Чем травить печатную плату: Травим плату перекисью водорода с лимонной кислотой

Содержание

Перестаньте травить печатные платы дома — заказывайте их на производстве / Хабр

В последней своей статье про

Домофон с MQTT

я проводил опрос на тему того, какую статью написать следующей. Выбор пал на заказ производства печатных плат, вот собственно немного расскажу об этом. Если статья зайдет, напишу по следующей теме из голосовалки.

Я ни в коем разе не принуждаю сразу выливать ваше хлорное железо / перекись водорода, оставьте их для макетирования. Я лишь хочу показать, что заказать платы на производстве в наше время совсем не сложно, как может показаться начинающему радиолюбителю. Есть в этом что-то магическое — подержать в руках красивую плату собственного изготовления.

Для меня электроника выступает в качестве хобби, и я, разводя очередную плату, просто отсылаю ее на производство и возвращаюсь к ней только после получения готовых плат. Таким образом, у меня может крутиться несколько проектов одновременно. Я не травлю платы сам и макетирую на проводах только в крайнем случае.

В статье затрону минимальную подготовку к производству плат в программе Eagle CAD. Другими программами не пользуюсь, но думаю смысл будет примерно таким.

Ну, начнем с того, что Eagle CAD (далее буду иногда называть его Орлом) — сама по себе программа платная, но есть бесплатная версия с ограничениями. На один проект допускается рисовать не более 2х листов схемы и разводить не более 2х слоев платы площадью до 80 см2. Мне пока что хватает. Зато всегда пользуюсь актуальной версией с сайта производителя, а не каким-то ломаным старьем.

Учить работать с программой я не буду, для этого есть хорошие статьи от DiHalt’а (ссылка будет в конце статьи), а лишь быстро пробегусь по тому, что нужно сделать для заказа плат.

Разводка платы и DRC контроль

Перед началом разводки необходимо ознакомиться с нормами, которые допускает производитель при изготовлении — это минимально допустимые размеры и зазоры. От них зависит, насколько корректную плату вы получите. Для начала разводки главное среди них это минимальный размер дорожки и переходного отверстия. Производители всегда указывают свои технологические возможности на сайте и почти все сейчас делают дорожки от 6 mil (0,150 мм). Конечно возможно и меньше, но чаще это будет дороже. Советую не мельчить и разводить покрупнее — вам же будет потом удобнее.

Допустим, вы худо-бедно развели печатную плату. Теперь необходимо проверить зазоры в автоматическом режиме по всей плате. Производители иногда прикладывают файлы для их контроля в разных программах. Вот, например, OSH Park подготовил свои нормы в файлах для скачивания. В принципе, по этим нормам можно заказывать и у других производителей, везде технологические возможности примерно одинаковые.


*Открываем в пункте DRC скаченный файл или настраиваем зазоры сами

Жмем Проверить и получаем кучу ошибок. По каждой ошибке можно посмотреть место, где она вызвана, и принять решение: либо исправлять, либо забить и ничего не делать. Заказ плат процедура простая: что нарисуешь, то и получишь, задача программы лишь подсказать тебе слабые места.

Выгрузка на сайт производителя

Все производители принимают платы в виде gerber файлов, но бывают приятные исключения. Например, тот же OSH Park позволяет загружать прямо *.brd файл из Орла или *.kicad_pcb из программы KiCAD с последующим просмотром получившегося результата.

CAM processor

Вернемся к gerber файлам. Для генерации этих файлов из Орла, необходим так называемый CAM процессор. Это файл, в котором настраивается какие слои в какой файл выводить.

Вы конечно можете настроить вывод сами по тем же требованиям с сайта производителя, а можете воспользоваться готовым, если найдете.


*Eagle выведет слои top, pads, vias в файл *.toplayer.ger

Но тут надо быть внимательным, т.к этот CAM процессор выведет файлы с названиями, которые будут понятны одному производителю, а другой в них запутается. Так что смотрим требования к именам gerber файлов на сайте производителя и называем их соответственно.


*требования с сайта одного из производителей

Предварительный просмотр gerber файлов

Прежде чем оплачивать заказ не будет лишним посмотреть, как сгенерировались ваши файлы.

Возможно, там съехал слой шелкографии или поехали шрифты (самая частая проблемы, всегда пишите векторными шрифтами).

Для этого есть разные бесплатные online сервисы или программы. Файлы загружаются в zip архиве. Иногда функция просмотра встроена прямо в форму заказа платы. Так, например, EaseEDA имеет свой просмоторщик.

Ну а как оплатить заказ, я уж думаю, сами разберетесь. Благодарю за внимание.

Ссылки:

1. Работа в Eagle Cad — цикл статей от DiHalt’a
2. Долой Sprint Layout, да здравствует Eagle Cad — а тут я когда-то писал про работу с Орлом
3. Проверенные производители печатных плат (всегда сравнивайте цены): OSH Park, EasyEDA, iTead, Seeed Studio

4. Онлайн просмоторщики gerber файлов: EasyEDA, Gerber-Viewer

Приготовление раствора для травления печатных плат. Травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой. В чем минусы

Печатная плата является одной из основных частей любой монтажной схемы. Перед тем, как сделать ту или иную радиолюбительскую конструкцию, радиолюбитель задумывается о том, как создать печатную плату. На сегодняшний день существует множество методов создания плат, которые ничем не будут отличаться от заводских, например, метод ЛУТ с применением лазерного принтера. Однако, он не всем доступен. Использование медного купороса, хлорного железа и других веществ травления труднодоступно для простых обывателей, да и следов грязи эти вещества оставляют достаточно. В данной статье мы рассмотрим, как перекись водорода, лимонная кислота, соль, помогает травить печатные платы, а также ознакомим вас с более чистым и доступным альтернативным методом.

Лимонная кислота и перекись водорода — безопасный и общедоступный состав для травления меди

Для приготовления раствора понадобится:

  • Перекись водорода (3%), 100 мл. Приобрести можно в любой аптеке.
  • Лимонная кислота, 80 г. Продукт можно купить в любом магазине.
  • Поваренная соль, 1 ч. л. Продукт уже должен быть у вас на кухне.

Важно! Этого объема хватит для травления 100 см2 меди толщиной 35 мкм.

Прежде чем приготовить смесь:

  1. Нарисуйте и напечатайте плату.
  2. Вырежьте кусок текстолита.
  3. Перенесите тонер на текстолит.
  4. Оставьте отмокать.

Теперь приступайте к приготовлению раствора:

  1. Возьмите стеклянный или пластиковый сосуд (только не металлический).
  2. Подогрейте перекись. Для этого закрытую баночку со средством поставьте на водяную баню и оставьте до тех пор, пока температура не выровняется.
  3. Вылейте перекись в сосуд (разбавлять не нужно, так как она и так 3%).
  4. В емкость с перекисью засыпьте лимонную кислоту.
  5. Размешайте ее.
  6. Потихоньку добавляйте соль.

В итоге должна получиться прозрачная жидкость.

Важно! Пока раствор не остыл, опустите туда плату дорожками вниз.

Время протравки примерно 40-50 минут. Сам процесс во многом зависит от температуры смеси. В процессе травления она становится сначала зеленым, а когда вся кислота прореагирует и станет солью — перекрасится в голубой или синий цвет.

  • Если раствор пенится (пузырится), то перекись водорода, лимонная кислота и соль взяты в неправильных пропорциях. В частности, скорей всего вы перебрали с солью. Добавьте в смесь немного перекиси и воды.
  • Соль при изготовлении раствора не жалейте, так как она играет роль катализатора, и в процессе травления практически не расходуется.
  • Примерно через 20 минут травления, достаньте и осмотрите плату на предмет подтравов, так как после того, как стравится фольга, может начать подтравливаться материал под рисунком или слоем тонера.
  • Чем больше гидроперита, тем быстрее пройдет процесс. Но учтите, что раствор не хранится, и повторно его использовать нельзя, значит — если перекиси будет много, то она будет просто перерасходована. Избыток гидроперита можно определить по обильному пузырению во время травления.
  • Чтобы понять, готова ли плата, не доставая ее, следите за раствором. Если он перестал шипеть и пузыриться, то либо травить больше нечего, либо средство выдохлось. Достаньте и проверьте.
  • Тонер смывайте ацетоном.
  • Если после смывки тонера плату опустить в остатки смеси, то дорожки меди станут розовыми и избавятся от окислов. Лудить такую обработанную плату намного быстрее и проще.

Достоинства домашнего метода:

  1. Высокая скорость травления.
  2. Процесс протекает при комнатной температуре.
  3. Доступность.
  4. Простота приготовления.
  5. Самый дешевый метод травления меди.
  6. Раствор из перекиси водорода, лимонной кислоты и соли безопасен — как для тела, так и для одежды.
  7. Лимонная кислота и перекись водорода не оставляют грязных пятен.

Недостаток

Средний цитрат меди малорастворим, а значит — может выпасть в осадок, в том числе и на поверхность травления. Чтобы предотвратить проблему, не экономьте лимонную кислоту.

Если есть желание сделать ту или иную радиолюбительскую конструкцию, сначала радиолюбитель задумывается о создании . Конечно, сейчас есть множество методов создания плат, которые ничем не отличаются от заводских, например с применением лазерного принтера, но он не всегда доступен, как в моем случае. Не везло и с традиционной химией для травления плат, поэтому основную часть конструкций делались либо навесным монтажом, либо на макетной плате. Медный купорос, хлорное железо и другие аналогичные вещества травления почти не реально было раздобыть. И вот, в один прекрасный день, добрые люди посоветовали простой способ травления. Сразу были приобретены нужные ингредиенты, все вместе стоило менее доллара. Метод понравился настолько, что было решено написать отдельную статью. Она, думаю, будет полезна начинающим радиолюбителям. А для химического состава нам понадобятся:

1) 3%-ый раствор перекиси водорода 100гр (куплен в аптеке за 0,2$, продаются в бутылках по 100мг, именно столько и нужно).
2) Лимонная кислота 80-100гр (куплена в продуктовом магазине 2 пачки по 40 гр — 0,3$).


3) Чайная ложка обычной поваренной соли.


Смешаем все вместе, никакой опасной реакции не будет, далее хорошенько перемешиваем деревянной или пластмассовой палочкой до полного растворения твердых ингредиентов.


Ну вот собственно и все — состав готов. Плата полностью травится максимально за 1.5 часа, а в итоге никаких вредных газов не выделяется, но советую травить на свежем воздухе, поскольку запах все-же есть. Пример готовой платы, вытравленной перекисью, показан на следующем фото:


Таким простым способом можно травить платы любой сложности, метод чистый и безопасный, пачкаться буквально нечем. Для испытаний и наглядной демонстрации протравил кусок фольгированного текстолита, а затем плату к усилителю. Автор — АКА (Артур Касьян).

Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА

И лимонной кислотой — рецепт, пользующийся особой популярностью у радиолюбителей. Это не только быстрый, но и безопасный способ получить готовое для паяния элементов будущего прибора полотно.

Как травили платы в прошлом?

Раньше, чтобы сделать требовалось приложить немало усилий. Сначала схема разводилась на бумаге, потом в заготовке проделывали отверстия, после чего переносили дорожки на фольгированный текстолит или гетинакс, используя при этом лакокрасочные изделия. После высыхания покрытия его отдирали, а плату погружали в емкость с лугом для вытравливания.

Труднее всего было травить плату. Так как для этих целей использовали луг на основе В радиокружке такое средство не было дефицитным, а вот дома приходилось искать альтернативу, в качестве которой чаще всего выступал медный купорос.

Обработка платы несла в себе еще один секрет: плата травилась неравномерно. Некоторые дорожки разъедались, а местами поверхность недотравливалась. Все из-за неопытности умельцев или многократного использования лужного раствора.

Современные методы обработки плат

Травление платы перекисью водорода и не новинка. Многие слышали о таком методе и раньше. Выбрав такой вариант подготовки платы, вы откроете для себя не одно преимущество по сравнению с травлением в хлорном железе. Например, качество обработки, безопасность и экологичность перекиси в сочетании с окислителем.

Рецепт обработки платы дома

Все, что необходимо для того, чтобы выполнить травление платы перекисью водорода и лимонной кислотой, вы найдете в своей аптечке и на кухне или без проблем сможете приобрести. Еще одно неоспоримое преимущество обработки плат таким способом — стоимость ингредиентов для создания раствора. Вот и еще одно преимущество водородной смеси — она обойдется намного дешевле хлорного железа.

