о внимательности и невнимательности или подведение итогов

Наконец завершил длинную серию экспериментов с металлизацией, готовится статья с блекджеком и шлюхами картинками и роликами. А пока попробую вкратце описать итоги экспериментов для тех, кто в теме, тут нет многих деталей, но много, надеюсь, полезной информации. Ну и, заодно, оставлю себе записки на память.

Сначала о топике. Как я писал в предыдущем топике на эту тему, есть два патента с описанием способа. В одном из них в состав активатора входит бутиндиол. Поскольку этот вариант тоже хотелось попробовать, я заказал себе бутиндол. Вот только когда пришел счет, я его не гляда оплатил, а когда пришла посылка, с удивлением обнаружил, что там бутандиол. Проверил счет и оказалось, что девочка, оформлявшая заказ внесла туда именно бутандиол. Потеря денег была не очень большой, а невнимательность с моей стороны явно имела место быть, так что я поставил бутандиол на полку и заказал бутиндиол. Когда начал экспериментировать с ним, то с неприятным удивлением обнаружил, что пар уходит в свисток при пиролизе выделяется значительно меньше меди, а продукты пиролиза удалить значительно сложнее. Хотя металлизация все равно работала (хотя, конечно, и близко не так хорошо, как я ожидал). Вобщем, я решил что это либо какой-то фейк (авторы патента, типа, пошутили) либо я что-то делаю не так. Но после очередного внимательного перечитывания патента я снова обратил внимание на то, что сначала упоминается, все-таки, бутандиол и лишь затем по тексту упоминается бутиндиол. Поскольку реактив был, несколько экспериментов погоды уже не делали. Каково же было мое удивление, когда обнаружилось, что раствор работает отлично, строго по учебнику в точности как в патенте, хотя остатки продуктов пиролиза удалить несколько сложнее, чем в случае с мылом. Дальнейшее гугление показало, что бутандиол широко применяется как пластификатор, так что его применение в активаторе выглядело вполне логичным. Вот так одна невнимательность и одна внимательность взаимно компенсировали друг друга…
Теперь, собственно, итоги и обнаруженные нюансы и тонкости.

НАПОМИНАЮ: Работаем в перчатках! Руками заготовку не трогать! После активации заготовку не трогать даже руками в перчатках!
В отличие от изготовления плат с помощью фоторезиста эта технология использует много достаточно агрессивных реактивов, так что тут напоминание о перчатках это не полезный совет, а настоятельная рекомендация. Впрочем, желающие могут ее игнорировать. Только потом не говорите, что я не предупреждал.

Подготовка отверстий
Все свои эксперименты я проводил для заготовок, которые сверлились твердосплавом. Проверять обычные сверла не было ни возможности (нужного для тестов комплекта сверел у меня давно нет), ни желания. С учетом того, что обычные сверла заметно перегревают текстолит и «наволакивают» (термин не мой) смолу на стенки отверстия, сложно ожидать, что на это все нормально ляжет медь. Впрочем, желающие могут попробовать.
Теперь о зачистке заусенцев перед активацией. Я проверял оба упоминавшихся в разных источниках способа — зенковка и шлифовка мелкозернистой шкуркой. Разница в получаемом результате носит сугубо косметический характер, во всяком случае я не смог обнаружить зависимости стабильности результата от способа подготовки отверстий. Единственное действительно существенное требование — после промывки в отверстиях ничего не должно быть (кроме воды, естественно). Если сверлить платы пакетом (то есть две и больше заготовки одновременно) то все платы кроме самой нижней не требуют даже шкурки, достаточно подготовить плату в точности как под фоторезист. Точно так же на результат не влияет сушка отверстий перед активацией. Во всяком случае я не смог обнаружить никакой зависимости.

