Немного о травлении плат...

… или закладка на память. Решил, что будет удобно сохранить накопленную информацию по поводу травления плат в одном месте.

Источников информации по поводу травления плат много, но реально полезных всего несколько. Во-первых, великолепная статья С.Маркина. Это, пожалуй, наиболее подробный источник, в котором описано много способов и есть сводная таблица свойств каждого раствора. Во-вторых, конечно же, вот эта статья полностью посвященная раствору перекись + кислота. В-третих, новый, но весьма удобный способ описаный на радиокоте. Ну и, конечно же, собственные наблюдения и эксперименты.

Линки каждый может почитать сам, поэтому остановлюсь на собственных наблюдениях. Я пробовал травить платы следующими растворами:
  • Хлорное железо (конечно же). Общие впечатления — ну раствор как раствор, если подогреть, травит быстро, к фоторезисту достаточно агрессивен и ошибок в накатывании/экспозиции практически не прощает. Равномерность травления так себе, хотя и заметно лучше, чем у персульфата (см. ниже). Минусов два — регенерации не поддается (с разумными затратами и доступными реактивами), и, конечно же, пачкается. Последний пункт, пожалуй, стоило бы написать большими буквами, потому что раствор имеет неприятное свойство оставлять трудноудаляемые ржавые пятна всегда и везде, даже при самом аккуратном обращении. Да, если в раствор добавить немного (пару ложек на 3л раствора) поваренной соли, скорость травления немного возрастает.
  • Персульфат натрия. Довольно удобный в работе раствор, пачкается значительно меньше хлорного железа, вместо этого имеет свойство отбеливать ткань, так что со временем на рабочей одежде появляются белесые пятна. Травит с приемлемой скоростью, подогретый до 30-35 градусов — сравнимо с хлорным железом. К фоторезисту заметно менее агрессивен, чем хлорное железо, но дает очень большой боковой подтрав и, что самое неприятное, травит весьма неравномерно. Так что для получения плат с мелкими нормами травить приходится очень акуратно и тщательно следить за процессом. Неравномерности способствует также то, что способность к смачиванию сухой поверхности платы у него заметно хуже, чем у других растворов, которыми я пользовался. Сильно облегчает жизнь использование «виброплатформы» (моторчик от вибры телефона на куске пенопласта, к которому крепится плата во время травления). Моторчиков лучше иметь два и их оси должны быть перпендикуларны друг другу. Помимо неравномерности травления иногда я наблюдал «газование», то есть на поверхности платы начинают оседать пузырьки газа. В таком случае без интенсивного «полоскания» или виброплатформы даже речи не идет о том, что бы нормально вытравить плату — на ней образуется «пятнистость», в процессе стравливания которой почти наверняка слезут и мелкие дорожки. Наиболее неприятно в этом то, что я так и не смог понять, при каких условиях этот эффект вылезает. Регенерации раствор не подлежит.
    У этого раствора есть одно полезное применение: он отлично подходит для микротравления в процессе подготовки платы. Этому способствует как то, что при этом образуются правильных размеров и глубины микрошероховатости, так и то, что в процессе травления на поверхности меди не образуется никаких промежуточных веществ, которые не смывались (или сложно смывались) водой. Последнее свойство, насколько я понимаю, уникально для персульфатов из всего перечня растворов для травления упомянутых в приведенных выше источниках.
  • Лимонная кислота с перекисью. Травит с приличной скоростью даже при комнатной температуре раствора, а подогретый съедает медь чуть ли не на глазах. Раствор комнатной температуры отличается довольно бережным отношением к фоторезисту, но при подогреве становится заметно агрессивнее, хотя, возможно, это связано с ростом скорости травления (и, естественно, скоростью бокового подтравливания). Травление идет весьма равномерно, при этом раствор обладает хорошей способностью к смачиванию, что здорово способствует равномерности травления вцелом. Недостаток один, но неприятный — раствор «газует» практически непрерывно. Степень выделения газов зависит от соотношения перекиси и кислоты в растворе, но не прекращается никогда. Так что травить в виде «бросить и достать» не получится, только полоскать или травить с барботажем/виброй.
    Внимание! При нагреве количество выделяемых газов резко возрастает, при этом часть раствора поднимается в воздух в виде взвеси сильно раздражающей дыхательные пути и глаза. Так что нагретым раствором травить в закрытом помещении не советую.
    Регенерировать, вероятно, можно, но проще каждый раз готовить свежий, компоненты копеечные и скорость травления получается фиксированной. Раствор практически не оставляет несмываемых следов. В процессе работы в нем накапливается цитрат меди, который при попадании на предметы или ткань легко смывается, даже если высыхает. В этом отношении раствор, пожалуй, один из самых удобных.
  • Хлорид меди(II). Скорость травления практически такая же как у хлорного железа, обладает весьма щадящим отношением к фоторезисту и высокой равномерностью травления. Способность к смачиванию такая же как у лимонной кислоты с перекисью. Раствор не «газует». По качеству результата, пожалуй, это лучший раствор из всего, что я пробовал. Раствор не оставляет несмываемых пятен и в этом отношении даже чуть удобнее предыдущего раствора. Из недостатков можно отметить довольно низкую емкость по меди, но с учетом того, что раствор легко регенерируется, он существенной роли не играет. Существенным недостатком является то, что приобрести хлорид меди не так просто, как, например, хлорное железо или персульфат.