Компонентный состав

  • 3%-я — 100 мл.
  • Кислота лимонная — 30 грамм.
  • Поваренная соль — 5 грамм (в качестве вспомогательного компонента прохождения реакции).
  • Вода (в случае надобности).

Важно! Раствора, приготовленного в такой пропорции, хватит, чтобы вытравить медную фольгу толщиною в 35 мкм и площадью 100 кв. см.

Подготовка платы

  1. Нарисуйте и напечатайте плату.
  2. Вырежьте необходимых размеров кусок текстолита.
  3. Перенесите тонер на текстолит и оставьте отмокать, после чего удалите.

Как приготовить раствор?

  1. Подогрейте перекись водорода: поставьте бутылочку на водяную баню и дождитесь, пока температуры двух веществ не выровняются.
  2. Возьмите чашку. Подойдет любая, только не металлическая.
  3. Перелейте разогретую перекись в чистую сухую посудину и всыпьте лимонную кислоту.
  4. Тщательно перемешайте смесь.
  5. Помешивая, добавляйте соль, которая в растворе играет роль катализатора.

Как правильно травить плату?

Чтобы травление платы перекисью водорода и лимонной кислотой прошло быстрее, можете воспользоваться двумя контейнерами. Просто поместите меньшую емкость с лугом в контейнер большего размера и налейте в нее горячую воду. Это ускорит и усилит процесс.

Травление платы в р-ре перекиси водорода выполняют так: плату помещают в луг стороной, на которой нарисованы дорожки, вниз, чтобы продукты распада легко опускались на дно емкости. Чтобы реакция проходила более равномерно, раствор нужно время от времени слегка помешивать. Весь процесс занимает не более 10 минут.

По завершении травки плату необходимо нейтрализовать и промыть под проточной водой.

Такой метод обработки платы полностью безопасен. Делать платы теперь можно и на работе, и дома, и в офисе, а работать с небезопасными реагентами при этом совсем не обязательно.

Важно! Если раствор сильно пенится, то соли вы всыпали слишком много. Подлейте еще перекиси, иначе реакция пройдет чересчур активно, дорожки могут быть повреждены.

Если в процессе реакции вы вытянете плату и взглянете на нее, то не сможете заметить отличий, по сравнению с тем, как проходит травление печатной платы в хлорном железе, их просто нет. Главное отличие — быстро проходящая реакция и менее опасный процесс для человека.

Как понять, что плата уже вытравилась?

В водородно-кислой среде реакция проходит по формуле: Cu+ h4Cit +h3O2→ H +2h3O. Травление печатной платы в перекиси водорода можно считать завершенным, если в растворе прекратились какие-либо реакции: он больше не шипит и не пузырится.

Готовую плату очищают и промывают водой. Тонер или краску стирают ацетоном. После чего плату тщательно протирают и обезжиривают.

Важно! Проверяйте дорожки на целостность после обработки платы. Поврежденная схема не будет работать.

Как вы могли убедиться, травление платы перекисью водорода в домашних условиях не только возможно, но и безопасно. Не составит труда найти необходимые компоненты для приготовления травящего состава, а сам процесс займет не более 15 минут. Сегодня любой радиолюбитель, благодаря простым и точным советам, сможет поэкспериментировать дома без нанесения вреда себе и окружающим.

Недавно открыл для себя в Интернете новый метод травления печатных плат, отличающийся от классических методов травления, к тому же этот метод не имеет свойственных традиционным хлорному железу и персульфату аммония недостатков. Хлорное железо с его неотмывающимися пятнами на одежде и в результате с испорченными вещами, возможно не устраивало давно и многих. Также и персульфат аммония, не у каждого есть дома отдельный стол для травления – пайки, скорее всего большинство травят, как и я, в ванной комнате. Иногда, в результате неосторожных действий с персульфатом аммония и попадания капель на одежду, образуются со временем небольшие дырочки, вещи становятся испорченными.

Кто-то может сказать, меня устраивает персульфат из-за своей скорости травления, так вот, новый метод травления позволяет протравливать платы, думаю с не меньшей скоростью. Вчера протравил плату за полчаса, рисунок был начерчен на скорую руку маркером, самые узкие дорожки были в 1 мм шириной, подтравов замечено не было. Фото платы ниже, правда после того как залудил и спаял все детали на плату, просто чтобы показать, что даже узкие дорожки получаются без подтравов, этого думаю достаточно. Но сразу хочу заметить, что рисунок переведенный на печатную плату методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологией ) сохраняется лучше, у людей по отзывам при протравке этим методом даже узкие дорожки шириной в 1 мм получаются стабильно хорошо.

Теперь перейдем к делу. На плату размерами 35*25, которую травил, истратил следующие ингридиенты: бутылочку аптечной перекиси водорода 50 мл, стоимостью 3 рубля и 1 пакетик 10 грамм пищевой лимонной кислоты , стоимостью 3,5 рубля, соль чайная ложка (используется как катализатор) разумеется бесплатно, подойдет любая какая есть у вас на кухне, даже йодированная. Точные пропорции здесь не обязательны, делаем примерно такой раствор: выливаем перекиси водорода, столько чтобы плату скрыло на 5 мм, добавляем 10 грамм (в моем случае пакетик) лимонной кислоты и ложим чайную ложку соли .

Воды добавлять не надо, жидкость используется та, которая есть в перекиси. Если планируется травить плату больших размеров, то увеличиваем количество ингридиентов в тех пропорциях, относительно перикиси водорода, как было указано выше, также чтобы плату скрыло на 5 мм. К концу травления раствор окрасится в голубоватый цвет. Во время травления плату шевелим в емкости, потому что на плате будут скапливаться пузырьки газа, мешающие травлению.

Ближе к концу травления извлекаем пинцетом плату из раствора и осматриваем. Если рисуем рисунок маркером, то рекомендую рисовать в несколько слоёв, чтобы избежать небольших подтравов на узких дорожках, но такой же эффект даст нам и хлорное железо и персульфат аммония. Оставшийся от травления раствор можно вылить в канализацию, пропустив после большое количество воды. Хранить раствор для повторного использования, думаю никто не будет, всегда проще сделать новый раствор при необходимости, чем ждать дольше при протравке со старым раствором.

Экономия времени и денег в сравнении со старыми методами, думаю очевидна всем. Также можно пользоваться концентрированной перекисью продающейся в магазинах для парикмахеров или таблетками гидроперита , но здесь соотношение ингридиентов придется каждому подбирать самому, так как с ними не экспериментировал. Выкладываю, как обещал фото платы, протравленной этим методом, делал плату правда на скорую руку.


Ещё немного про такую полезную вещь, как вертикальные ванны . Если требуется равномерное и качественное двусторонее травление — удобны именно вертикальные ванны с перемешиванием раствора. Перемешивание делается введением в ванну трубочку от аквариумного аэратора. Также у вертикальной ванны минимальна площадь испарения. Кроме того, не будет налипающей грязи, если раствор старый и замусорен. Желаю удачных травлений без подтравов. С вами был AKV .

Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Травление печатной платы перекисью водорода и соляной кислотой

Изготовление собственных печатных плат не должно быть дорогостоящим или сложным, но есть некоторые приемы, которые я узнал в процессе, которые могут помочь вам добиться большего успеха, чем нет.

Разработайте свою схему в программном обеспечении. Я предпочитаю Fritzing, он хорошо соответствует моим знаниям, опыту и способу дизайна.

  • Распечатайте схему в зеркальном формате на лазерном принтере. Это действительно суть метода переноса тонера. Лазерный тонер содержит частицы пластика. Эти частицы «свариваются» вместе на бумаге. Когда вы достаточно нагреете тонер, он станет липким и прилипнет к другой поверхности.
  • Поместите распечатанное изображение (стороной для печати вниз) на покрытую медью плату.
  • Прогладьте бумагу на доске горячим утюгом.
  • Смочите бумагу подальше от доски.
  • Погрузите плату в кислотную ванну.
  • Удалите тонер.

Когда дело доходит до кислотных ванн, на самом деле есть только два варианта. Хлорид железа или медная кислота. Хлорид железа для меня слишком неприятен и стоит намного дороже. С другой стороны, медная кислота намного дешевле и ее легко получить. Просто смешайте 2 части перекиси водорода с 1 частью соляной кислоты, и вы получите основу для травления

Шаг 1: Бумага

Бумага, которую вы используете в своем лазерном принтере, очень важна. Некоторые люди ругаются, используя журнальную бумагу. Обычно это тонкая полуматовая или глянцевая бумага. Другие советуют использовать фотобумагу хорошего качества. Я немного поэкспериментировал с разными типами бумаги, и за свои деньги достаточно качественной бумаги для лазерной печати формата A4 (80 г / м2). Я получаю более стабильные результаты, используя бумагу для принтера, чем что-либо другое.

Когда вы кладете распечатанное изображение на медную плату, сначала обрежьте его до нужного размера. Я использовал липкую ленту, чтобы удерживать бумагу на плате. Я немного поэкспериментировал здесь и считаю, что самый простой способ — сначала прогладить угол, стараясь не гладить пальцы, пока вы прижимаете его к доске. Помните, что медь является отличным проводником тепла, поэтому она может обжечь вас, если вы будете греть ее слишком долго. После того, как вы отглаживаете угол, накройте всю поверхность платы и бумаги утюгом и прижмите его.

Шаг 2: Глажка

Если вы гладите печатную плату на гладильной доске… гладильная доска будет вашим врагом. У неё слишком большая тепловая отдача, кроме того, бумага будет отрываться от доски, и вы получите смазанный перевод. В любом случае используйте эту гладильную доску, но подложите под печатную плату кусок дерева (по крайней мере, такой же длины и ширины, как длина утюга). Это предотвратит неравномерный нагрев печатной платы и неизмеримо улучшит вашу передачу.

Еще одно яблоко раздора — время, потраченное на утюг. Некоторые говорят, что гладить эту плату в течение 4 минут, но гладю примерно 2 минуты, максимум 2,5 минуты.

Шаг 3. Смочите бумагу

Замачивание хорошее … но замочите в горячей воде. Я вскипячу кувшин перед тем, как поставить утюг на доску. Достаточно прогладив плату, я откладываю утюг в сторону и наливаю примерно 3 см кипятка в старую емкость для мороженого, а затем опускаю плату прямо внутрь. Когда вода остынет (то есть почти станет холодной ), затем я вынимаю плату из воды и протираю ее. Если нужно, снова вскипятите чайник и снова замочите, чтобы убрать с доски липкие клочки бумаги.

Вы можете повторять процесс замачивания сколько угодно раз … это не испортит плату или бумагу.

Однако, если ваша плата — действительно дешевый склеенный бумажный материал, лучше не замачивать её слишком сильно. Чтобы убедиться в этом, проверьте плату. На самом деле, вам нужна основа из стекловолокна или фенопласта. Ищите плату типа «FR».

Шаг 4. Очистка и тестирование

Когда вы удалите бумагу, вы можете заметить, что на переводе есть пробелы или дыры. Что ж, бывает. Чтобы выйти из этой ситуации, нужно заполнить пробелы ручкой, в которой используются устойчивые к травлению чернила. Если вы заходите в Интернет и ищете ручки, устойчивые к травлению… ожидайте, что заплатите много. Лучше сходите в магазин канцелярских товаров или в художественный магазин и купите перманентный маркер Staedtler Lumocolor. Они бывают разной толщины от (что я видел, это не исчерпывающий список) от M средней до F тонкой. Я также попробовал использовать карандаш Chinagraph для сравнения и обнаружил, что хотя он покрывает стойкий к травлению материал, линия схематична и оставляет на мне следы с ямками и царапинами. Я думаю, это из-за того, как карандаш работает на твердой поверхности. Конечно, Staedtler — не единственный производитель, который производит перманентные чернильные маркеры со свойствами устойчивости к травлению, но это то, что я пробовал, и это мне удалось.