Приготовление раствора
Сначала чуть-чуть терминологии: раствор, который готовится по рецепту аналогичному описанным в других источниках я буду называть «базовым», а тот раствор, в котором непосредственно делается активация — «рабочим». Базовый раствор работает как активатор (все описания процесса в других источниках работают именно с ним), но живет такой раствор не долго — довольно быстро начинают появляться проблемы. Причина — нарушение пропорции между количествами ионов меди и гипофосфита в растворе. Как только оно падает ниже 2 начинаются проблемы. Поэтому я использую базовый раствор только как заготовку для рабочих растворов. Ну и в таком виде раствор удобно хранить. Рабочий раствор тоже можно хранить, но его в процессе периодически надо корректировать (см. ниже) и с ним сложно экспериментировать. Впрочем, те, кого эксперименты не интересуют, могут сразу готовить рабочий раствор. Коррекция всех рабочих растворов заключается в периодическом досыпании небольшого количества гипофосфита кальция. Потребность в этом возникает не часто, но следить за этим нужно, что бы активатор всегда надежно работал.

Рецепт базового раствора практически такой же как везде описывают — растворяем 15 грамм сульфата меди в 70мл воды (до полного растворения комков, для ускорения можно чуть-чуть подогреть, градусов до 35-40), в него всыпаем 11 грамм гипофосфита кальция и тщательно перемешиваем в течении нескольких минут (больше пяти минут терпения у меня хватило только раз, разницы в поведении раствора обнаружено не было, так что я забил). Затем раствор тщательно фильтруем. Осадка образуется много и он довольно мелкий, фильтр забивается мгновенно. Если готовить кратное количество (3-5 количеств всех компонентов), то посуду имеет смысл брать побольше. Для 5-кратного количества я использовал литровые банки и большую лейку для фильтации и то в какой-то момент показалось, что осадок полезет через край. После фильтрации через осадок проливаем еще 20мл воды и, наконец, добавляем аммиачную воду. В рецептах пишут диапазон, что-то типа 17-25мл, но я обнаружил, что 17мл обычно мало, в растворе могут оставаться белые «клочья». Так что я лью 20мл.
Поскольку я, обычно, готовлю кратные количества базового раствора, а потом отливаю порциями по 100 грамм, то все последующие рецепты указаны именно для этого количества (уточню — 100 грамм именно по весу, каков точный объем я не проверял и плотности раствора не знаю).
Всего после экспериментов осталось два рецепта У каждого раствора есть свои плюсы и минусы, но в целом оба вполне юзабельны и дают практически одинаковый результат, но есть небольшие отличия в использовании. Думаю, главным критерием при выборе будет доступность компонентов.