Замечу, что все наблюдения и оценки, приведенные выше, являются субъективными, никаких замеров я не делал, так что просьба воспринимать их именно как субъективное мнение, а не научно установленный факт.

Update Хорошо, что мне в детстве не подарили набор «Юный Химик», иначе я чего-нибудь обязательно бы взорвал. Вот и теперь, когда попали в руки реактивы не удержался и поэкспериментировал. Вобщем, засела мне высказанная кем-то мысль, что с перекисью любая кислота будет травить и когда в руки попался электролит для аккумуляторов (серная кислота) я не преминул попробовать сделать травящий раствор на его основе. Удачно так же подвернулась концентрированная перекись (50%). Делал «на глазок», просто в уже имевшийся отработанный раствор хлорида меди добавил электролита, поваренной соли и перекиси. Эта «адская смесь» продемонстрировала просто фантастическую скорость травления при комнатной температуре — за 5 минут появляются первые протравы до основы и еще примерно за минуту плата идеально вытравлена. Как и все растворы построенные по схеме «кислота + соль + перекись» он немного «газует», но травит очень равномерно, медь слезает практически одновременно по всей площади платы. Очень бережно относится к фоторезисту. Но вот, в отличие от более «медленных» растворов, не прощает никаких огрехов при нанесении фоторезиста. То есть, под фоторезист сам не лезет, но все, до чего можно добраться будет быстро и качественно вытравлено. Забавный растворчик, надо будет его пересчитать по формуле реакции, что бы получить нормальный рецепт. Не знаю, подойдет ли он для плат с нормами меньше 0.2 (не было случая проверить), но для более крупных норм и, особенно, для толстой меди (например, гальванически нарощеного до 70 или 105мкм, что весьма актуально в силовых устройствах), это должен быть весьма и весьма удобный вариант. Тем более, что реактивы вполне доступны (хотя и не так доступны как лимонка).
  • +6
  • 27 апреля 2012, 23:02
  • evsi

Комментарии (81)

RSS свернуть / развернуть
Последний пункт, пожалуй, стоило бы написать большими буквами, потому что раствор имеет неприятное свойство оставлять трудноудаляемые ржавые пятна всегда и везде, даже при самом аккуратном обращении.
Как так люди работают, что раствор оказыватся и на одежде и везде. Или может это я слишком редко травлю, но ниразу никуда ХЖ не попадало. Чаще ЛТИ-120 проливаю на весь стол.
0
Как только появляется необходимость «полоскать» плату и часто контролировать окончание травления, так следы появляются всюду.
0
Я от банки не отхожу далеко, качаю её, поднимаю плату, переворачиваю регулярно. Грязной становиться только зубочитка и иногда немного пальцы (если ими брать плату, что часто и делаю т.к. нет пинцета и времени переворачивать плату одной только деревянной палочкой).
0
Вот в том-то и дело, то есть большую часть времени плата сама по себе лежит в растворе. Проблема в том, что при таком способе слишком высокая неравномерность, поэтому приходится плату все время «полоскать». Тогда неравномерность значительно ниже, но брызг избежать практически невозможно.
0
~1 минута на одной стороне, переворот, зажатие между стенкой банки и зубочисткой, качаем, если надоело (рука устает) пускаем волну качая всю банку, переворот и т.д. дольше чем на ~30 секунд плата в покое не остается, а если не ленится то совсем не остается.

Брызг в таком способе можно избежать бросая плату после переворачивания так, чтобы одной стороной она уперлась в стенку банки а другой в палку, далее плавно уводим палку и плата погружается. Я думал это все очевидно и можно придумать ещё много таких способов.

