Схемы металлоискателей MD4U http://md4u.ru/ |
|
Статья о растворах для травления http://md4u.ru/viewtopic.php?f=93&t=2171 |
Страница 1 из 1 |
Автор: | deradox [ Пт: 18 июл 2008 12:53 ] |
Заголовок сообщения: | Статья о растворах для травления |
С.Маркин. Как травить платы? Химия и жизнь, N7 1990 г. с 76-77. В потоке читательских писем, приходящих в редакцию "Химии и жизни", не последнее место занимают вопросы радиолюбителей о способах химического травления медненых плат. Какими растворами травить? Какие химические процессы при этом протекают? Как получить или чем заменить те или иные реактивы? Попытаемся ответить на эти и другие вопросы читателей в одной заметке. В непромышленных условиях в качестве травителя для плат наибольшее распространение получил раствор хлорного железа. Эта соль в водном растворе окисляет медь: FeCl3+Cu => FeCl2+CuCl, а затем и образовавшийся хлорид одновалентной меди: FeCl3+CuCl => FeCl2+CuCl2. В свою очередь хлорид двухвалентной меди взаимодействует с металлом: CuCl2+Cu => 2CuCl. Концентрация используемого раствора 400 г/л, рабочая температура до 35 |С. Регенерации использованный раствор не поддается*. * Разумеется, в химической лаборатории можно регенерировать любой раствор но расход средств и времени на такую регенерацию будет таков, что дешевлe и проще приготовить свежие растворы Травить можно и раствором персульфата аммония (200--250 г/л) с добавлением концентрированной серной кислоты (4--5 мл/л, кислоту лить в раствор, а не наоборот!): (NH4)2S208+Cu => (NH4)2S04+CuS04. Наилучшие температуры этой реакции -- до 50 |С. Для более полного использования реактива раствор надо подщелочить аммиаком и охладить до 5 |С. При этом выпадают в осадок кристаллы состава CuS04*(NH4)2S04-6H20. Распространен также раствор на основе хлорида двухвалентной меди СuCl2. Как уже сказано, эта соль тоже способна окислять медь. Получающийся хлорид одновалентной меди CuCl нерастворим в воде, поэтому в раствор добавляют, например, хлорид аммония в количестве 145--150 г/л или хлорид натрия (160--165 г/л), с которыми CuCl образует хорошо растворимые соли с не очень устойчивым комплексным анионом [СuCl2][-]. Исходная концентрация CuCI2 100--150 г/л, рабочая температура 45--50 |С. Существенно, что 100 граммам CuCl2 эквивалентна смесь 185 г медного купороса CuS04*5H20 и 85 г поваренной соли. Эти компоненты (не забудьте про хлорид меди для образования комплекса!) растворяют в горячей (около 80 |С) воде. Сразу после остывания раствор готов к применению. Медно-хлоридный раствор обладает еще и тем преимуществом, что его можно регенерировать. Для этого 1/7 часть отработанного раствора сливают, оставшуюся часть подкисляют концентрированной соляной кислотой (20--25 мл/л), добавляют разбавленный 1:6 пергидроль* (110--115 мл/л) и перемешивают раствор воздухом (например, с помощью микрокомпрессора) 20--30 минут. При этом происходит реакция: 2CuCl+H202+2HCl => 2CuCl2+2H20. * Пергидроль водорода - это 30 %-ный раствор пероксида. В заводских условиях применяют смесь соляной кислоты и 30 %-ного пероксида водорода в соотношении 1:3. После использования этот раствор практически не отличается по составу от отработанного медно-хлоридного. Однако дома копировать этот процесс не советуем. Такая смесь очень опасна в обращении -- при попадании ее на открытые участки тела неизбежен ожог, поэтому с раствором такого состава работать можно только в очках и резиновых перчатках, под вытяжкой. В домашней лаборатории намного безопаснее смесь концентрированной соляной кислоты, пергидроля и воды в соотношении 1:1:3. Сначала растворяют в воде пероксид, затем кислоту. Известен и такой рецепт: в 1 л холодной воды растворяют 20--25 таблеток гидроперита (твердое соединение пероксида водорода с мочевиной состава (NH2)2CO*H202), затем осторожно добавляют 100 мл концентрированной серной кислоты. Растворы такого рода -- самые "быстрые". Для сведения: в промышленном производстве печатных плат чаще всего применяют щелочной раствор солей