Первый раствор (на основе жидкого мыла):
В 100г базового раствора доливаем 40мл воды и добавляем 3г жидкого мыла. Затем досыпаем в раствор ~7-9г гипофосфита кальция и все тщательно перемешиваем. После перемешивания на дне должно остаться некоторое количество гипофосфита кальция. Это нормально, в процессе работы он постепенно уходит в раствор поддерживая концентрацию ионов гипофосфита.
Особенности раствора — активацию следует проводить быстро, иначе в результате происходящих в растворе реакций некоторые участки заготовки перестают смачиваться. Если на таком участке есть отверстие, то брак гарантирован. Так что последовательность действий такая: опускаем заготовку плашмя в раствор и несколько раз двигаем вверх-вниз (на дно не опускаем!). Слегка приподнимая заготовку выше поверхности раствора убеждаемся, что слой жидкости вокруг всех отверстий несколько светлее остального слоя. Раствор слегка пенится, так что резких движений лучше не делать, мгновенно образуются пузыри, которые при попадании в отверстие могут оставить его без активатора с очевидными последствиями. Как только видно, что все нормально — немедленно достаем заготовку и сцеживаем излишки активатора. С помощью маленькой медицинской груши легонько продуваем отверстия диаметром больше 1мм. Если этого не делать, то стабильность металлизации таких отверстий будет хромать. С отверстиями меньшего диаметра подобной проблемы нет. Когда почти вся жидкость стекла, надо разогнать остаток раствора по поверхности (по возможности равномерно) переворачивая заготовку под разными углами. Особо усердствовать не надо, достаточно, что бы не было явных скоплений активатора на поверхности заготовки. Затем заготовку подвергаем термообработке в два этапа — первый этап (собственно пиролиз) длится 12-15 минут при температуре 125-135 градусов. Время приблизительное, поскольку зависит от конкретного нагревателя. Критерием выбора времени является полное почернение поверхности высохшего активатора (при дальнейшей выдержке слой светлеет и меняется в сторону розового) + некоторое дополнительное время (пара минут) на то, что бы в отверстиях тоже произошел пиролиз. Второй этап — оплавление — делается при температцре 175-185 градусов и длится 8-10 минут. В процессе поверхность заготовки светлеет, приобретая оттенок меди. После термообработки даем заговке немного остыть, затем смываем остатки продуктов пиролиза. Делать это удобно так: сначала просто под струей воды смываем то, что смывается сразу, затем наливаем на заготовку жидкое мыло (много) маленькой мочалкой для посуды (мягкой стороной) без нажима смываем остальное. Затем проделываем эту же процедуру с другой стороной. Наконец снова наливаем мыла на заготовку и мочалкой продавливаем его через отверстия. После этого еще раз тщательно промываем заготовку. Декапирование можно не проводить, оно на результат не влияет. Если какие-то участки платы окислятся в процессе термообработки, то эти окислы растворятся как только заготовка окажется на гальванике.
Одним из больших плюсов этого раствора является то, что продукты пиролиза смываются достаточно хорошо без применения каких-либо дополнительных средств. Минусом являются все те мелкие неудобства, которые я перечислил выше. Кроме того, раствор сохнет заметно быстрее, чем раствор описаный ниже и полностью равномерный слой получить гораздо сложнее. Ну а неравномерности приводят к появлению островков на которых продукты пиролиза смываются хуже.

Второй раствор (на основе 1,4-бутандиола):
В 100г базового раствора доливаем 20мл воды и добавляем 5мл 1,4-бутандиола. Затем, как и в первом рецепте (и с той же целью), досыпаем в раствор ~7-9г гипофосфита кальция и все тщательно перемешиваем. Корректировка делается так же как для первого рецепта.
Активация проводится согласно рецепту из патента — опускаем заготовку в раствор (опять-таки, не касаясь дна) и выдерживаем полторы минуты. После этого тщательно сцеживаем излишки жидкости и разгоняем по поверхности поворачивая плату под разными углами. Особо усердствовать и в этом случае не стоит, но причина, на этот раз, другая — раствор сохнет заметно медленнее и поверхность жидкости выравнивается когда плату укладывают на термообработку (для этого надо дать ей пару минут полежать прежде чем начинать термообработку. Термообработка делается аналогично первому рецепту, но цвет заготовки тут изменяется иначе и в конце становится розовато-кирпично-красным (не знаю как правильно описать этот цвет). Отмывка тоже аналогична первому рецепту, но тут сразу заметно, что смываются остатки заметно хуже и поверность полностью отмытой заготовки выглядит хуже чем в первом рецепте. Плюсы — значительно меньше мелочей, на которые нужно обращать внимание и нет неприятного эффекта появления несмачиваемых пятен. По идее с этим рецептом можно попробовать очищать заготовку электролизом как в патенте, но этот способ очистки я еще не пробовал.

Тем, кто будет экспериментировать: не советую смешивать в одном растворе мыло и бутандиол. Вместо того, что бы собрать все лучшее, что есть в упомянутых выше двух растворах, он собирает все худшее. В итоге получается раствор, который надо так же быстро наносить как первый (а так же склонный к образованию пены, быстро сохнущий и неравномерно наносящийся) и который отмывается после пиролиза значительно хуже, чем второй.