По крайней мере для мелких плат это годится, проверял вчера и сегодня. Большие давно не делал, но проблем с брызгами не припоминаю.
0
При приближении окончания травления плату приходится часто доставать, вот тогда брызг образуется больше всего. Впрочем, я забил на ХЖ, надеюсь на этот раз — навсегда.
0
А в пользу чего забили? Я вот купоросом травлю, чтобы не пачкаться, но у него большой недостаток — без подогрева никак. Сейчас вот закупился перекисью и лимонкой в надежде, что можно будет без подогрева травить за приемлемые минут 30 хотя бы.
0
Пока в пользу хлорида меди. Хотя есть большое желание попробовать промышленный состав описанный у Маркина. Судя по его описанию, у этого раствора минимальный боковой подтрав. А лимонка с перекисью да, очень неплохой состав. Если бы еще не так «газовал» (особенно подогретый), цены бы ему не было.
0
а вот это газование — оно только для здоровья плохО? или для платы тоже (типа волшебные воздушные пузырьки на поверхность «налипают»)?
0
Для платы и вредно, пузыри мешают травлению. Если для здоровья вредно — газ можно просто отводить. То же ХЖ не сахар — хлором помаленьку газует.
0
но бульбулятор же решает, наверное? или-таки надо руками постоянно «допиливать» процесс?:)
0
Представления не имею) Но, наверное, лучше все же на основе серной кислоты — благо, электролит вроде купить не проблема. К нему, правда, еще нужна 30% перекись…
0
Ее тоже купить не проблема — ее применяют для обеззараживания бассейнов.
0
Только для здоровья. Но «полоскать» тем или иным способом плату, все-таки, нужно.
0
т.е., если я травлю с бульбулятором, то дополнительных шаманств типа периодической «ручной» промывки будет не нужно?
0
Нет.
0
ага, понял. надо будет пробовать, а то нынешнее хлорное железо содержит такое количество всякого хлама, что хоть плачь. да и травит как-то херовато (по сравнению с тем советским, которое мне досталось от нашего химического отдела в подарок)
0
Сразу предупреждаю, что скорость травления просто фантастическая после ХЖ, поэтому сначала стоит «потренироваться на кошечках». Второй момент — раствор активен пока в нем есть перекись. Так что порядок работы получается такой — долил перекиси, вытравил. Активность держится в течении нескольких часов, так что за одно добавление можно вытравить несколько плат.
0
что скорость травления просто фантастическая

ну так в частности из-за этого и буду пробовать:)

долил перекиси, вытравил

а лимонку оставил в банке до следующего раза? а на следующий раз — опять долил в ту же банку перекиси, вытравил и и опять закрыл банку до следующего раза?