меди, содержащий 65--110 г/л хлорида меди (II), 100--150 г/л хлорида аммония, 20--30 г/л карбоната аммония, 400--500 мл/л 25 %-ного раствора аммиака. Температура при травлении 45-- 50 |С. Реакция в этом случае такова: Сu(NH3)4Сl2+Сu=2Сu(NН3)2Сl. Отработанный раствор легко регенерируется при продувании в него воздуха: 4Cu (NH3)2Cl+02+4NH4Cl+4NH40H => 4Cu (NH3)4Сl2+6Н20. Вместо аммиачного медно-хлоридного раствора иногда применяют аммиачный медно-сульфатный раствор следующего состава: медный купорос 170--190 г/л, сульфат аммония 150--170 г/л, водный аммиак 400-- 500 мл/л. Рабочая температура также 45--50 |С, но травление меди в этом случае протекает медленнее. Несколько слов о реактивах. Раствор хлорного железа можно получить, например, так: 10 %-ной соляной кислотой заливают в открытом сосуде железные опилки (1 объем на 25 объемов кислоты) и оставляют на несколько дней (осторожно, при этом выделяется взрывоопасный водород!). Когда раствор приобретет желто-бурый цвет, он готов к работе. Два способа получения этой соли из доступных веществ уже были описаны в "Химии и жизни" (1985, No 10, с. 81--82). Остальные вещества придется покупать, доставать -- словом, кустарным способом их не синтезируешь. Персульфат аммония входит в состав фотографического ослабителя, поэтому его иногда можно купить в фотомагазинах. Медный купорос бывает в магазинах для садоводов, пероксид водорода -- в аптеках, хлорид натрия -- в продовольственных магазинах. Предположим, у вас есть все необходимые реактивы. Какой способ травления предпочесть? Для удобства сравнения основные характеристики растворов сведены в таблицу. Растворы Максималь-ная скорость травления,мкм/мин Емкость по меди, г/л* Боковое подтравливание, мкм железно-хлоридный 35 75 105 40--66 персульфатный 25 35 50--80 медно-хлоридный 15 10--20 40 60 аммиачный медно- хлоридный 20 25 60--80 20--30 * Предельно возможное увеличение содержания меди в растворе за счет ее вытравливания с платы. Помимо этих цифр, советуем принять во внимание и то, что при промывке плат после их травления хлоридом железа (III) остатки раствора легко гидролизуются с образованием труднорастворимых основных солей. Кроме того, материал основы способен адсорбировать ионы Fe[3+], что может ухудшать его изолирующие свойства. А вот растворы на основе солей меди смываются без осложнений. Не проливайте раствор FеСl3: очень нелегко удалить его яркие ржавые пятна с одежды, стен и эмалевого покрытия ванны. У персульфатного раствора также есть недостаток: неравномерный характер вытравливания. Работать с аммиачными растворами можно только на открытом воздухе или под тягой, что не слишком удобно. Некоторые составы мы не станем рекомендовать для работы в домашних условиях, сообщим же о них только для полноты картины. Например, существуют травильные растворы на основе хлоритов (эти соли взрывоопасны), на основе хромового ангидрида (он ядовит, да, впрочем, и взять его негде), на основе других, еще более редких веществ. И последнее. Для нанесения рисунка пользуйтесь покрытием, соответствующим условиям травления. В сильнокислых растворах лучше использовать кислотостойкую краску (например, НЦ-11), в слабокислых вполне подходит для защиты клей БФ-2. Если раствор будет нагреваться, целесообразно применить теплостойкую краску. С. МАРКИН Что читать о травлении плат: Ильин В. А. Технология изготовления печатных плат. Л., "Машиностроение", 1984. Верховцев О. Г., Лютов К. П. Практические советы мастеру-любителю. Л., Энерго-атомиздат, 1987. Химия и жизнь, N7 1990 г. с 76-77. ЗЫ: ежели не актуально то удаляйте |
Автор: | Serg_kk [ Пт: 18 июл 2008 23:03 ] |
Заголовок сообщения: | |