Чуть-чуть о гальванике.
Ранее я приводил состав электролита, но там все было «на глазок». Ниже приведен уточненный состав электролита (уже пересчитанный):

Электролит для аккумуляторов (серная кислота с плотностью 1.3) — 250мл/л
Сульфат меди (медный купорос) — 60г/л
Хлорид натрия (поваренная соль) — 12мг/л
Желатин < 1г/л

В маленькой (3-4л) гальванической ванне желатин — расходник, его надо добавлять буквально после каждых нескольких полностью осажденных заготовок. Как только на рабочих режимах осаждения заготовка начинает приобретать (сначала) легкий кирпичный оттенок, надо добавлять 1-2г желатина. Когда желатина достаточно, с реверсивным источником можно держать плотность и 4А/дм2 но качать надо очень интенсивно. С 3-3.3А/дм2 качать тоже обязательно, но результат, по моим ощущениям получается качественнее. Без реверса плотность тока стоит держать в районе отметки 1-1.2А/дм2, не выше. Качать катодную штангу настоятельно рекомендуется, но если не будут смущать небольшие вертикальные полосы на меди возле каждого отверстия, то можно и этого не делать. Точного времени осаждения необходимого для получения слоя нужной толщины меди (18-20мкм) я не знаю, ориентируюсь на следующие цифры нарытые вот тут:
1А/дм2 — 14 мкм/час,
3А/дм2 — 40 мкм/час,
5А/дм2 — 65 мкм/час

Так что слой нужной толщины для плотности тока 1А/дм2 получится примерно за 90 минут, при плотности тока 3А/дм2 — за 30 минут.

UPDATE Чуть не забыл: у меня имеется некоторое количество гипофосфита кальция и бутандиола, киевляне могут обращаться в личку. Раздача бесплатная, условие одно — по результатам применения отписаться в топике. Когда имеющийся запас будет роздан, раздача прекратится, повторов не будет.

UPDATE 2 Не люблю слова «очевидно», а сам подобной фигней страдаю иногда. Вобщем, термообработка как-то вскользь упоминается, между тем момент довольно критичный. Помимо того, что ее нужно делать в два этапа, есть еще один существенный момент: температуру желательно держать как можно ближе к оптимальной точке (125 для первой и 175 для второй) и время термообработки, это именно время при заданной температуре, а не время, которое заготовка в печке/аэрогриле валяется. Так что крайне желательно постоянно контролировать температуру термопарой, благо эта функция есть в значительном количестве тестеров, а сами термопары либо в комплекте идут, либо покупаются за копейки.

P.S. Для DIHALT: будет еще одна статья с правильным названием топика и картинками (ну и видео, надеюсь), так что эту не надо переименовывать и переносить в общий блог.
P.P.S. Нужные материалы сегодня отсняли, так что видео, скорее всего, таки будет.
  • +7
  • 03 июня 2012, 03:08
  • evsi

Комментарии (54)

RSS свернуть / развернуть
Добавил инфу о раздаче слонов реактивов.
0
тщательно сцеживаем излишки жидкости
Это как?
0
  • avatar
  • Vga
  • 03 июня 2012, 03:43
Переворачиваем заготовку вертикально, поворачиваем (в плоскости заготовки) на один угол и даем стечь. Активатор довольно неохотно стекает с платы, так что ему приходится помогать, касаясь углом заготовки, в котором скапливается жидкость, стенки ванночки с активатором. Собственно, потому и написал «сцеживаем».
0
растворяем 15 грамм сульфата меди в 70мл воды
в оригинале ведь вроде 80мл? хотя вроде и не критично, пробовал что 70, что 80…
0
В рецепте на радиокоте — 70. Впрочем, это повлияет только на то, сколько воды потом добавить в рабочий раствор.
0
ну, радиокот — не оригинал. первое — на вертепе, там же и автор обитает.
0
Вообще-то JIN не автор метода, он только описал способ получения гипосульфита меди (точнее, аммиачного комплекса на его основе). Впрочем, он, помнится, и не претендовал, указывая, что взял описание способа из книги. Другой вопрос, что он пустил этот способ в массы, так сказать, тут да, его заслуга бесспорна.
0
строго говоря, да, не автор. но автор «народной» технологии металлизации. ;)
0
Согласен.
0
а в чем производите термообработку заготовки?
0
Я пробовал духовку (у меня электрическая плита) и аэрогриль (какой-то из самых дешевых). Аэрогриль удобнее с точки зрения возможности наблюдать за процессом, в остальном результат одинаковый.
0
Насчет аэрогриля, я попробовал соорудить из говна и палок литровой банки, паяльного фена и мультиметра с термопарой. Температуру держит более-менее уверенно.
0
>>кроме самой нижней не требуют даже шкурки