за одно добавление можно вытравить несколько плат

да оно мне не сильно надо:) хочется кучу плат — добро пожаловать к специально обученным людям. а чтоб у меня гора прототипов накопилась, которые надо сделать вот здесь и сейчас — такого и не припомню:)
0
а лимонку оставил в банке до следующего раза? а на следующий раз — опять долил в ту же банку перекиси, вытравил и и опять закрыл банку до следующего раза?
Я лимонку в таком режиме не использовал за ненадобностью.
0
Тут еще видимо зависит от конфигурации банки и необходимости переливать раствор из емкости в емкость. Я пока хранил раствор в бутыли и каждый раз переливал в кювету — брызги появлялись даже при самом аккуратном обращении. Сейчас держу раствор в пластиковом контейнере с крышкой, в котором и травлю. Брызг стало меньше
0
У меня тоже пластиковый контейнер с крышкой и да, брызг значительно меньше, если не переливать, но при «полоскании» избежать их не удается. Да и при ополаскивании платы после травления на раковине остается желтый налет.
0
травить с барботажем/виброй.
Что такое барботаж?
0
  • avatar
  • Vga
  • 28 апреля 2012, 00:10
продувание воздухом.
0
приобрести хлорид меди не так просто, как, например, хлорное железо или персульфат
а где брали хлорид меди (II)?
0
0
Я отсюда брал: ИЦ Реагент
0
Здесь Вы сможете получить наш прайс-лист за 30.04.2001
)))
0
Шутки шутками, но купить реактивы в «бытовых» количествах это большая проблема, так что информация о любом поставщике полезна.
0
Для этого и ссылку приводил. Я покупаю через посредника, так как малые объемы многие продавать не хотят. Например, персульфат в кол-ве 5 кг брал у них зимой. Посреднику продали, он наварил 30-50%, и все равно на порядок дешевле, чем на рынке… А вот ХЖ не было, хотя оно мне нравится больше. Вот никак не куплю радиокотовских химикатов, все время что-то мешает. А вчера просто в аптеке денег не осталось, все на свои лекарства ушло…
0
похоже, они не работают с физ.лицами… пичалька :(
0
Да, есть такое, я у них как СПД покупаю.
0
Я использую: Cu2SO4 + NaCl в пропорциях 1:2, заливаю кипятком и ставлю на нагреватель.
Для тех, у кого туго с химией — это медный купорос и повареная соль.
0
Тогда уж Cu2SO4*5H2O. Cu2SO4 — сульфат меди(II).
0
Смысл усложнять формулу? Вода и так будет добавляться, а то что это кристаллогидрат, думаю, многие помнят.
0
Извиняюсь, CuSO4 т.к. медь в данном соединении имеет валентность +2 (а не +1), а кислотный остаток SO4 -2. Лучше бы эту ошибку заметили.
0
Точно)
0
Угу. Этот раствор описан у Маркина. Я когда-то очень давно его пробовал, но этих воспоминаний явно мало, что бы что-то внятное написать. К слову, отработанный раствор купороса с солью имеет почти такой же состав, как и отработанный раствор хлорида меди, то есть его можно регенерировать и травить он будет куда быстрее, чем это делает свежий раствор купороса с солью.
0
получается, у кого напряги с хлоридом меди(II) — просто в купоросе забываем медяшку, а потом регенерируем как хлорид?.. а что, тоже вполне себе вариант.
0
В принципе да. Можно просто им пользоваться по назначению, травим то мы тоже медь, да и в купоросе медь присутствует. При подогреве, по идее, он должен травить значительно быстрее. Кстати, солянка с перекисью на выходе дает ровно такой же состав, так что все три раствора обладают, по сути, одинаковыми свойствами.
0
Интересно, а почему эта дрянь у меня в итоге разъела консервную банку в которой травилась плата? CuSO4 + 4NaCl => Na2(CuCl4) + Na2SO4 По реакции вроде едких веществ нет.
0
Не знаю как по итогу, вроде действительно ничего сильно едкого нету, а вот на этапе приготовления там может выделяться свободный хлор. Во всяком случае еще в далеком детстве, когда я перемешивал раствор при приготовлении столовой ложкой из нержавейки, она покрылась раковинами, а местами в ней образовались дырки. Впрочем, дело было давно, память может подводить.
0
Ну уж если оно медь грызет…
0
Железо куда более активный метал, чем медь. Вот и получается, что железо вступает в реакцию…
0
про лимонную кислоту шокирован слегка. а где ее можно килограмм купить?)
0
В Метро видел в больших упаковках (не знаю сколько там точно, но больше килограмма). В упаковках по 100 грамм попадается в супермаркетах.
0
про перекись ни разу не слышал
что в какой пропорции разводить и как регенерировать? 10кг этой гадости 8% стоит 25 евров
а акислоты вообще можно купить 25кг за копейки
0
Растворов с перекисью несколько. О каком идет речь? Но, в принципе, по всем растворам есть рецептуры по указанным линкам.
0
Попробовал недавно перекись+лимонку. Какие, тащемта, впечатления: раствор, действительно, пятен не оставляет, смывается легко, остается потом жидкость прикольного голубого цвета, которую можно использовать в лабораторно-декоративных целях при закупоренной емкости, довольно бережно относится к тонким дорожкам. Дико напрягли следующие моменты: сильная газация, даже при подогреве травится медленно, вокруг больших полигонов ооочень медленно. Цена расходников не такая уж маленькая — флакон перекиси + пакетик лимонки выходит около 16 рублей. При нечастом изготовлении плат оно, конечно, нормально, но при частой сборке или мелких сериях накладно. Банкой лорного железа можно перетравить раза в 3 больше плат при той же цене.
0
Скорость травления у этого раствора зависит от соотношения количества компонентов. К слову, травит быстрее всего тогда, когда меньше всего «газует». По идее, основной «расходник» в этом растворе — кислота, она активно связывает растворенную медь в цитрат. И да, этот раствор для большой нагрузки подходит плохо.
0
протравил платку в кислоте лимонной и перекиси водорода писец травит прям на глазах я в шоке)))
быстрей даже чем персульфат и стоит дешевле))) все решено перехожу на лимонно перекисное травление )))
0
  • avatar
  • oss
  • 29 апреля 2012, 08:23
Персульфат отнюдь не рекордсмен по скорости травления, особенно чуть юзаный.
0
Быстрее азотной кислоты не видел. 3-5мин.
0
С учетом агрессивности компонентов и требований к условиям травления, азотная кислота, на мой взгляд, совершенно не юзабельна.
0
Главное на открытом воздухе. Или с хорошей вентиляцией. Ну и легко перетравить.
0
Ну это довольно сильно разбавленая, а в концентрированной чёрный дым столбом, пена таково-же цвета и через четыре максимум пять секунд держите кусочек абсолютно голого текстолита :))
0
Да, разбавленная, 1:4 вроде. Не помню уже, давно было.
0
Спасибо за статью! Про перекись и лимонку не слышал… надо будет попробовать. обычная перекись водорода аптечная?
0
  • avatar
  • Dmi
  • 29 апреля 2012, 13:03
Да, рецептура есть на страничке радиокота, на которую я дал линк в топике.
0
Спасибо, Евси!
0
Вообще-то с перекисью любая кислота медь жрёт, солянка -давно известно, серную сам пробовал травит, уксус и тот травит в интернете где-то видел, а теперь ещё и лимонка, надо ещё попробовать муравьиную и ещё какую нибудь органическую :). Кстати надо будет попробовать лимонную только вместо перекиси влить пергидроля, мож и азотку догоним по скорости и дорожки сохраним.
0
вроде пергидроль та же самая перекись связанная тиомочевиной. так что разницы не будет
0
Точно. Собственно, почти везде в рецептах упоминают, что вместо перекиси можно пергидроль использовать.
0
Спасибо за идею, попробовал с серной кислотой — ураган просто.
0
перекись-таки менее опасна чем HNO3, имхо
0
  • avatar
  • Dmi
  • 29 апреля 2012, 18:42
имхо тоже, чего стоит только вдохнуть выделяющейся бурый газ, кто травил азоткой тот поймёт, да и вообще травить азоткой это только в крайнем случае, даже и в голову не приходит в каком.
0
Добавил описание любопытного варианта раствора получившегося в результате эксперимента.
0
Самый лучший и дешевый метод — перекисью водорода, недавно освоил — чисто, быстро, дешево. ИМХО.
0
Перекисью с чем именно? Сама по себе перекись медь не травит.
0
Перекись с лимонной кислотой, брал отсюда.
radiokot.ru/lab/hardwork/62/
0
Да, этот метод описан в топике со ссылкой на первоисточник.
0
Только перекись + лимонная кислота. С ЛУТ получаются сплошные полигоны, с другими растворами всегда полигоны подтравлены.
Сыплю кислоту пока не перестанет растворяться, раствор почти не газует.
0
  • avatar
  • N_D
  • 08 июня 2012, 19:13
Сегодня тоже попробовал состав лимонная кислота с перекись +соль. Давно его опробовать хотел. Плату специально ЛУТ-ом зафигачил. Результатом доволен, удобство контролирования процесса равномерно травит есть правда слабый запах перекиси но это если открывать ванночку. Проблему газов решал просто, просто взбалтывал ванночку с интервалом примерно в 3 мин. Да вопрос не по теме маленький, что за марка стеклотекстолита с синим знаком ( просто такого еще не встречал) увидел сегодня на протравленной плате, на рынке этот кусок брал как наш отечественный.
0
Честно говоря — без понятия. Тот, который я чаще всего покупаю имеет знак в виде трехлепесткового цветка над полуволной. У нас она продается как молдавского производства.
0
Судя по всему тоже стеклотекстолит этой же конторы.