Хочу в этот раздел форума внести и свою скромную лепту. Вот уже последние 20 лет травлю по одной и той же технологии не требующей больших материальных затрат. Раствор всегда можно приготовить за 5 минут, хранить лет 10 (проверенно) и ко всему сказанному раствор практически не имеет ресурса. В нем отработанные продукты травления аккуратно ложатся на дно посуды. Как то 2 литрами раствора я работал 2 года потом ушел в армию вернулся через 2 года еще травил 1-2 года пока не разлил. А рецепт очень прост, правда я его не видел ни на одном радиолюбительском сайте. 2 столовых ложки МЕДНОГО КУПОРОСА 4 столовых ложки ПОВАРЕННОЙ СОЛИ 0.5 л теплой воды Если надо больше чел 0.5 л раствора, то все ингредиенты надо пропорционально увеличить. Травление будет проходить быстрее если раствор подогреть (например поставить банку в ванны с горячей водой). Но если не подогревать то ни чего страшного не произойдет все равно вы получите свою плату ну не за пол часа как если бы нагрели а часа за 2. Но лично я для ускорения травления пользуюсь эл.двигателем 220 вольт 1 оборот в минуту, привязываю платку к якорю дв. и вкл его. Травление происходит то же минут за 30 без всякого подогрева. Весь секрет в том что происходит постоянная конвенция раствора и смыв отработанных слоев с текстолита. Большой плюс данной технологии это то что раствор не разъедает руки при попадании на ткань ее не портит и почти не пахнет. После работы посуду следует плотно закрыть и поставить в темное прохладное место до следующего раза. Медный купорос можно приобрести в любом хозяйственном или садоводном магазине. |
Автор: | Random [ Пт: 18 июл 2008 23:19 ] |
Заголовок сообщения: | |
Serg_kk писал(а): А рецепт очень прост, правда я его не видел ни на одном радиолюбительском сайте. Это выше написано уже: Цитата: Распространен также раствор на основе хлорида двухвалентной меди СuCl2.
|
Автор: | totm [ Сб: 19 июл 2008 0:37 ] |
Заголовок сообщения: | |
Самый правильный вариант - азотная кислота. А все эти купоросы и хлорное железо придуманы для пионеров и радиокружков. 10-20% раствор азотной кислоты и все. Скорость травления от 5 до 20 мин., качество за счет естественного перемешивания, 100% использование реактива и денежные затраты в четыре раза меньше чем с хлорным железом. Единственный минус - выделение вонючих (и ядовитых) окислов азота. А потому в жилом помещении травить нельзя. |
Автор: | Daemon [ Сб: 19 июл 2008 14:35 ] |
Заголовок сообщения: | |
totm писал(а): Самый правильный вариант - азотная кислота.
Если бы она еще и продавалась в каждом хозмаге, то совсем не было бы вопросов |
Автор: | Коляй [ Ср: 23 июл 2008 23:38 ] |
Заголовок сообщения: | |
Насчет медного купороса и соли, так и не удалось быстро протравить. Обычно часа 3-5 травилось, а то и сутки. За это время лак уже отваливался. С кислотой не советовал бы. Дюже опасно. А тем более с перекисью и кислотой. Стоит ещё ацетончика добавить (хоть и случайно) и может быть ба-а-альшой ба-бах! Пока есть 3-х литровая банка хлорного железа кусками. Кончится, придёцо думать. А так нормально. 15-20 минут и всё готово и никаких подогревов и помешиваний. Но при условии что раствор свежий. Потом скорость заметно падает. |
Автор: | totm [ Чт: 24 июл 2008 0:36 ] |
Заголовок сообщения: | |
Цитата: Насчет медного купороса и соли, так и не удалось быстро протравить. Раствор должен быть очень крепким (аж пока не перестает растворяться соли 1 часть купороса 2 части кухонной соли) и горячим не меньше 50 градусов. Этот рецепт был актуален в советское время, когда купорос стоил копейки. Цитата: С кислотой не советовал бы. Дюже опасно. А тем более с перекисью и кислотой
Особенно с серной кислотой - это самая опасная для кожи из общедоступных. На втором месте - соляная (желудочный сок имеет до 10%) Но пары а так же газообразные продукты реакций с органикой ядовиты для вдыхания. На третьем месте - азотная - сильный окислитель, но раствор 10% при попадании на кожу никаких последствий не вызывает, а вот такая же концентрация серной оставит ожоги. При попадании небольшого количества азотной кислоты в питьевую воду она вызывает отравление, а вот от соляной ничего не будет, потому соляной к-той можно очищать посуду от накипи особо не переживая за последствия. |
Автор: | Коляй [ Чт: 24 июл 2008 8:56 ] |
Заголовок сообщения: | |