То есть по идее от зенковки можно избавиться, сверля плату например в бутерброде из остатков текстолита?
0
Вариант. Но где набрать столько остатков? Они совсем не многоразовые, особенно если сверлить твердосплавом.
0
Если быть точным — они одноразовые, иначе любое попадание на старое отверстие даст заусенцы, как минимум. Как максимум — может стоить сверла.
0
От зенковки можно избавиться и с одной заготовкой, но шкурить придется. Главное — перед тем как шкурить, убедиться, что заусенцы не завернулись внутрь отверстия. Ну и шкурку/брусок помельче номером.
0
В смысле «побольше номером, помельче зерном».
0
Добавил уточнение насчет температурных режимов. Важный момент, а остался как-то за кадром.
0
Что-то активности в плане получения слонов не заметно. Раз никому не надо, то я ставлю дедлайн на воскресенье и потом прекращаю раздачу.
0
Если бы я был уверен, что на таможне меня с этим «белым порошком» пропустят-- приехал бы =_=. Всего 120 км =_=.
0
Могу отдать остаток в оригинальной упаковке, там вроде этикетка еще сохранилась. Да и с остальными реактивами могу помочь. Правда, я не интересовался что там в Белоруссии насчет бутандиола. Вот с ним реально могут быть проблемы, если он в прекурсорах числится.
0
Бутандиола в списках прекурсоров я не нашел, но жидкое мыло меня устроит. Больше интересует вопрос провоза химикатов.
0
Отписался в личку.
0
Хотел бы я видеть рожу таможенника после того, как он на вкус проверит гипофосфит. В смысле я не знаю что будет, а ставить опыт на себе как-то не хочется :)
0
Наркоту на вкус проверяет только Сильвестр Сталлоне, и то только в роли Танго. Он настолько крут, да. Все остальные отправляют на экспертизу, если не идиоты.
0
Ну мало ли. Они другой раз любят понты поколотить :)
0
Отписался здесь в личке.
0
А где в Киева вы берете реактивы? Спасибо за статью.
0
Тут и тут. Правда, я их покупаю как СПД.
0
Добрый день! Я начал пробовать металлизировать отверстия, и сделал активатор на основе жидкого мыла. Скажите, можно взбалтывать«Рабочий» раствор перед активацией платы или нельзя? Если я приготовлю «рабочий» раствор в баночке а перед активацией платы перелью в большую посуду, то мне надо ждать пока осядет гипофосфит или можно сразу опускать плату для активации? Можно чтобы попадал осадок гипофосфита на плату?
0
Он оседает достаточно быстро, да и не будет большой беды, если гипофосфит попадет на плату. Взбалтывать раствор не нужно, даже не желательно. Пузырьки воздуха могут мешать протеканию активатора в отверстия. Так что переливать аккуратно, не допуская образования пены. При активации плату тоже не стоит бултыхать из тех же соображений. Просто аккуратно плашмя погрузить в раствор, чуть приподнять и следить за цветом активатора вокруг отверстий. Если активатор быстро светлеет вокруг отверстий, значит отверстие смочилось нормально. Если что-то не смочилось, еще раз опустить и сразу приподнять. Как только все отверстия смочились, плату сразу достаем, держать ее в растворе долго нет никакого смысла.
0
Спасибо! А как Вы объясните два разных рецепта электролита для гальваники, один там где медного купороса больше на литр а электролита меньше, а другой наоборот, и судя по всему работают оба. Какой лучше?
0
Если коротко, то при наличии блескообразователя, состав электролита берется тот, который рекомендован изготовителем блескообразователя. Если блескообразователя нет, то лучше использовать тот, в котором меньше купороса и больше кислоты. Чуть более подробно есть тут.
0
Вчера сделал из 100гр базового раствора рабочий, осадок опустился быстро, где-то за пол часа. Перелил аккуратно в пластиковую коробку, осадок остался в банке (он такой густоты как тот что остался на фильтре после фильтрации базового раствора), опустил аккуратно плату плашмя и пару раз приподнимал. Немного дал просохнуть, в больших отверстиях плёнку легонько выдул а в отверстиях от 0,5 до 0,8 остались с плёночкой и сразу в прогретую до 125 градусов аэрогриль. Плата в первые секунды полностью стала белая, потом начала постепенно менять цвет на светло-красный и потом часть платы почернела. Скажите должна быть такая цветовая гамма и такой густой осадок в рабочем растворе.
0
Да, все похоже на типичное поведение раствора. Только выдувать не стоит.
0
Вы рекомендовали, я просто не хотел искать грушу.
«С помощью маленькой медицинской груши легонько продуваем отверстия диаметром больше 1мм. Если этого не делать, то стабильность металлизации таких отверстий будет хромать. С отверстиями меньшего диаметра подобной проблемы нет.»
0
Да, в начале я так и делал. Потом просто стал досушивать на воздухе до конца и не продувать совсем. Такой вариант, описан в итоговой статье.
0
Мне вчера прислали с хим завода 200гр блескообразователя для кислого меднения, но больше никакой информации о нём не прислали. На вид порошок ржавого вида. На 8л готового раствора электролита добавил 40гр этого блескообразователя, и раствор стал тёмно-зелёным и не прозрачным. Вам такой попадался блескообразователь, или что это за фигня?
0
Блескообразователь электролита сернокислого меднения
0
Впервые о таком слышу. Те, с которыми я имел дело представляют собой жидкости (одну или несколько).
0
а какого цвета жидкости и потом какой цвет у электролита, прозрачность?
0
По разному. Обычно более темный синий или, скорее, фиолетовый. Электролит остается прозрачным, но из-за болеее насыщенного цвета разглядеть в нем что-либо не так просто.
0
Вчера опять ничего не получилось. Я теперь хочу понять кто виноват электролит или активатор. Если после часа гальваники на поверхности меди сравнительно блестящий слой, и в нескольких отверстиях блестящая — красивая металлизация, но больше половины отверстий вообще не покрылись медью, внутри чёрные. Подскажите где искать причину?
0
Скорее всего дело в двух этапах — либо термообработка, либо отмывка после нее. Термообработку нужно обязательно делать в два этапа и стараться выдержать описанные в другом топике режимы. Ну и отмывать нужно аккуратно.

P.S. кстати, в момент активации в растворе должен быть избыток гипофосфита кальция. если он остается в виде осадка в той посуде, где хранится, то оптимальный состав активатора может быть нарушен, одно из проявлений как раз падение выхода годных. Так что советую переливать и осадок в ванночку для активации.
0
А если я его в той пластиковой коробке и оставлю он не выдыхается? Всё таки она не очень плотно закрывается как банка. Значит на электролит грешить не стоит всё таки какое то количество отверстий полностью красиво метализируются?
0
Электролиту все равно, отверстия это или поверхность, если есть проводящая поверхность под напряжением, то медь будет осаждаться.

Насчет хранения: я хранил именно в пластиковой коробке в которой делал активацию. По срокам хранения мне трудно сказать, у меня не было подходящего случая, что бы проверить.
0
Сверление отверстий разным качеством свёрел на разных оборотах повлияет на исход?
0
Обязательно. Для получения качественного и стабильного результата крайне желательно сверлить твердосплавом и на максимальных оборотах.
0
А твердосплав и большие обороты не припалят текстолит?
0
Нет.
0
У меня как раз не получились отверстия просверленные новым твердосплавом.
0
И ещё важный для меня сейчас вопрос — после неудачной металлизации и для повторной активации печатной платы НУЖНО заново отверстия просверливать которые не заметалезировались?
0
Зачем?
0
Спасибо! сегодня вечером займусь, надеюсь у меня всё получится.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.