Стеклотекстолит электротехнический производства ЗАО «Завод «Молдавизолит» имеет маркировку поверхностных листов различных марок материала чередующимися товарными знаками завода разного цвета:

— зеленого цвета на материале СТ-ЭТФ (класс нагревостойкости Н)
— красного цвета на материале СТЭБ (класс горючести Vo)
— синего цвета на материалах СТЭФ-1, СТЭФ-У
— черного цвета на материале СТЭФ
и этикетку завода
Базовый формат листов: — 1040 х 2440, 1040х1220 мм
В поиске по синей маркировке нашел только вот это.
Правда этикетки завода в упор не видел хотя и стеклотекстолит двухсторонний.
0
Во-вторых, конечно же, вот эта статья полностью посвященная раствору перекись + серная кислота
эта статья вообще не про серную кислоту кстати
0
Точно, про соляную. Сколько висел топик, только сейчас нашелся кто-то, кто заметил :)

Спасибо, сейчас поправлю.
0
Персульфат натрия
или все же аммония?
0
Используются оба.
0
Это в принципе разные составы? Какой то из них лучше/хуже/похожи?
0
Действующая часть у них одинаковая, ведут себя они тоже одинаково. В целом я бы не рекомендовал, преимуществ у них никаких, а неоднородность травления высокая. Из доступного лучше всего лимонная кислота с перекисью, оптимально — соляная или серная кислота (аккумуляторный электролит) с перекисью.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.