Ещё добавлю что в больнице специально стоял бак для питья, с раствором соляной кислоты. Для желудочников что ль, не знаю. Концентрацию тож не знаю, наверное мизерная. А вот пары, да! Чуть поглубже вдохнёшь, сразу кашель разбирает. Как там люди работают в этой гальванике! |
Автор: | BogAD [ Чт: 14 июл 2016 16:23 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Статья о растворах для травления |
Травление меди перекисью водорода в присутствие лимонной кислоты. Или "лимонка" Выбор лимонной кислоты вызван тем, что она: доступна, имеет достаточную силу и не пахнет. Более того, лимонная кислота образует прочнейший комплекс с медью, что исключает всякое влияние продуктов реакции на её скорость! А для ускорения процесса следует добавить не расходующийся хлорид натрия. А сейчас - уравнения... Суммарная реакция: Cu+ H3Cit +H2O2→ H[CuCit] +2H2O электрохимия: первая реакция Cu +Cit3-→ [CuCit]-+2e -0,083 В (14) Cit – здесь означает остаток лимонной кислоты [(CH2)2C(OH)(COO)3] Это значение ОВП своим минусом показывает, что медь должна растворяется в лимонной кислоте с выделением водорода, уходя в комплекс. вторая реакция H2O2+2e+2H+ → 2H2O +1,67 В (15) Если сравнить с уравнением (12) то ОВП (рассчитанный по формуле) - ниже, из-за того что при использовании лимонной кислоты кислотность раствора, снижается по сравнению с соляной (Снижение окислительного потенциала перекиси водорода вследствие не очень высокой силы лимонной кислоты.) Однако движущая сила процесса, внимание: 1,775 В, что является абсолютным рекордом! Достоинства Весьма высокая скорость травления. Не оставляет грязных пятен Процесс быстро протекает при комнатной температуре. не требуется труднодоступных реактивов: 3% перекись продаётся в аптеке, лимонная кислота – в гастрономе, а соль можно найти на любой кухне травильный раствор безопасен для тела и одежды это самый дешевый метод травления меди! Недостатки, куда же без них. Средний цитрат меди малорастворим и может выпасть в осадок в т.ч. на поверхность травления. Для предотвращения возникновения проблемы не следует экономить лимонную кислоту. Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора: В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм. Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается. Чем больше будет добавлено перекиси водорода (гидроперита) тем быстрее пойдёт процесс, но не переусердствуйте - раствор не хранится, т.е. повторно не используется, а значит и гидроперит будет просто перерасходован. Избыток перекиси легко определить по обильному «пузырению» во время травления. Однако добавление лимонной кислоты и перекиси вполне допустимо, но рациональнее приготовить свежий раствор. Вы можете использовать вместо лимонной и уксусную кислоту, но неприятный запах и меньшая скорость травления могут вас не устроить. ОВП реакции с уксусной кислотой 1,35В – что в принципе не так уж и мало, например в сравнении с ХЖ. |
Автор: | popka-ru [ Вт: 27 дек 2016 16:11 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Статья о растворах для травления |
травлю и медным купоросом и хлорным железом, быстро травится в любом из вариантов только при нагреве 80-95С*. восстанавливаю растворы добавляя обычную кухонную соль а не гвоздями как советуют многие. черный метал сразу гасит растворы и травление ноль, сколько бы медь там не лежала. сколько соли добавлять, это на усмотрение пользователя, можно и концентрат делать, будет еще лучше. в общем соли 200-300г. на 1л раствора. к сожалению с персульфатом ни один из способов не подходит для восстановления описанные в статьях, но и это не мешает его использовать до полного истощения даже в момент кристаллизации в белый осадок. все так же нагреваем не выше 70С*, и травление как свежим, ну может чуть медленнее. при каждом использовании в процессе нагрева, воду доливаем, любую. говорят что лучше дистиллированную, но разницы не почувствовал, испаряются одинаково, но дистиллированную еще и гнать нужно, лень. |
Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |