим травителем. Если мы сможем стабилизировать химические рационы с помощью диспенсера Arduino, у меня будет бесконечный резервуар для травления, и мне больше никогда не придется работать с травильными кислотами! Ура для безопасности.

   Изображение Simpsons Wiki

В этом случае безопасность наступит после очень тщательной и ненадежной химии, поэтому, если вы решите взяться за этот проект, всегда надевайте химические защитные средства для рук, тела и лица. Не забывайте о защите глаз!

Вопросы? Обеспокоенность?

Как травить платы? Дайте нам знать в комментариях ниже или опубликуйте тему на форуме для потомков. Если у вас есть какие-либо вопросы, предложения или исправления, не стесняйтесь писать мне лично.

Не забудьте! В настоящее время мы принимаем заявки на участие в нашем фотоконкурсе, чтобы получить шанс выиграть свой собственный комплект очков для осознанных сновидений! Просто разместите на пробковой доске изображение проекта, который вы сделали или над которым сейчас работаете. Все проекты приветствуются. Вот мой пример записи.

Основное фото Wired

Хотите освоить Microsoft Excel и поднять перспективы работы на дому на новый уровень? Сделайте рывок в своей карьере с нашим Премиум-комплектом обучения Microsoft Excel от А до Я в новом магазине Gadget Hacks Shop и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам инструкций от базового до продвинутого по функциям, формулам, инструментам и многому другому.

Купить сейчас (скидка 97%) >

Другие выгодные предложения:

• Скидка 97 % на The Ultimate 2021 White Hat Certification Bundle
• Скидка 98 % на комплект Accounting Mastery Bootcamp 2021
• Скидка 99 % на The All-in-One Data Scientist Mega Bundle 2021
• Скидка 59 %: XSplit Lifetime Подписка (Windows)
• Скидка 98 % на пакет сертификации Premium Learn To Code 2021
• Скидка 62 % Программное обеспечение MindMaster Mind Mapping: бессрочная лицензия
• Скидка 41 % NetSpot Home Wi-Fi Analyzer: пожизненные обновления

Оставьте первый комментарий

• Горячий
• Последний

Руководство по различным решениям для травления печатных плат

Руководство по различным решениям для травления печатных плат

Протравленные печатные платы

ошибок не так много, как при выдержке и разработке.

Протравливаем ПХБ персульфатом натрия, который растворяют в концентрации 220 грамм на литр примерно в 45 градусах теплой воды. Раствор для травления мы всегда готовим свежим, травитель для него достаточно недорогой. Вы также можете использовать раствор для травления печатных плат несколько раз, пока производительность травления печатных плат не снизится. Не выбрасывайте использованный травильный раствор в канализацию, а соберите его и отнесите в пункт утилизации опасных отходов!

Используйте плотно закрывающуюся пластиковую банку с защелкивающейся крышкой во время травления печатной платы

Поместить плату в травитель можно разными способами, можно использовать плотно закрывающуюся пластиковую банку с защелкивающейся крышкой, которую постоянно слегка встряхивают во время травления печатной платы раствором.

Здесь требуется небольшая осторожность: после закрытия крышки оставшийся в банке воздух нагревается и расширяется, что обычно выталкивает несколько капель каустика наружу. Я всегда делаю это в старой раковине в подвале, требуются латексные защитные перчатки, защитные очки и старая одежда! Через короткое время медь приобретает матовую структуру в местах травления.

Печатную плату необходимо хорошо промыть водой и высушить, после чего ее можно сверлить.

После сверления (конечно, это больше не относится к чисто SMD-платам) необходимо удалить оставшийся фоторезист. Это можно сделать либо с помощью спирта, либо путем повторного воздействия УФ-светом без шаблона и последующего проявления.

Мы обычно покрываем готовую плату лаком для пайки SK10, это защищает плату от коррозии, и печатные платы очень легко паять. Тем не менее, вы должны дать паяльному лаку высохнуть в течение нескольких часов, иначе он будет немного липким и чувствительным к отпечаткам пальцев.

Конечно, это всего лишь один из простых способов травления печатных плат, конечно же есть и другие варианты, ведущие к той же цели. Для большего количества досок вам лучше проконсультироваться с нами напрямую.

Обеспечение здоровья и одежды в процессе травления печатных плат

Для создания печатных плат (например, прототипов) необходимо соблюдать некоторые меры по обеспечению здоровья и одежды. При травлении печатных плат следует надевать фартук и кислотостойкие перчатки для защиты рук и одежды от кислоты. После того, как работа по травлению печатной платы завершена, убедитесь, что химикаты утилизированы должным образом (специальные отходы), а не просто смыты в раковине.

При печати макета на струйном принтере, например. CANON IP4600, необходимо выбрать самое высокое разрешение, чтобы дорожки печатных проводников стали непрозрачными.

Подготовка к травлению печатной платы

Создание топологии печатной платы

С помощью программы компоновки, напр. Например, «Цель SMART», макет создается и печатается на пленке. При необходимости необходимо распечатать две распечатки и расположить одну над другой так, чтобы чернота распечатки была достаточно глубокой. Важно убедиться, что при создании одностороннего макета распечатка обычно представляет собой нижнюю сторону платы, а не сторону компонентов. Для шаблонов, которые были напечатаны или доступны на бумаге, вы можете сделать макет прозрачным с помощью статьи КОНТАКТ 243 (Pausklar 21) и, таким образом, упростить экспозицию.

Воздействие на печатную плату

Защитная пленка снимается с печатной платы с фотопокрытием, помещается на пленку макета (сторона печати) и экспонируется. Экспонирование будет хорошо работать и без экспонирующего блока, если вы поместите плату на не слишком мягкую поролоновую прокладку, а затем положите макет на печатную плату. Чтобы макет не скользил, положите поверх него стеклянную пластину. Чем ближе разводка печатной платы к печатной плате, тем точнее будет экспозиция. Спектральная чувствительность фотопокрытия составляет около 400 нм. Время экспозиции зависит от источника света и расстояния до него.

Переэкспонирование не является проблемой при использовании качественного основного материала. С другой стороны, недодержка усложняет или препятствует получению качественного результата при проявке.

Проявление печатных плат

Подготовьте ванну для проявителя: добавьте 10 гр. От разработчика до ок. 1,1 л теплой воды (ок. 40-50°) и хорошо размешать. В контейнере должно быть достаточно места, чтобы пальцы с печатной платой без проблем поместились. Прежде чем погружать открытую печатную плату в ванну с проявителем, наденьте перчатки. Если разводка печатной платы имеет резкий контур, следует немедленно вынуть плату из ванночки для проявителя и тщательно промыть ее чистой водой. Если в ванночке для проявителя больше нет свежести, полезно медленно перемещать плату вверх и вниз в ванне для проявки во время проявления. Следите за тем, чтобы при полоскании вы не протирали тряпкой, так как это может смазать контуры макета.

Если макет «полетел» из-за того, что проявочная ванна была слишком крепкой или плата находилась в проявочной ванне слишком долго, можно снова покрыть плату фоторезистом КОНТАКТ 235 (положительный 20) после того, как она была освобождена от проявителя. проявитель и высох слишком густо) и повторить процедуру экспонирования и проявления.

Процесс травления печатной платы

Контейнер, напр. наполняет чашу для травления из арт. «набор для проявки» горячей водой (ок. 50-60°). На 100 гр требуется около 0,4 л воды. травителя. Оба должны перемешиваться до тех пор, пока травитель полностью не растворится. Чем быстрее завершается этот процесс, тем горячее остается травильная ванна, что ускоряет сам процесс травления. Следует отметить, что поднимающиеся водяные пары не вдыхаются.

В зависимости от температуры травильной ванны прибл. На процесс травления следует запланировать 15-30 минут. Важно, чтобы при перемещении платы в ванне для травления печатных плат были надеты кислотостойкие перчатки. При повороте печатной платы в травильную ванну поступает некоторое количество кислорода, что ускоряет процесс травления печатной платы.

Успешного процесса можно достичь с помощью статьи «Устройство для травления 1», не вмешиваясь самостоятельно, но имея возможность наблюдать за процессом травления.

Ход процесса травления печатной платы для эпоксидных плат можно определить по тому, что контуры макета выделяются, а плата выглядит прозрачной. Если желаемая компоновка достигнута и между проводящими дорожками больше нет соединений, процесс травления должен быть прекращен. Затем печатную плату промывают чистой водой (по-прежнему в кислотостойких перчатках) и сушат бумажными полотенцами или сжатым воздухом.

Проводящие дорожки, которые теперь покрыты фоторезистом, можно снова экспонировать, а затем поместить в проявочную ванну, чтобы выявить чистую медь. После удаления фоторезиста с меди плату необходимо очистить и высушить. В качестве альтернативы остатки фоторезиста также можно использовать, например, с Спиртом, ацетоном или спиртом можно удалить.

Чтобы защитить токопроводящие дорожки от коррозии, мы рекомендуем покрыть плату защитным лаком, напр. КОНТАКТ 227 (припой лак СК 10).

Теперь плату можно просверлить, собрать, а затем протестировать или использовать.

Преимущества решения для травления печатных плат

Все просто: вы построили хорошую схему на макетной плате, но все это выглядит не очень профессионально. Что может быть более очевидным, чем профессионально выгравировать схему на печатной плате? Выглядит лучше и не так подвержен ошибкам, потому что любой, кто когда-либо строил полную европлатину с испорченной проволокой, заметит, как утомительно перепаивать начавшуюся проволоку.

А теперь к травлению:

Принцип очень прост: пленка, на которую нанесены дорожки проводников, используется для экспонирования светочувствительной платы.

В результате нанесенный фоторезист становится хрупким в местах попадания света. Это удалит краску с хрупких участков. Затем медь удаляется в процессе травления печатной платы в местах, где краска была разрушена.

Создание слайда:

Мы не будем вдаваться в подробности. Существует множество программ, с помощью которых можно разработать макеты печатных плат. В качестве примера можно назвать Орла. На сайте производителя есть бесплатная версия. С помощью этих программ рисуется принципиальная схема и создается макет.

Наносится на пленку с помощью принтера (Внимание: для струйных принтеров вам понадобится специальная пленка).

Лучше всего распечатать пленку дважды и склеить эти две распечатки. Это необходимо, потому что краска обычно не покрывает достаточно, и проводящие дорожки будут изнашиваться при травлении.

Открытие печатной платы:

Печатная плата представляет собой пластиковую пластину с медным покрытием и фоторезистом. Эта краска становится хрупкой под воздействием света.

Первое, что нужно сделать, это распилить печатную плату. Потом это выставляется. Лучше всего это делать с помощью галогенного прожектора (я использую прожектор мощностью 500 Вт с расстоянием 1,50 м). С печатной платы снимается защитная пленка и на нее помещается печатная пленка (примечание: после этого убедитесь, что медная сторона является нижней стороной, поэтому положите ее вверх дном). Теперь включается галогенный прожектор. Вы должны выяснить время выдержки самостоятельно (желательно с небольшими тестовыми образцами), так как оно зависит от производителя печатной платы. Важно отметить, что вы должны снять стеклянную пластину с галогенного прожектора.

Что делает фоторезист хрупким, так это УФ-излучение, а стекло фильтрует УФ-излучение.

Для создания рамки для экспонирования

Проявка печатной платы:

После экспонирования печатная плата должна быть проявлена. При этом снимается хрупкий фоторезист и остается только тот лак, где не было света.

Заранее одно замечание: кислоты, используемые в следующих описаниях, не очень приятны для кожи, поэтому: перчатки!

Помещается в количестве, указанном на упаковке (примерно 1 ложка на литр воды) в пластиковую емкость и растворяется в воде. Кстати, лучше всего это делать, когда печатная плата открыта.

После экспонирования печатная плата немедленно помещается в раствор, иначе она будет переэкспонирована и, следовательно, непригодна для использования. Через некоторое время в растворе можно увидеть, как ломкая краска снимается и отделяется от платы (места, где еще есть улыбка, затемнены встроенным красителем). Небольшое перемешивание помогает. Если вы можете четко видеть структуру проводящих дорожек (в виде темных линий), печатная плата полностью сформирована. Если ее оставить слишком долго, она будет переразвита.

После извлечения платы из раствора ее промывают водой.

Кислоту можно использовать только в течение нескольких часов, после чего она израсходуется.

Однако он относится к опасным отходам, а не к канализации.

Травление печатной платы:

Теперь нужно только протравить печатную плату (т.е. удалить медь в открытых местах).

Поставляется в виде порошка и должен быть растворен в воде. Этот раствор для травления печатной платы можно использовать от нескольких месяцев до нескольких лет. Однако их не следует хранить в герметичном контейнере. Я просто вставил велосипедный вентиль в крышку.

В качестве контейнера для травления я использую просто квадратный футляр из плексигласа. Но обычная чаша тоже подходит.

Жидкость следует предварительно подогреть (лучше всего просто поместить емкость для хранения в горячую ванну). Так решение работает лучше. Затем раствор заливают в емкость для травления. Теперь все, что вам нужно сделать, это вставить печатную плату (связать ее, тогда ее будет легче достать).

Печатная плата готова прибл. 30-45мин. Медь была удалена со всех открытых участков. Теперь плата промывается водой и сушится.

Вы можете ускорить процесс травления, поместив шланг в контейнер для травления и подключив его к воздушному насосу (например, для аквариумов). Возникающая в результате подача кислорода ускоряет процесс травления. На левом рисунке показаны готовые печатные платы.

Грязные пятна выходят из-под старого раствора для травления печатных плат. Но для иллюстрации достаточно.

Доработка:

Теперь необходимо просверлить отверстия для компонентов.