Шаг 5: Кислотная ванна

Когда дело доходит до кислотных ванн, на самом деле есть только два варианта. Хлорид железа или медная кислота. Хлорид железа для меня слишком неприятен и стоит намного дороже. С другой стороны, медная кислота намного дешевле и ее легко получить. Просто смешайте 2 части перекиси водорода с 1 частью соляной кислоты, и вы получите основу для травления. Основным недостатком этой кислоты является то, что перекись испаряется довольно быстро, поэтому делайте ее ровно столько, сколько нужно сегодня, не ожидайте, что она пригодится завтра. Кроме того, не забудьте добавить кислоту в перекись, а не наоборот. Медная кислота потребует времени, чтобы протравить вашу плату, поэтому не планируйте сразу же заполнять доску ИЛИ оставлять ее без присмотра. На самом деле не рекомендуется сажать печатную плату в кислоту, а затем ходить по магазинам, слишком много всего может случиться, что действительно испортит вам день.

Когда ваша плата правильно протравлена, она будет немного прозрачной. Вы можете проверить травленость платы, вынув ее из ванны, тщательно ополоснув и просушив, а затем подержав на свету. Вы должны четко видеть следы меди на плате. Если все в порядке, достаньте мультиметр и переключитесь на прозвонку. Проверьте плату, поместив анод (или катод, неважно какой) на дорожку, а другой (катод или анод) на поле печатной платы там, где не должно быть никакой меди. Если раздастся звуковой сигнал, значит, снова в ванну. Вы также можете проводить регулярный тест на непрерывность от одного конца каждой трассы до другого, чтобы убедиться, что ваши трассы, непрерывны.

Шаг 6. Промойте плату и удалите тонер

Итак, теперь ваша плата тщательно протравлена, промыта и протестирована. Теперь вы хотите удалить стойкий к травлению тонер / маркер. Для этого вам нужно найти ацетон. Кроме того, вы можете купить его самостоятельно, когда пойдете в аптеку за перекисью водорода. Нанесите немного ацетона на ватный тампон, ватную палочку, салфетку, большой палец и сотрите неприятные пятна.

Шаг 7: заполните плату

На этом этапе у вас должна быть исправная печатная плата, которая только и ждет, чтобы ее просверлили и установили. Сравните это с схемой на экране, нередко ваша печатная плата находится задом наперед, потому что вы перепутали положительные и отрицательные изображения.

Шаг 8: Шелкография

Для действительно дешевой альтернативы шелкографии на печатной плате просто распечатайте копию шелковой стороны печатной платы и приклейте ее к верхней части платы. Я намазываю поливинилацетат (белый клей для дерева — ПВА) на доску, затем кладу бумагу поверх, а затем покрываю бумагу большим количеством ПВА, чтобы запечатать ее.

На изображении выше показана плата Arduino, которую я сделал (ICSP для ATTiny85).

В качестве альтернативы вы можете использовать тот же метод переноса тонера для переноса зеркального изображения на лицевую сторону плату.

При тщательном управлении и удаче вы сможете быстро и дешево сделать свою собственную печатную плату, просто помните, вы создаете токсичные отходы, с которыми вам нужно иметь дело.

Скоростное травление печатной платы в медном купоросе


Как быстро вытравить печатную плату в растворе медного купороса?

Всем привет!
На протяжении многих лет печатные платы изготавливают с помощью травления в различных растворах с применением различных ухищрений.
Решил поделиться своим способом, который дал очень хороший результат.

Раствор купороса делаем по стандартной схеме: 1 часть купороса к 4 частям поваренной соли. Заливаем его кипятком непосредственно перед употреблением!

Но перед тем как делать раствор, соорудим «растворомешалку»…

Собственно вот такая конструкция…
В качестве регулятора я использовал КРЕН12 в стандартном включении.

Пояснение принципа работы:
Готовим печатную плату для травления любым удобным способом, но заготовку делаем с небольшим запасом (5 мм) по длине с обоих сторон. Нарезаем кусочки текстолита размерами 15 мм*10 мм и делаем в них прорези шириной немного меньше толщины имеющегося текстолита. Одеваем их на плату вот таким образом:

К зажиму с отверстием приматываем проволоку в виниловой изоляции, другой конец проволоки крепим к болту на маховике. Проволока должна свободно болтаться но не соскакивать!

Ёмкость берём размером достаточным для свободного перемещения платы, очень удачно подходят кюветы для проявки фото.
При необходимости можно сделать в маховике несколько отверстий для болта на разном расстоянии от центра, для разных по величине (весу) плат.

Кладем плату в пустую кювету, запускаем двигатель и выбираем частоту вращения (ёрзания платы). Частота нужна небольшая, чтобы не разбрызгивался раствор. Наливаем раствор, травим…

С этим приспособлением я поставил личный рекорд травления ПП в медном купоросе 5 минут!!!
В хлорном железе травится тоже очень быстро, даже в холодном виде при комнатной температуре около 10—15 минут (смотря какой свежести хлорное железо).

Основные критерии для скоростного травления: горячий раствор, хорошо зачищенная заготовка ПП.

Вот в общем и всё… Удачных печатных плат!!!
Всегда Ваш, Александр Булгаров.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

 

Печатные платы. Гальваническое осаждение металлорезистов

Металлорезисты сочетаются с определенными травящими растворами, как показано в таблице1, где представлены наиболее распространенные сочетания травящих растворов и материалов, используемых в производстве электроники [2, 3]. Конечно, список травящих растворов можно продолжить [4]. Особенно это актуально для технологий печатных плат со встроенными пленочными компонентами [5], например для формирования резисторов из двуслойной фольги медь-нихром, когда нужно травить медь, не трогая нихром, и нихром, не трогая медь. Или травить и то и другое вместе. Но об этом — в другой статье.

Рисунок. Подтравливание рисунка при травлении по металлорезисту:
1 — металлорезист;
2 — гальванически осажденная медь;
3 — медь фольги

Ко всему прочему нужно иметь в виду, что при травлении меди по металлорезисту происходит не только химическое растворение подложки, но и электрохимический процесс подтравливания гальванической пары металлорезист-медь (рисунок).

Таблица 1. Травители для различных материалов
Травитель Материал
Алюминий (Al) и его сплавы Свинец (Pb) Золото (Au) Железо (Fe) и его сплавы Медь (Cu) и ее сплавы Хром (Cr) Молибден (Mo) Никель (Ni) и его сплавы Серебро (Ar) Цинк (Zn) Олово (Sn) Стекло Эпоксидная смола
Хлорное железо × ×   × ×     ×     ×    
Серная кислота                         ×
Соляная кислота ×         ×   ×   × ×    
Азотная кислота       ×   ×     × ×      
Соляная и азотная кислоты ×   ×       ×            
Плавиковая кислота                       ×  
Плавиковая и азотная кислоты                       ×  
Хромовая кислота           ×              
Хромовая и серная кислоты         ×     ×   ×      
Хлорная медь         ×                
Персульфат аммония         ×     ×          
Едкий натр ×                        
Соляная кислота и перекись водорода         ×                

 

Серебрение

Изначально в производстве печатных плат использование серебра было обусловлено его устойчивостью к травлению в хлорном железе. Оно хорошо сочеталось с фоторезистом на основе поливинилового спирта с хромовым ангидридом. Только потом перешли на металлорезист из гальванического сплава олово-свинец, когда нашли соответствующие ему травители на основе аммиачных комплексов хлорной меди.

Серебро обладает высокой электропроводностью, отражательной способностью и химической устойчивостью во многих агрессивных средах, особенно в щелочах и большинстве органических кислот. Поэтому в электротехнической и радиоэлектронной промышленности серебрение применяют для создания функциональных покрытий с высокой электропроводностью и стабильной величиной переходного сопротивления в местах контактов. Сегодня серебро используется лишь в СВЧ-платах, а в массовом производстве печатных плат не нашло широкого применения. С учетом скин-эффекта на СВЧ-частотах требуется толщина всего лишь 2,5-5 мкм. Однако для устойчивости к процессу травления серебро как металлорезист должно иметь толщину 6-9 мкм.

Существенным недостатком серебряных покрытий является их высокая чувствительность к действию сероводорода и других соединений серы. В атмосфере, содержащей даже незначительные примеси этих соединений, серебряные покрытия быстро тускнеют, покрываясь пленкой сернистого серебра.

Для гальванического серебрения практически применяют только комплексные электролиты, из которых оно осаждается при повышенной поляризации.

Наибольшей катодной поляризацией при осаждении серебра обладают цианистые электролиты, которые и до настоящего времени остаются наилучшими по качеству получаемых покрытий в гальванической практике. Цианистые электролиты серебрения состоят из цианистых комплексов серебра, свободного цианида щелочного металла и его карбоната, который постепенно образуется в электролите. Цианистые электролиты обладают высокой рассеивающей способностью и хорошей мелкозернистой структурой осадка. Разработаны также железосинеродистые, пирофосфатные и другие электролиты, которые могут частично по технологическим свойствам заменять токсичные цианистые растворы.

Основными компонентами цианистых электролитов серебрения являются комплексные соли серебра — дицианоаргентат натрия или дицианоаргентат калия. Калиевые соли по сравнению с натриевыми обладают лучшей растворимостью и позволяют применять ток с более высокой плотностью.

Состав электролитов и режим осаждения могут изменяться в широких пределах в зависимости от назначения покрытия. Для улучшения равномерности распределения серебряного покрытия и растворения анодов в электролит вводят дополнительно азотнокислый калий, а для повышения электропроводности раствора — углекислый калий. Для повышения рассеивающей способности электролита, а также для нормального растворения серебряного анода необходим избыток свободного цианида. Для получения блестящих осадков серебра в цианистый электролит вводят сероуглерод (1,5-2 мл/л), гипосульфит (1 г/л) и другие специальные добавки, содержащие в основном сернистые соединения. Широко используют электролит с добавкой каптакса (2-меркапто-бензотиазола) в качестве блескообразователя, хотя со временем каптакс склонен к разложению. Состав некоторых электролитов (г/л) и режимы серебрения приведены в таблице 2.

Таблица 2. Состав цианистых ванн серебрения и режимы их работы
Состав № 1 № 2 № 3
Серебра дицианоаргентат 50-60 35-45 45-60
Калий цианистый 60-70 45-60 90-100
Калий углекислый 40-60 30-50 50-60
Калий азотокислый 50-70
Каптакс 0,25-0,5
Температура, °С 15…25 1…25 15…25
Плотность тока, А/дм2 0,2 0,8-1,2 2-3
Аноды

Серебро марки 999,9

Электролит № 3 требует предварительной проработки током (30-35 А·ч/л), после чего вводят блескообразователь. Получению блестящих осадков способствует также электроосаждение с реверсированием тока.

Для приготовления цианистого электролита серебрения используют азотнокислое серебро. Приготовление электролита производится при затемнении или красном свете. Отдельно растворяют цианистый калий. При доливании цианистого калия к раствору азотнокислого серебра сначала выпадает осадок цианистого серебра, который затем легко растворяется в избытке цианистого калия. Образующийся при этом азотнокислый калий улучшает процесс электроосаждения серебра.

При погружении печатных плат с медными проводниками в цианистый электролит серебрения происходит контактное осаждение серебра, обладающее плохим сцеплением серебряного осадка с медью, так как в этих растворах серебро более электроположительно, чем медь. Контактный слой серебра служит основной причиной отслаивания серебряного покрытия от деталей. Для обеспечения надежного сцепления с покрытием детали из меди и ее сплавов подвергают специальной операции — амальгамированию. Детали погружают на 3-5 с в раствор цианистой или хлористой ртути при + 15…25 °C. Состав раствора амальгамирования:

  • окись ртути — 6-8 г/л;
  • калий цианистый — 6-8 г/л.

Проводники плат после амальгамирования имеют ровный белый цвет с голубым оттенком, без черных пятен и непокрытых мест. Затем платы тщательно промывают и помещают в электролит серебрения, где они находятся под током (!).

Последнее время операцию амальгамирования все чаше заменяют серебрением в цианистом электролите с пониженным содержанием серебра и большим избытком свободного цианида. Состав раствора и режим амальгамирования:

  • серебро цианистое — 6-8 г/л;
  • калий цианистый — 80-100 г/л;
  • температура — +15…25 °C;
  • плотность тока — 2-3 А/дм2.

Детали вывешивают в ванне под током на несколько секунд. После амальгамирования или предварительного серебрения детали переносят в рабочий электролит для дальнейшего осаждения серебра до требуемой величины. В таблице 3 перечислены дефекты при эксплуатации цианистых электролитов серебрения, причины их возникновения и способы устранения.

Таблица 3. Дефекты при эксплуатации цианистых электролитов серебрения и способы их устранения
Дефект Причина дефекта Способ устранения
Шелушение и отслаивание покрытия при полировании и нагревании Некачественная подготовка к покрытию Улучшить подготовку перед амальгамированием
Плохое качество амальгамирования Проверить состав ванны амальгамирования
Скорректировать время выдержки
Покрытие темное и пятнистое. Аноды покрыты темным налетом Низкая концентрация свободного цианида Добавить цианистый калий
Покрытие рыхлое и крупнокристаллическое Завышена катодная плотность тока Снизить плотность тока

Темные пятна на покрытии. Аноды светлые

Загрязнение электролита анодным шламом и примесями других металлов Отфильтровать электролит. Ввести аммиак (1-2 мл/л) или гипосульфит (1-2 г/л)
Обеднение электролита серебром Ввести в электролит азотокислое серебро
Плохая рассеивающая способность электролита (плохо покрываются профилированные детали) Недостаток свободного цианида

Откорректировать электролит

Отсутствие карбонатов

Несмотря на все хорошие свойства цианистого электролита серебрения, он чрезвычайно ядовит. В настоящее время разработан целый ряд электролитов (табл. 4), которые можно применять вместо цианистого. Это электролиты на основе дицианоаргентатных солей, железосинеродистого калия, йодистые, пирофосфатные, роданидные, сульфосалицилатные и др. [6].

Таблица 4. Составы электролитов
Компоненты ванн Состав № 1 Состав № 2
Серебро азотнокислое (в пересчете на металл), г/л 40-50
Дицианоаргентат (в пересчете на металл), г/л 40-50
Калий железосинеродистый, г/л 100-120
Калий углекислый, г/л 50-60 20-30
Калий роданидный, г/л 120-150 200-250
Плотность тока, А/дм2 0,2 1
Скорость осаждения 10 мкм/ч 1 мкм/мин.

При переходе к слаботочной технике серебро было заподозрено в склонности к миграции, состоящей в том, что при определенном напряжении и влажности серебро будет мигрировать по поверхности изоляционного зазора и через композиционный материал диэлектрического основания платы, создавая каналы утечки с низким электрическим сопротивлением. Но последующие исследования показали, что к электрохимическому отказу склонны все металлы [7], хотя серебро — в большей степени. И для предотвращения этого явления нужно обеспечивать стерильность поверхности изоляции, чтобы на ней не образовывалась среда для электрохимических процессов миграции.

Серебро, использованное в качестве металлорезиста, хорошо смачивается припоем после дополнительной обработки — осветления. В этом отношении серебро имеет преимущество перед таким металлорезистом, как олово-свинец: его не нужно оплавлять, и по нему можно наносить паяльную маску.

 

Гальванический сплав олово-свинец

Сплав олово-свинец (61+5% олова, 31-5% свинца) используется в качестве металлорезиста при травлении в аммиачном комплексе хлорной или сернокислой меди и после определенной обработки служит финишным покрытием для пайки. Электрохимические потенциалы олова и свинца столь близки (E0Sn/Sn2+ = -0,14 В; Е0Pb/Pb2+ = -0,13 В), что их совместное выделение на катоде для образования эвтектического сплава возможно даже при самых низких значениях плотности тока.

Имеющиеся в настоящее время растворы для нанесения покрытий состоят из высококонцентрированной борфтороводородной кислоты с пептоном, а также низкоконцентрированной борфтороводородной кислоты без пептона, и органического акрила с сульфоновой кислотой (без борфтороводородной кислоты). Эти процессы подбираются для обеспечения высокой рассеивающей способности и равномерного состава сплава [6]. Процесс с применением сульфоновой кислоты имеет преимущество: это шарообразные аноды из сплава свинца и олова. В таблице 5 приводятся подробные сведения об эксплуатации и управлении двумя ваннами с высокой рассеивающей способностью для свинца и олова (припоя).

Таблица 5. Борфтороводородные электролиты для нанесения покрытия из олова и свинца
Тип электролита HBF4 + пептон Низкоконцентрированная HBF4 + патентованный состав
Рабочий режим
Свинец, г/л 8-14 10-20
Двухвалентное олово (Sn+2), г/л 12-20 20-30
Свободная борфтороводородная кислота, г/л 350-500 100-200
Борная кислота Подвешенный мешок в ванне То же самое
Добавки Используются при необходимости с помощью ячейки Хулла и согласно использованным A·4 Используются при необходимости с помощью ячейки Хулла
Температура, °С +20…25 +25…30
Плотность катодного тока, A/дм2 1,5-1,8 1-3
Перемешивание Циркуляция раствора Механическое и циркуляция раствора
Аноды
Тип Пластина
Состав анода 60% олова и 40% свинца
Мешки на аноде Полипропилен
Крючки Плакированные
Длина анода Длина штанги минус 50 мм
Плотность тока, A/дм2 1-2

Циркуляция электролита осуществляется фильтрационным насосом, без допуска воздуха. Необходимо использовать полипропиленовый фильтр 3-10 мкм для устранения помутнения раствора и шероховатости осаждаемого слоя. Раствор подвергается периодической обработке активированным углем при комнатной температуре раз в 4-12 месяцев. Если раствор прозрачный и бесцветный, то в него вносятся добавки на основании анализа с помощью ячейки Хулла. Не следует применять слишком измельченный уголь и использовать для очистки перекись водорода.

Классификация загрязнений электролита:

  • Органические. Это загрязнение обусловлено использованием пептона, разрушением органических добавок и частичным растворением резистов. Для очистки от органических загрязнений требуется периодическая обработка активированным углем.
  • Металлические. Медь относится к наиболее серьезным из этой категории загрязнителей. Она вызывает осаждение слоя темного цвета при низкой плотности тока (в отверстиях), а ее осадок может появиться на анодах. Максимально допустимый уровень металлического загрязнения составляет:
    • для меди — 15 ppm;
    • для железа — 400 ppm;
    • для никеля — 100 ppm.
  • Ионные. Максимально допустимый уровень для хлор-иона составляет 2 ppm, а для сульфат-иона — 2 ppm.
  • Проработка ванны (фиктивное осаждение). Присутствие примеси меди в электролите в количестве более 0,1 г/л нежелательно, так как медь легко осаждается с основным сплавом, окисляет олово в растворе, может способствовать пассивации и снижает паяемость сплава. Медь удаляют из раствора фиктивным осаждением при низкой плотности тока 0,3-0,5 A/дм2 в течение нескольких часов раз в неделю. (Фиктивным называют осаждение при низкой плотности тока, при использовании в качестве катода рифленых листов металла или обрезков заготовок.) Другие металлы, такие как железо и никель, при недопустимо высокой концентрации могут способствовать образованию не смачиваемых припоем участков и плохо поддаются удалению. Убедитесь, что медная поверхность покрыта слоем сплава олова и свинца, прежде чем устанавливать низкую плотность тока для фиктивного осаждения.

Фторбораты олова и свинца являются источниками осаждаемого сплава. Необходимо строго соблюдать их концентрацию и соотношение, поскольку они непосредственно влияют на состав сплава. Борфтористоводородная кислота увеличивает проводимость и рассеивающую способность растворов. Борная кислота препятствует образованию фторида свинца. Добавки способствуют получению ровного, мелкозернистого осаждения металла. Избыток пептона (в три-четыре раза больше нормы) может привести к небольшим раковинам (кратерам) в осажденном слое при расплавлении гальванического сплава. Рекомендуются испытание ячейкой Хулла и периодическая обработка ванны активированным углем. Добавлять пептон следует по 1-2 л в неделю при емкости ванны в 2000 л. Для составления раствора можно использовать только деионизованную воду и чистые химические реактивы, например борфтористоводородную кислоту с содержанием железа <10 ppm и сульфата <100 ppm. Чистота раствора поддерживается постоянной фильтрацией.

Требуемая толщина слоя сплава олова и свинца в 12 мкм осаждается за 15-17 мин. при плотности тока 1,5-1,7 A/дм2. Наилучшие результаты получаются при осаждении с плотностью тока 1-2,5 A/дм2 (выше, чем плотность тока при гальваническом меднении). Плотность тока более высокого значения приводит к образованию грубого осадка и повышенному содержанию олова в сплаве. Избыточный ток вызывает древовидные наросты и образование шлама.

Перед погружением заготовки в электролит проводят химическую активацию заготовки погружением на несколько секунд в борфтористоводородную кислоту.

Осаждаемый металл должен содержать 60% олова и 40% свинца. Состав необходимо проверять химическим анализом осадка.

Тест ячейкой Хулла показывает общее качество осадка и указывает на необходимость применения пептона, добавок или обработку активированным углем, а также на наличие в растворе растворенной меди.

После осаждения припой имеет равномерную матовую внешнюю поверхность. Осажденный слой должен быть при прикосновении гладким. Грубый, кристаллический осажденный слой обычно указывает на необходимость применения добавок или пептона, либо на излишне высокую плотность тока.

Управление процессом осаждения:

  • Поддерживайте баланс состава раствора в ванне.
  • Используйте только чистые химические реактивы.
  • Выполняйте проработку ванны раз в неделю, используя плотность тока 0,3-0,5 A/дм2.
  • Используйте непрерывную фильтрацию электролита.
  • Определяйте необходимые добавки с помощью ячейки Хулла и последующего химического анализа.
  • Выполняйте химический анализ электролита на содержание меди, железа и никеля не реже чем раз в месяц.
  • Вовремя проводите обработку активированным углем.

В дополнение к приведенным составам электролитов ГОСТ 23770-79 «Платы печатные. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации» [6] предлагает ряд электролитов осаждения гальванического сплава олово-свинец и порядок работы с ними в условиях производства.

При электроосаждении сплавов следует более строго соблюдать режимы, для того чтобы получить сплав требуемого состава. В зависимости от габаритных размеров платы и ее расположения в ванне металлический резист осаждается при различной плотности тока: в центре платы — меньшей, на краях — в 1,5-2 раза большей. Изменение плотности тока влияет на соотношение компонентов в покрытии, что, в свою очередь, отражается на паяемости. Электролитический сплав ОС-61 находится в соответствии с диаграммой состояния. Свинец и олово не образуют ни твердых растворов, ни интерметаллов, давая эвтектическую смесь. Точка плавления сплава ОС эвтектического состава (61% олова, 39% свинца) равна +183 °C. Это значение повышается, если нанесенное покрытие имеет более высокое содержание любого из составляющих, достигая +240…260 °C, что может привести к короблению ПП. Во время перерыва в работе аноды следует удалять из электролита и закрывать ванну плотной крышкой.

Содержание олова в осадке ниже в средней части отверстия, где вследствие уменьшения плотности тока преобладает выделение свинца. Иногда при травлении схемы, где содержание олова больше 66%, наблюдается заволакивание меди на пробельных участках, покрытие «плывет», схема теряет четкость и плата бракуется (табл. 6). В разбавленном по солям металлов электролите наблюдается бoльшая поляризуемость катода по сравнению с электролитом с более высоким их содержанием. Установлено [8], что введение в электролит органической добавки — пептона — увеличивает рассеивающую способность, влияет на катодную поляризацию и способствует получению мелкокристаллических осадков. Повышенная рассеивающая способность обусловлена также высокой проводимостью раствора, которая возрастает при увеличении содержания борфтористоводородной кислоты до 400 г/л. Кроме того, электролит не имеет взвесей и осадка, что значительно облегчает его эксплуатацию и контроль состава.

Таблица 6. Основные неполадки при осаждении сплава олово-свинец [8]
Вид дефекта Возможная причина Способ устранения
Наросты на острых краях Высокая плотность тока Снизить плотность тока
Крупнокристаллическая структура осадка (образование дендритных наростов) Пониженное содержание борфтористоводородной кислоты Произвести анализ, добавить борфтористоводородную кислоту до нормы
Плохая рассеивающая способность ванны Недостаточно свободной борфтористоводородной кислоты Произвести анализ и откорректировать электролит
Плохое сцепление покрытия Неудовлетворительная подготовка поверхности перед покрытием Улучшить подготовку плат
Полосчатость осадка Избыток органической добавки Разбавить электролит водой и откорректировать его по результатам анализа
Избыточное количество свинца в осадке Избыточное количество свинца в электролите Осадить избыточное количество свинца серной кислотой в отдельной порции электролита, объем которой зависит от объема ванны и количества избыточного свинца в электролите. Порцию отфильтровать от осадка сульфата свинца и раствор присоединить к основному электролиту
Состав электролита в норме по свинцу, но количество органической добавки недостаточное Добавить в электролит 1-2 г/л пептона. Ввиду того что пептон со временем расходуется в осадке, необходимо вводить его по мере расхода (один раз в месяц)
Недостаточное количество олова в электролите Скомпенсировать недостаток олова в электролите
Низкая скорость осаждения сплава Плохая растворимость анодов вследствие образования на них пассивной пленки. Или мала площадь анодов Зачистить аноды крацовочной щеткой, зачистку проводить периодически через 1,5-2 ч работы. Увеличить анодную поверхность. Отношение площади анодов и катодов должно быть не менее 2:1
Плохая адгезия Вуаль от фоторезиста (недопроявление) или конденсация органических пленок во время сушки Улучшить подготовку поверхности плат
Обеднение электролита по олову и свинцу Плохая растворимость анодов, образование пассивной пленки Зачистить аноды крацовочной щеткой, зачистку проводить периодически через 1,5-2 ч работы. Увеличить анодную поверхность
Ухудшение способности к пайке Изменение состава сплава, накопление меди в электролите более 0,05 г/л, наличие органических загрязнений Произвести анализ и откорректировать электролит, проработать электролит для очистки его от загрязнений, очистить активированным углем

Оловянно-свинцовый сплав выдерживает действие хромовой кислоты, хлоридов, щелочных металлов, персульфата аммония и щелочного раствора хлорной меди. Сплав разрушается в кислых растворах хлорной меди и хлорного железа.

Гальванически осажденный сплав ОС, имеющий развитую пористую поверхность, быстро окисляется, что ухудшает паяемость. Быстрое окисление покрытия объясняется, в основном, наличием в капиллярных порах остатков электролита, удалить которые промывкой практически не удается. Поэтому для получения хорошей паяемости гальваническое покрытие необходимо оплавлять. Кроме того, при травлении ПП происходит потемнение сплава ОС из-за образования пленок, препятствующих пайке. Для улучшения смачиваемости припоем необходимо проводить осветление поверхности металлического резиста. Растворы кислот не оказывают осветляющего действия на сплав ОС после обработки его в травильном растворе. Это дает основание полагать, что на поверхности сплава образуются не просто окислы олова и свинца, а соединения более сложного состава. Для осветления используются растворы, содержащие в качестве основных реагентов тиомочевину и соляную кислоту. Осветляющая способность тиомочевины CS(NH2)2 обусловлена взаимодействием ее растворов с оловом и свинцом. Тиомочевинные комплексы этих металлов устойчивы в кислой среде. Поэтому для осветления (табл. 7) применяются лишь кислые растворы тиомочевины.

Таблица 7. Растворы для осветления сплава ОС
Компоненты раствора I II III
Тиомочевина CS(NH2)2, г/л 80 90 100
Борфтористоводородная кислота HBF4, г/л 100
Соляная кислота (плотностью 1,19), мл/л 50-60 50-60
Спирт этиловый С2Н5ОН, мл/л 5
Синтанол ДС-10, г/л 1
Моющее средство «Прогресс» До 1 л 3-5 г/л
Вода, л До 1 л До 1 л
Температура, °С +18…25 +18…25 +60…65
Продолжительность обработки 5-15 с 1 мин. 2-3 мин.

После операции осветления требуется тщательно промыть платы горячей водой, потом протереть их поролоновой губкой или волосяной щеткой и высушить. В одном литре раствора осветления можно, по данным предприятий, обработать 135-150 дм2 поверхности заготовки, затем раствор нужно заменить. Разрыв во времени между осветлением сплава ОС и его оплавлением не должен превышать двух часов.

Одна из важнейших проблем покрытия ОС — значительное ухудшение паяемости ПП в процессе хранения. Причиной этого является образование на границе раздела Си-Sn-Pb интерметаллических соединений типа Cu3Sn и Cu6Sn5.

Чтобы исключить процессы взаимодиффузии меди и олова, необходимо создать барьерный слой между медью и сплавом олово-свинец. В качестве такого барьерного слоя используется тонкий (2 мкм) слой никеля. Подслой никеля осаждается из стандартного сернокислого электролита непосредственно перед осаждением сплава олово-свинец.

Для перевода гальванического сплава олово-свинец в металлургическое проводят его оплавление. Цель этой операции: улучшить способность к пайке, устранить «навесы» металлорезиста по кромке проводников, снизить рабочую температуру пайки на 15-30 °C. Оплавление осуществляют путем нагрева в нагревостойких жидкостях или воздействием инфракрасного излучения.

Сегодня, когда повсеместно используются паяльные маски, металлорезист олово-свинец при групповом нагреве для пайки плавится под маской с уменьшением объема, от чего под маской образуются пазухи. Это создает не только косметический дефект, но и каналы проникновения всевозможных загрязнений, грозящих отказами плат в составе изделий. Поэтому перед нанесением маски металлорезист олово-свинец с платы удаляют, а после нанесения и проявления маски обнаженные монтажные поверхности облуживают на специальных установках или наносят финишные покрытия различного содержания [1].

В следующей части статьи будет описано гальваническое осаждение других функциональных покрытий (никеля, золота, олова и др.).

Литература
  1. Медведев А. М. Печатные платы. Иммерсионные финишные покрытия под пайку // Гальванотехника. 2012. № 4.
  2. Медведев А. М. Технологические процессы травления металлов для формирования сложных изделий // Технологии приборостроения. 2006. № 2.
  3. Терешкин В., Фантгоф Ж., Григорьева Л. Травление и защитные металлорезисты в производстве печатных плат // Технологии в электронной промышленности. 2010. № 3.
  4. Ямпольский А. М. Травление металлов. М.: Металлургия, 1980.
  5. Медведев А. Печатные платы. Встроенные компоненты // Технологии в электронной промышленности. 2011. № 8.
  6. ГОСТ 23770-79. Платы печатные. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации.
  7. Медведев А. М. Миграционные явления в композитных диэлектриках слаботочной электроники // Надежность. 2010. № 1.
  8. Федулова А. А., Устинов Ю. А., Котов Е. П. и др. Технология многослойных печатных плат. М.: Радио и связь, 1990.
  9. Langford K. E., Parker J. E. Analysis of Electroplating and Related Solutions. R. Draper Ltd., 1971.

Фоторезист для изготовления печатных плат

  1. Прежде, чем вы начнете производить печатную плату, вам понадобится схема платы. Имеются многочисленные способы планировки схемы. Здесь не обсуждаются способы создания схемы, поскольку это достаточно сложный процесс. Требуется некоторый опыт, чтобы спроектировать схему. Лучше всего иметь готовую схему, например, из журнальной статьи или книги. Далее будут обсуждаться методы и материалы, используемые в процессе переноса рисунка схемы на печатную плату.

  2. Где купить фольгированный диэлектрик?

    В Москве есть поставщик НПФ «Росламинат» [тел. +7 (095) 113-3474] фольгированного диэлектрика, производимых компанией «Молдовизолит» (г. Тирасполь, Молдова). Лучше всего использовать стеклотекстолит марки МИ-1222-1-35 (односторонняя, толщина платы 1,5 мм, толщина слоя меди 35 мкм) или МИ-1222-2-35 (двухсторонняя). Качество их не уступает зарубежным маркам класса FR-4, но существенно дешевле.

    1. Если схема простая.

    2. Рисуйте ее непосредственно на материале платы. Для этого нужно использовать стойкие к травлению чернила. Имеется множество компаний в Европе, которые делают подобный вид чертежных ручек.

      Прежде чем рисовать на плате, необходимо очистить поверхность медь. Для этого ее необходимо протереть тканью, смоченной в изопропиловым или этиловом спирте. Теперь вы можете нарисовать дорожки на медной поверхности. Удостоверьтесь, что чернила полностью высохли. Когда рисуете, не касайтесь меди руками. Жир на коже рук окисляет медь и может привести к тому, что места касания рукой будут стойкими против травления.

      Можно использовать так называемые средства сухого переноса. Они представляют собой пластиковые листы, на которых нарисованы все виды символов. Вы можете их перенести на плату как переводные картинки. Протрите карандашом символ, который вы хотите передать. Он прилипнет к меди. После этого вы можете травить медь. Такие комплекты поставляет компания Churchin Associates Ltd (факс: +1 (516) 864-9247).

    3. Если схема посложнее

    4. Использование термотрансфертных пленок.

      Существует также материал — термотрансфертная пленка. Если у вас есть схема, тогда вы можете скопировать ее на эту пленку лазерной печатью. Теперь вы должны поместить пленку, скопированной стороной, на чистую медь. Прижмите пленку к плате и равномерно грейте ее утюгом для нагрева. Температурный режим должен быть около 95 °С. Ваша печать будет перенесена на печатную плату. Дайте возможность остыть и затем удалите термотрансфертную пленку. Если вам повезет, вы будете иметь печатную плату, готовую к травлению. Лучше для переноса использовать специальные термические прессы. Термотрансфертные пленки поставляют фирмы «DynaArt Designs», (пленка TTS, факс: +1 (805) 943-3776) и «Techniks, Inc» (факс: +1 (908) 788-8837, пленка Press-n-Peel.).

      Пленки эти одноразовые, так как процесс зависит от специального покрытия на пленке. Главный недостаток этих пленок, что они дороги и, кроме того, обычным утюгом получить хороший результат трудно, необходим термопресс, стоимость которого под 1000 USD.

    5. Если схема сложная

    6. В этом случае не обойтись без фоторезистов и фотолитографического процесса.

      Прежде чем перейти собственно к фотолитографическому процессу вам необходимо иметь проект печатной платы на прозрачном материале — оригинал-макет. Под прозрачным материалом здесь подразумевается материал, который пропускает ультрафиолетовый свет. Дело в том, что все фоторезисты поглощают в ультрафиолетовом и не поглощают в видимом диапазоне спектра. Ультрафиолетовый диапазон спектра — это 200-400 нанометров. Оконное стекло прозрачно для видимого света, но не пропускает ультрафиолетовый свет. Если вы не уделите достаточного внимания изготовлению качественного оригинал-макета, то дальше в фотолитографическом процессе у вас возникнет много проблем.

  3. Как же изготовить качественный оригинал-макет? Для сложной схемы здесь не обойтись без компьютера или качественного копировального аппарата. Если вы сами разрабатываете схему с помощью программ для создания печатной платы, то вы можете ее вывести на печать. Если вы имеете готовую схему и вам надо перенести ее на прозрачный материал, то вы либо ее копируете на такой материал копировальным устройством, либо переносите в компьютер, в цифровой формат сканером.

    1. Печать схемы

      1. Использование принтера или копировального аппарата

      2. С появлением средств для усиления оптической плотности тонера (Densitone Spray) наилучшие результаты достигаются с помощью лазерных принтеров.


        Исходный отпечаток
         
        После обработки

        Если вы распылите жидкость Densitone Spray на поверхность отпечатка схемы, полученного лазерной печатью или копировальным устройством и дадите высохнуть несколько минут, то вы можете получить почти профессиональный оригинал-макет. Исходная оптическая плотность составляет 1.3 — 1.7 и может быть усилена до 3.0 — 3.6. Это можно видеть из рисунка. Основа калька.

        На что печатать? Существуют прозрачные пластмассовые листы для лазерной печати и копировальных аппаратов. Такие листы прекрасно пропускают ультрафиолетовый свет. Их недостаток заключается в том, что при печати лазерным принтером и при установке максимальной плотности нанесения тонера, тонер «разбрызгивается». Рисунок смазывается. По этой причине лучше использовать кальку или матовую полимерную пленку для лазерных принтеров. Эти материалы хорошо держат форму линий, хотя и «зарезают» ультрафиолетовый свет. Так стандартная калька уменьшает пропускание ультрафиолетового света в пять раз, а пленка Folaproof Laserfilm DM в 3,5 раза. Калька значительно дешевле, но дает усадку при нагреве в лазерном принтере, что существенно при высоких разрешениях. Пленка Folaproof Laserfilm — безусадочная и используется при изгтовлении прецизионных печатных плат.

      3. Использование плоттера

      4. Другой выбор использование плоттера. Так как эти приборы используют жидкую краску, результаты будут хорошими. Кроме того, качество вычерчивания линий — намного лучше, чем у принтера. Вы можете использовать различные перья для каждой ширины линии. Главный недостаток состоит в том, что чертежи становятся дорогостоящими. Не только сам плоттер дорог, но и стоимость, вовлеченная в создание чертежа существенна также. Перья и стоимость бумаги специального назначения стоят денег.

      5. Использование фотоплоттера

      6. Это — методика, используемая в промышленном производстве печатных плат. Плоттер оснащен источником УФ-света. Перо заменено волоконно-оптическим кабелем. Механизм передвижения пера вверх-вниз заменен электронно-оптическим затвором. Обычно это жидкокристаллический затвор.

        Чертеж делается в темной комнате на фотографической пленке. Когда чертеж закончен, пленку проявляют точно так же как в обычной фотографии. Это — единственный метод изготовления очень тонких дорожек.

  4. Для начала мы нуждаемся в светочувствительном материале для печатной платы — фоторезисте. Имеются здесь две возможности: Или вы покупаете готовый очувствленный фольгированный диэлектрик, или вы сами наносите фоторезист на плату. Проще всего купить готовый очувствленный материал. Это плата, медный слой которого покрыт светочувствительным лаком. Лак закрыт черной бумагой.

    1. Как сделать светочувствительную печатную плату самостоятельно

    2. Это — довольно трудоемкая работа и отнимает много времени. Вы не сбережете никаких денег, производя самостоятельно чувствительную печатную плату. Напротив. Вы должны купить аэрозольный баллончик с этим типом лака. Вы должны очистить медную фольгу печатной платы, промыть ее изопропиловым спиртом. После сушки вы должны распылить фотолак на медный слой. Удостовериться, что лак нанесен на всю медную поверхность. Теперь вы должны высушить лак в темном месте в течение 24 часов. Если вы будете удачливы, то это будет работать.

    3. Покупка готового материала.

    4. Имеются два различных доступных типа. Позитивный и негативный. 95 процентов проданных материалов являются позитивными. Хорош тот материал, который для нас подходит Негативный материал используется в промышленном производстве печатных плат. Единственное его преимущество состоит в том, что с ним легче делать многослойный печатные платы. Но так как это фактически невозможно делать дома: забудьте об этом.

      Кроме того, мы нуждаемся в проявителе для этого материала.

      Имеется множество различных продуктов на рынке, но в основном они все содержат натрий гидрооксид. При использовании этого продукта, пожалуйста, соблюдайте меры предосторожности и перчатки. Возможно, он не будет причинять никаких ожогов, но не очень здорово погрузить незащищенные руки в продукт или раствор. Если вы вошли в контакт с этим продуктом ополосните водой. Если раствор попал в глаза, промойте большим количеством воды и вызовите врача.

    5. Экспонирование материала и проявление

    6. Для экспонирования необходим источник ультрафиолетового света. Такой источник ОРК-21М выпускается в России. Удобство его заключается в том, что он на штативе и можно варьировать расстояние от лампы до платы. Можно использовать люминесцентную лампу ДРЛ. Сама лампа практически не излучает ультрафиолетовый свет. Но если аккуратно срезать алмазным кругом верхнюю колбу по максимальному диаметру, то внутри можно обнаружить маленькую лампу ультрафиолетового света. Таким образом, мы получаем хороший источник ультрафиолетового света, Остаток люминесцентной колбы будет защищать глаза от попадания ультрафиолетового света.

      Время экспозиции зависит от мощности лампы, расстояния от лампы до платы, толщины пленки фоторезиста. На установке ОРК-21М с расстояния 25-30 см время экспонирования составляет примерно 30 сек. Некоторое экспериментирование здесь необходимо.

      Поместите оригинал-макет тонерной стороной на печатную плату.

      Прижмите оргстеклом оригинал-макет к пленке фоторезиста.

      Начните экспонирование

      Два важных примечания здесь:

      Первое. Защитите себя! Ультрафиолетовый свет опасен. Никогда не смотрите в источник света, когда он включен. Всегда закрывайте крышку установки, когда лампы включены.

      Второе. Делайте это при слабом освещении. Не при ярком дневном свете. Хотя материал печатной платы чувствителен только к ультрафиолетовому свету, имеется риск разрушения чувствительного слоя прямым солнечным светом или сильным дневным светом. Солнечный свет также содержит ультрафиолетовый свет, а яркий дневной свет будет постепенно ухудшать резкость изображения.

      Вы можете обращаться с печатной платой при нормальном окружающем свете, если вы используете печатную плату непосредственно. Как только защитная бумага будет снята со светочувствительного слоя, вы должны немедленно использовать ее. Не оставляйте такую плату на вашем столе в течение 2 минут. Светочувствительный слой ухудшит свое качество.

      Проявление. В чем мы еще нуждаемся — это 2 пластмассовые кюветы и пара резиновых перчаток.

      После экспонирования печатной платы вы должны проявить ее. Поэтому Вы должны поместить ее в проявитель.

      Фактический процесс проявления составляет приблизительно 30 секунд. Максимум 2 минуты. Вы должны поместить печатную плату в жидкость. После нескольких секунд вы увидите изображение на печатной плате. После примерно полминуты вы должны иметь области с чистой медью и области, которые закрыты фоторезистом. Теперь вы можете вынуть печатную плату и промыть ее водой.

      Промойте водой

      Печатная плата готова к травлению.

    7. Травление платы

    8. Травление платы подробно описано здесь.

      Промойте водой.

  5. Вы можете покрыть вашу плату реальным паяльным лаком для припоя. Это предотвратит медь от окисления (зеленого налета). Лак PLASTIK в аэрозоле имеет преимущество, т.к. с ним легче паять.

    Если Вы хотите придать вашей печатной плате профессиональный вид, вы можете покрыть ее оловом. Если вы нуждаетесь в печатной плате для агрессивных сред, Вы можете покрыть ее серебром или золотом.

    Перед применением всех этих продуктов мы должны удалить остатки фотослоя. Лучше всего использовать для этого ацетон. Погрузите печатную плату в ацетон в течение приблизительно 15 секунд. При этом должен раствориться весь фотослой. Вы можете использовать ацетон многократно. Когда вы вытащите плату из ацетона, вытрете ее сухой свежей тканью. Важным для этих действий является то, что вы еще не сверлили отверстия!

    1. Применение защитного, паяльного лака

    2. Распылите тонкую пленку этого продукта на печатную плату. Дайте высохнуть полностью. Это может занять некоторое время (от 1 до 2 часов).

    3. Применение олова, серебра или золото

    4. Вы можете купить эти продукты. Они называются химикаты для покрытия металлом. В основном это — жидкости, где растворен металл. Они все содержат определенный вид кислоты. Так что обращайтесь с ними с осторожностью. Носите резиновые перчатки и защитите глаза.

      Процесс металлизации очень быстр, но он требует некоторых мер предосторожности. Медь должна быть очень чиста. Кроме того, вы должны предотвратить, в максимально возможной степени, чтобы другие продукты не попали в жидкость. Жидкость очень чувствительна к другим химикалиям и даже к воде.

      Наилучшая процедура — следующая:

  • Удалить фотолак ацетоном.
  • Протереть плату сухой свежей тканью.
  • Погрузить плату в изопропиловый спирт для удаления жировых пятен.
  • Снова вытрите плату сухой свежей тканью.
  • Ополосните плату водой. Это позволяет удостовериться в смачиваемости платы. Вы можете протирать медь тканью во время ополаскивания водой.
  • Снова вытрите плату сухой свежей тканью.
  • Поместите плату в электролит, и оставьте ее в электролите в течение одной-двух минут.
  • Вытащите из раствора и ополосните водой.
  • Вытрите насухо немедленно! Это необходимо, так как плата очень быстро окислится, если вы не сделаете этого.
  • Теперь, если вы хотите, вы все еще можете использовать защитный лак. Сделайте это.

Вы имеете печатную плату готовую к сверлению.

Надписи на печатной плате. Если вы посмотрите на коммерческую печатную плату, подобно той, что у вас в телевизоре или радио, тогда вы отметите, что расположение компонентов напечатано на печатной плате. Вы можете сделать это также сами. Процесс, используемый в промышленном производстве печатных плат довольно трудно воспроизвести дома. Там используются сеткотрафаретная печать и фотоотверждаемые краски. Но вы можете использовать пленки соответствующего типа, которые поставляются.

  • При изготовлении двухсторонних печатных плат методом, описанным выше для односторонних плат, существует одна проблема. Поскольку плата непрозрачна, вы не можете видеть, как совмещаются рисунки с двух сторон.

    Один из простых способов обойти эту проблему следующий. Изготовьте две полоски фольгированного диэлектрика шириной приблизительно 10-15 см и длиной, чуть больше длины печатной платы. Истинные размеры полосок не имеют значения, необходимо зафиксировать только толщину.

    Приготовьте двухстороннюю плату с пленкой фоторезиста с обеих сторон. Для этого нанесите на одну сторону будущей печатной платы фоторезист. Высушите пленку фоторезиста в течение 10 минут при 40 °С. Переверните плату и нанесите на другую сторону платы также фоторезист. Высушите плату при 70-80 °С в течение 15 минут.

    Теперь поместите два оригинал — макета друг на друга, печатной стороной внутрь и точно совместите их. Вырежьте их ножницами или скальпелем до требуемого размера. Помните, что нужно оставить по периметру границу, по крайней мере, в 25 мм вокруг чертежа. Теперь снимите верхний оригинал-макет и поместите 2 полоски приготовленного, как указано выше, фольгированного диэлектрика между этими двумя оригинал-макетами.

    Совместите оригинал макеты и приклейте их к полоскам фольгированного диэлектрика куском липкой ленты. Вы получите сэндвич. Продвиньте аккуратно между оригинал-макетами искомую печатную плату с нанесенным с двух сторон фоторезистом. Совмещение рисунков будет хорошее. Если бы вы не использовали 2 полоски фольгированного диэлектрика, то был бы риск смещения рисунков, и печатная плата стала бы непригодной.

    Теперь вы можете экспонировать, проявлять и травить, как одностороннюю плату.

    1. Межслойные соединения

    2. Большой вопрос: Как соединить две стороны печатной платы друг с другом.

      Имеется множество путей для этого.

      Используйте куски провода и пропустите их через отверстия. Лучше использовать специальные медные штырьки с ободком, которые можно приобрести.

      Этот метод имеет недостаток, поскольку вы не сможете поместить компонент в отверстие.

      Когда вы проектируете двухстороннюю печатную плату, вы должны попробовать сделать так, чтобы межслойные связи образовались непосредственно в составляющих штырьках компонентов. Тогда вы просто паяете вывод компонента с обеих сторон и имеете связь двух сторон.

      Если Вы используете гнезда для интегральных схем с обработанными на станке контактами, тогда Вы можете даже применять эту методику для штырьков интегральной схемы.

      В промышленности это делается путем химического осаждения металла в отверстиях.

    Травление платы перекисью водорода в домашних условиях. Травление печатных плат Травление золота лимонной кислотой

    Доброго времени суток уважаемые коллеги начинающие и не очень радиолюбители! Решил опубликовать свою статью на хабре. Сегодня мы вместе с вами попробуем сделать печатную плату методом травления перекисью водорода в домашних условиях. Технология называется ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Используется мамы или жены утюг, односторонний стеклотекстолит фольгированный, перекиси водорода бутылочка 100 мл., лимонная кислота 80-100 гр., чайная ложка поваренной соли. Сразу скажу, что это моя первая плата, никогда раньше не травил, но так как я решил вести свой сайт radioenot.ru я сделал это с подробным описанием и фотографиями. Так что, если я смог, то и у тебя получится!

    Некоторые советуют специальный утюг старого образца, но у меня лично получается и на таком.

    Но для начала нам надо приобрести фотобумагу. Фотобумага лучше прилипает к стеклотекстолиту, поэтому не тратте свое время и выбирайте лучшее, меньше будет заморочек потом. Я пробовал потом после этой платы использовать простую бумагу и получалось все очень плохо, хотя сносно, но дорожки некоторые приходилось дорисовывать водостойким маркером. Кстати, приобретите маркер, советую маркер для нанесения надписей на CD/DVD-диски или другой маркер, например хорошие отзывы слышал о лаковом маркере. Собственно нужен еще лазерный принтер, не абы какой, а именно лазерный.

    В программе Sprint-Layout открываем готовый проект или рисуем сами, но для начала конечно лучше использовать что-то уже проверенное другими, и печатаем на фотобумаге предварительно убрав всякие вспомогательные элементы из печати, если такие будут отображаться на рисунке. После того как напечатали, можно переходить к нанесению рисунка на плату. Перед этим стеклотекстолит нужно зачистить мелкой шкуркой.

    После чего кладем нашу бумагу рисунком вниз на плату и начинаем гладить нагревшимся утюгом. Можно сначала гладить одну сторону придерживая другую пальцем чтобы бумага не съехала в сторону. Гладить нужно примерно 5-10 секунд. Вообще сложно сказать какое время на это требуется, все зависит от того на сколько горячий утюг и с какой силой давить на плату. Я лично не замерял точное время, но узнав что некоторые делают это до того момента пока рисунок не начнет немного проступать через бумагу, взял это на вооружение и воспользовался методом, единственное убирал утюг как только чуть-чуть что-то начинало проступать на бумаге.

    После глажки нам надо убрать бумагу с платы. Наливаем теплую воду в емкость и кладем туда нашу плату, после нескольких минут можно начинать оттирать пальцем намокшую бумагу аккуратно чтобы не повредить рисунок на плате.

    Получилось так, что в некоторых местах были кое какие недочеты. Пригодился маркер, которым я и закрасил пропуски.

    Теперь готовим раствор для травления перекисью. Льем бутылочку перекиси в емкость, размешиваем чайную ложку соли и 100 грамм лимонной кислоты пока не раствориться соль и кислота.

    Кладем нашу плату в раствор. Но прежде хотелось бы рассказать о том как лучше всего получалось травить в домашних условиях, собственно домашние условия не очень подошли так как во время травления появился едкий запах кислоты, после чего я принял решение выставить все это дело на балкон, но так как на улице было холодно процесс окисления замедлился. Я сделал следующее: налил тазик горячей воды и поставил туда емкость с платой, получилась водяная баня, после чего процесс травления пошел прямо на глазах. Примерно через пол часа плата была протравлена.

    Теперь нам надо удалить краску. Делается это очень просто, тампоном каким-нибудь смоченным в ацетоне.

    Сверлим дырки маленьким сверлом.

    Каждую дырочку видно отлично. Это и требовалось.

    Далее надо облудить плату. Некоторые правда потом сверлят дырочки, после облуживания. Кто-то облуживает, кто-то нет. Я пошел по пути первых, намазал дорожки флюсом и постепенно начал наносить припой. Флюс использовал самодельный, изготовленный из канифоли и спирта.

    Вот такую плату мы с вами сделали. Если я смог, то сможешь и ты. Удачи!

    Доброго времени суток уважаемые коллеги начинающие и не очень радиолюбители! Решил опубликовать свою статью на хабре.

    Сегодня мы вместе с вами попробуем сделать печатную плату методом травления перекисью водорода в домашних условиях. Технология называется ЛУТ (лазерно-утюжная технология). Используется мамы или жены утюг, односторонний стеклотекстолит фольгированный, перекиси водорода 3% бутылочка 100 мл., лимонная кислота 80-100 гр., чайная ложка поваренной соли. Сразу скажу, что это моя первая плата, никогда раньше не травил. Так что, если я смог, то и у тебя получится!

    Некоторые советуют специальный утюг старого образца, но у меня лично получается и на таком.

    Но для начала нам надо приобрести фотобумагу. Фотобумага лучше прилипает к стеклотекстолиту, поэтому не тратте свое время и выбирайте лучшее, меньше будет заморочек потом. Я пробовал потом после этой платы использовать простую бумагу и получалось все очень плохо, хотя сносно, но дорожки некоторые приходилось дорисовывать водостойким маркером. Кстати, приобретите маркер, советую маркер для нанесения надписей на CD/DVD-диски или другой маркер, например хорошие отзывы слышал о лаковом маркере. Собственно нужен еще лазерный принтер, не абы какой, а именно лазерный.

    В программе Sprint-Layout открываем готовый проект или рисуем сами, но для начала конечно лучше использовать что-то уже проверенное другими, и печатаем на фотобумаге предварительно убрав всякие вспомогательные элементы из печати, если такие будут отображаться на рисунке. После того как напечатали, можно переходить к нанесению рисунка на плату. Перед этим стеклотекстолит нужно зачистить мелкой шкуркой.

    После чего кладем нашу бумагу рисунком вниз на плату и начинаем гладить нагревшимся утюгом. Можно сначала гладить одну сторону придерживая другую пальцем чтобы бумага не съехала в сторону. Гладить нужно примерно 5-10 секунд. Вообще сложно сказать какое время на это требуется, все зависит от того на сколько горячий утюг и с какой силой давить на плату. Я лично не замерял точное время, но узнав что некоторые делают это до того момента пока рисунок не начнет немного проступать через бумагу, взял это на вооружение и воспользовался методом, единственное убирал утюг как только чуть-чуть что-то начинало проступать на бумаге.

    После глажки нам надо убрать бумагу с платы. Наливаем теплую воду в емкость и кладем туда нашу плату, после нескольких минут можно начинать оттирать пальцем намокшую бумагу аккуратно чтобы не повредить рисунок на плате.

    Получилось так, что в некоторых местах были кое какие недочеты. Пригодился маркер, которым я и закрасил пропуски.

    Теперь готовим раствор для травления перекисью. Льем бутылочку перекиси в емкость, размешиваем чайную ложку соли и 100 грамм лимонной кислоты пока не растворится соль и кислота.

    Кладем нашу плату в раствор. Но прежде хотелось бы рассказать о том как лучше всего получалось травить в домашних условиях, собственно домашние условия не очень подошли так как во время травления появился едкий запах кислоты, после чего я принял решение выставить все это дело на балкон, но так как на улице было холодно процесс окисления замедлился. Я сделал следующее: налил тазик горячей воды и поставил туда емкость с платой, получилась водяная баня, после чего процесс травления пошел прямо на глазах. Примерно через пол часа плата была протравлена.

    Теперь нам надо удалить краску. Делается это очень просто, тампоном каким-нибудь смоченным в ацетоне.

    Сверлим дырки маленьким сверлом.

    Каждую дырочку видно отлично. Это и требовалось.

    Далее надо облудить плату. Некоторые правда потом сверлят дырочки, после облуживания. Кто-то облуживает, кто-то нет. Я пошел по пути первых, намазал дорожки флюсом и постепенно начал наносить припой. Флюс использовал самодельный, изготовленный из канифоли и спирта.

    Вот такую плату мы с вами сделали. Если я смог, то сможешь и ты. Удачи!

    Если есть желание сделать ту или иную радиолюбительскую конструкцию, сначала радиолюбитель задумывается о создании . Конечно, сейчас есть множество методов создания плат, которые ничем не отличаются от заводских, например с применением лазерного принтера, но он не всегда доступен, как в моем случае. Не везло и с традиционной химией для травления плат, поэтому основную часть конструкций делались либо навесным монтажом, либо на макетной плате. Медный купорос, хлорное железо и другие аналогичные вещества травления почти не реально было раздобыть. И вот, в один прекрасный день, добрые люди посоветовали простой способ травления. Сразу были приобретены нужные ингредиенты, все вместе стоило менее доллара. Метод понравился настолько, что было решено написать отдельную статью. Она, думаю, будет полезна начинающим радиолюбителям. А для химического состава нам понадобятся:

    1) 3%-ый раствор перекиси водорода 100гр (куплен в аптеке за 0,2$, продаются в бутылках по 100мг, именно столько и нужно).
    2) Лимонная кислота 80-100гр (куплена в продуктовом магазине 2 пачки по 40 гр — 0,3$).


    3) Чайная ложка обычной поваренной соли.


    Смешаем все вместе, никакой опасной реакции не будет, далее хорошенько перемешиваем деревянной или пластмассовой палочкой до полного растворения твердых ингредиентов.


    Ну вот собственно и все — состав готов. Плата полностью травится максимально за 1.5 часа, а в итоге никаких вредных газов не выделяется, но советую травить на свежем воздухе, поскольку запах все-же есть. Пример готовой платы, вытравленной перекисью, показан на следующем фото:


    Таким простым способом можно травить платы любой сложности, метод чистый и безопасный, пачкаться буквально нечем. Для испытаний и наглядной демонстрации протравил кусок фольгированного текстолита, а затем плату к усилителю. Автор — АКА (Артур Касьян).

    Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА

    Трудно от хлорного железа отмыть раковину или отстирать кухонное полотенце. Трудно объяснить жене дыру от кислоты на штанах. Я в последнее время перешёл на самый дешёвый и чистый способ травления печатных плат. Спасибо неизвестному химику, который впервые в интернете описал этот способ. К сожалению, не помню, где и кто он.

    Позднее видел многократно похожие рецепты на разных сайтах в Сети, решил добавить и на Датагор эту шпаргалку, чтобы всегда под рукой и в соответствующем разделе. Этот способ травления плат отлично подходит как для начинающих радиолюбителей, так и для аксакалов.

    Чтобы нахимичить травильный раствор нам потребуются безопасные и доступные зелья


    ☂️ Обратите внимание, воды в рецепте нет!
    ⚖️ Этого количества раствора хватает на вытравливание ≈100 см²
    медной фольги стандартной толщины 35 мкм.

    Как использовать рецепт?

    Всё это необходимо смешать перед использованием в стеклянной или пластиковой посуде. Количество ингредиентов можно пропорционально изменять, а лимонной кислоты можно и побольше .

    Время травления около 20 минут при комнатной температуре, зависит от площади платы. Увеличение температуры не приводит к значительному увеличению активности, поэтому, я считаю, что подогревать не нужно.
    Важно перемешивать травящий раствор для доступа свежего раствора и смывания продуктов реакции.

    Раствор по этому рецепту руки и одежду не разъедает и раковину не пачкает. Изначально раствор прозрачный, а по мере использования приобретает цвет «морской волны», зеленовато-голубоватый.


    Фотка в процессе, прислал на Датагор Beso (Минск):
    «Действительно, травит быстро, травит чисто, и, что немаловажно,
    травит дешевле, чем хлорным железом»


    Для коррекции недостатков ЛУТ подходит перманентный маркер, маркер с краской (paint marker) или лак для ногтей.
    Раствор не хранится, всегда лучше травить в свежеприготовленной смеси .


    Мой вариант травления в ведёрке из-под какой-то еды.
    Очень экономно расходуется раствор.


    А ещё в Сети предлагают вариант с заменой лимонной кислоты на 70% уксусную. Я считаю, что делать так можно только в самом крайнем случае, т. к. получаем вонь и работу с более опасной средой. Недавно открыл для себя в Интернете новый метод травления печатных плат, отличающийся от классических методов травления, к тому же этот метод не имеет свойственных традиционным хлорному железу и персульфату аммония недостатков. Хлорное железо с его неотмывающимися пятнами на одежде и в результате с испорченными вещами, возможно не устраивало давно и многих. Также и персульфат аммония, не у каждого есть дома отдельный стол для травления – пайки, скорее всего большинство травят, как и я, в ванной комнате. Иногда, в результате неосторожных действий с персульфатом аммония и попадания капель на одежду, образуются со временем небольшие дырочки, вещи становятся испорченными.

    Кто-то может сказать, меня устраивает персульфат из-за своей скорости травления, так вот, новый метод травления позволяет протравливать платы, думаю с не меньшей скоростью. Вчера протравил плату за полчаса, рисунок был начерчен на скорую руку маркером, самые узкие дорожки были в 1 мм шириной, подтравов замечено не было. Фото платы ниже, правда после того как залудил и спаял все детали на плату, просто чтобы показать, что даже узкие дорожки получаются без подтравов, этого думаю достаточно. Но сразу хочу заметить, что рисунок переведенный на печатную плату методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологией ) сохраняется лучше, у людей по отзывам при протравке этим методом даже узкие дорожки шириной в 1 мм получаются стабильно хорошо.

    Теперь перейдем к делу. На плату размерами 35*25, которую травил, истратил следующие ингридиенты: бутылочку аптечной перекиси водорода 50 мл, стоимостью 3 рубля и 1 пакетик 10 грамм пищевой лимонной кислоты , стоимостью 3,5 рубля, соль чайная ложка (используется как катализатор) разумеется бесплатно, подойдет любая какая есть у вас на кухне, даже йодированная. Точные пропорции здесь не обязательны, делаем примерно такой раствор: выливаем перекиси водорода, столько чтобы плату скрыло на 5 мм, добавляем 10 грамм (в моем случае пакетик) лимонной кислоты и ложим чайную ложку соли .

    Воды добавлять не надо, жидкость используется та, которая есть в перекиси. Если планируется травить плату больших размеров, то увеличиваем количество ингридиентов в тех пропорциях, относительно перикиси водорода, как было указано выше, также чтобы плату скрыло на 5 мм. К концу травления раствор окрасится в голубоватый цвет. Во время травления плату шевелим в емкости, потому что на плате будут скапливаться пузырьки газа, мешающие травлению.

    Ближе к концу травления извлекаем пинцетом плату из раствора и осматриваем. Если рисуем рисунок маркером, то рекомендую рисовать в несколько слоёв, чтобы избежать небольших подтравов на узких дорожках, но такой же эффект даст нам и хлорное железо и персульфат аммония. Оставшийся от травления раствор можно вылить в канализацию, пропустив после большое количество воды. Хранить раствор для повторного использования, думаю никто не будет, всегда проще сделать новый раствор при необходимости, чем ждать дольше при протравке со старым раствором.

    Экономия времени и денег в сравнении со старыми методами, думаю очевидна всем. Также можно пользоваться концентрированной перекисью продающейся в магазинах для парикмахеров или таблетками гидроперита , но здесь соотношение ингридиентов придется каждому подбирать самому, так как с ними не экспериментировал. Выкладываю, как обещал фото платы, протравленной этим методом, делал плату правда на скорую руку.


    Ещё немного про такую полезную вещь, как вертикальные ванны . Если требуется равномерное и качественное двусторонее травление — удобны именно вертикальные ванны с перемешиванием раствора. Перемешивание делается введением в ванну трубочку от аквариумного аэратора. Также у вертикальной ванны минимальна площадь испарения. Кроме того, не будет налипающей грязи, если раствор старый и замусорен. Желаю удачных травлений без подтравов. С вами был AKV .

    Обсудить статью ТРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ


    Вот как протравить печатную плату прямо на стекло

    Профессиональное изготовление печатной платы (печатной платы) в наши дни быстро, легко и доступно благодаря ряду услуг. Но это относительно недавнее событие. На протяжении десятилетий домашним мастерам приходилось изготавливать свои собственные печатные платы в домашних условиях, используя процесс химического травления. С услугами, доступными сегодня, нет особых причин испытывать эти проблемы с обычной печатной платой. Но, как демонстрирует Хдиссанаяке в своем руководстве, этот процесс можно адаптировать для интересных приложений, таких как установка печатной платы на стекло.

    Этот процесс будет работать с любым материалом, который может выдерживать высокую температуру пайки и химического травления. Стекло — отличный выбор, но вы также можете сделать печатную плату из металла или чего-то экзотического, например, камня. При обычном травлении печатной платы вы покупаете лист меди, который уже нанесен на жесткую подложку. Затем вы маскируете свой дизайн и удаляете медь, которую не хочет . Этот метод просто добавляет дополнительный шаг, когда вы вручную накладываете медную фольгу на выбранную вами основу.

    Для этого вам понадобится любая подложка, с которой вы хотите работать, УФ-светочувствительная пленка, медная фольга и распечатка проекта вашей печатной платы (вы можете распечатать их в магазинах канцелярских товаров). Эта распечатка должна быть черной там, где вам не нужна медь, и прозрачной там, где она нужна. Вам также понадобятся химические вещества для травления, в том числе пищевая сода и хлорид железа.

    Сначала приклеиваем к подложке медную фольгу. Затем нанесите поверх нее светочувствительную пленку.Затем поместите распечатку на пленку и подвергните ее воздействию ультрафиолета. Снимите верхний слой пленки и поместите его в ванну с пищевой содой и водой, чтобы она проявилась. Наконец, поместите его во вторую ванну с хлоридом железа и водой, чтобы удалить нежелательную медь. Вот и все! У вас будет красивая печатная плата на любой выбранной вами подложке. Очевидно, что сквозные компоненты не будут работать с этим, но с SMT-компонентами все будет хорошо.

    Плазма для печатных плат | PCB травление

    Клиент: Circuit Center Inc.

    Резюме:
    Руководство Circuit Center Inc. (CCI, Дейтон, Огайо), производителя двусторонних плат (DSB) и многослойных плат (MLB), всегда ищет способы уменьшить производственные отходы. Их усилия по улучшению экологических показателей не ограничиваются сокращением отходов и сокращением используемых токсичных материалов, образующихся токсичных побочных продуктов и профессиональных опасностей.

    Со 130 сотрудниками CCI ежегодно производит около 375 000 квадратных футов печатных плат, специализируясь на небольших заказах, в основном, прототипов плат.Природа этого рынка требует, чтобы они регулярно обрабатывали многие типы подложек. В 1980-х годах CCI начала более агрессивно использовать возможности предотвращения загрязнения. В ходе нескольких начальных успешных проектов они обнаружили, что предотвращение загрязнения, а не переработка отходов после того, как они были созданы, не только улучшают окружающую среду, но также могут улучшить качество их продукции и прибыль.

    Поскольку на утилизацию отходов, связанных с удалением слизи, приходится более 13% затрат CCI на управление окружающей средой, их процесс очистки от перманганата был вероятной целью для расследования.В то же время инженеры-технологи изучали проблемы качества продукции, связанные с их производством перманганата. После исследования методов повышения эффективности перманганатного процесса, CCI сосредоточила свое внимание не только на улучшении линии, но и на полной замене ее плазменной обработкой. Исследование CCI показало, что, используя плазменную очистку, они могут значительно сократить отходы этого процесса (тем самым снизить затраты) и улучшить качество продукции. После дальнейшего расследования компания решила попробовать.

    Одна из предыдущих попыток CCI по предотвращению загрязнения привела к замене линии химического восстановления меди на технологию прямой металлизации без формальдегида. Несмотря на то, что это относительно небольшой магазин, они смогли оправдать этот капиталоемкий проект за счет экономии за счет сокращения использования химических веществ, затрат на очистку отходов, использования воды и повышения качества продукции.

    После того, как линия химического восстановления была заменена более эффективным процессом прямой металлизации, стало ясно, что осаждение тяжелой меди в процессе химического восстановления маскирует производственные несоответствия, вызванные очисткой от перманганата.Эти несоответствия, особенно розовое кольцо и пустоты, были особой проблемой для панелей с отверстиями с высоким соотношением сторон. Помимо выявления проблем качества, чистая и эффективная линия прямой металлизации также высветила проблемы отходов и токсичности, связанные с соседней линией перманганата.

    CCI использовала наиболее распространенный метод удаления смазки с перманганатом, который обычно состоит из трех технологических ванн:

    1. Набухание щелочного растворителя облегчает последующее удаление пятен эпоксидной смолы.Химический состав этой ванны обычно является запатентованным и часто содержит н-метилпирролидон, который легко воспламеняется и вызывает раздражение кожи и глаз.

    2. Ванна с перманганатом в щелочном растворе, нагретом до 160 ° F или выше, удаляет след от сверла. Эта ванна содержит перманганат натрия или калия в растворе гидроксида натрия. Проблемы безопасности и гигиены труда связаны с высокой температурой и едким характером этой ванны.

    3. Кислотный нейтрализатор, часто химический состав на основе серной кислоты, удаляет все следы щелочности и окислителя с поверхности и сквозных отверстий.Серная кислота является сильным раздражителем носа, легких и кожи.

    Объемы отходов очистки от перманганата варьируются от одного предприятия к другому; однако они часто составляют значительную часть потока отходов предприятия. Когда CCI изучила свои годовые затраты на утилизацию отходов, связанных с дезинфекцией, они обнаружили, что общая сумма затрат составила более 40 000 долларов, что составляет 13% от общих годовых затрат предприятия на охрану окружающей среды в размере 300 000 долларов.

    Другие затраты, связанные с перманганатным процессом, включают химические вещества, энергию для насосов и нагревателей, обширные трудозатраты на тестирование и обслуживание ванн и воду.В некоторых частях США стоимость воды, используемой для ополаскивания между ваннами, составляет значительную сумму. Например, одно предприятие, производящее 1,8 миллиона квадратных футов ПХД в год, использует более 3 миллионов галлонов воды ежегодно только для промывки перманганатом.

    Учитывая их затраты и обнаружив, что даже при ежедневных лабораторных испытаниях и более частом контроле оператором ванн для удаления смазки, они все еще сталкивались с несоответствиями в процессе и отходами, CCI обратила свое внимание на процесс очистки плазмой.

    Процесс удаления смазки безводной плазмой происходит в компактной герметичной камере. Панели вручную или автоматически загружаются на стеллаж и помещаются в камеру, где создается вакуум. Смесь тетрафторметана и кислорода дозируется в камеру, чтобы стать химически активным газом. Затем с помощью генератора радиочастотной (РЧ) энергии образуется газовая плазма, содержащая химически активные ионы или радикалы.

    Радикалы реагируют с мазком смолы в отверстиях, разлагая полимер на водяной пар, диоксид углерода и плавиковую кислоту, которые все летучие.Поскольку реакция протекает в вакууме, требуется лишь небольшое количество технологических газов для достижения эффективных скоростей реакции.

    Количество образующегося газа фтористоводородной кислоты (HF), следовательно, пропорционально мало и образуется в замкнутой системе, что сводит к минимуму потенциальное воздействие. Также отмечено, что газ HF является побочным продуктом процесса и образуется только во время реакции. Однако даже небольшое количество фтористоводородной кислоты, образующейся в процессе, токсично при вдыхании и проглатывании и вызывает сильную коррозию.

    В случае неисправности возможно отключение HF. Поэтому очень важно, чтобы оборудование было правильно и профессионально установлено. Производители оборудования предлагают вариант щелочного мокрого скруббера для нейтрализации производимого фтористоводородного газа. Скруббер может быть оснащен pH-метром, чтобы указать оператору, когда следует добавить дополнительный щелочной раствор.

    В отличие от открытых горячих ванн перманганатного процесса, проблемы охраны труда и техники безопасности, связанные с закрытым процессом плазменной резки, значительно сокращаются.

    Работая с производителем плазменного оборудования, чтобы определить систему, которая наилучшим образом соответствует их потребностям, CCI установила установку плазменной дезинфекции осенью 1992 года. Как только система была запущена в производство, CCI заметила резкое сокращение случаев появления розового кольца. и образование пустот и, следовательно, в отходах, связанных с дезинфекцией. Хотя экономия, связанная только с повышением качества, была значительной, CCI также добилась экономии средств за счет отказа от очистки сточных вод, использования воды и вывоза опасных отходов за пределы предприятия, связанных с дезинфекцией.

    Операционные расходы также сократились. Все операторы прошли обучение по использованию системного компьютера для выбора подходящего рабочего цикла для работы, а также по загрузке досок и работе с горячими стеллажами. После того, как операторы привыкли к системе, операционные расходы на удаление смазки снизились с 0,15 доллара за квадратный фут. с перманганатом до $ 0,11 / кв. фут. с плазменной системой. Инженеры CCI также указывают на экономию рабочей силы, связанную с уменьшением потребности в техническом обслуживании, ежедневных лабораторных испытаниях и постоянных попытках поддерживать химический состав перманганата в пределах требуемых параметров.

    Несмотря на то, что количественный анализ энергии не проводился, инженеры завода подсчитали, что энергия, используемая для плазменного ВЧ-генератора для очистки от загрязнений, примерно такая же, как и для насосов и нагревателей перманганатной ванны. Производители оборудования оценивают стоимость энергии примерно в 0,02 доллара за квадратный фут печатных плат. В целом руководители предприятий и инженеры уверены, что плазменная система значительно более рентабельна, чем перманганатная химия для удаления зазоров.

    Другие преимущества включают общее снижение воздействия на рабочих, меньшую ответственность за окружающую среду и компактность плазменных устройств.

    Технологическая ванна Содержимое отходов
    Количество генерируемых ежегодно
    Годовые затраты на лечение и ликвидацию
    Раздувающая ванна для отверстий Смесь эфиров гликоля (30%) 592 Гал.
    Перманганатная ванна Раствор перманганата калия 640 фунтов
    Ванна нейтрализатора Гидразиновая смесь 112 галлон.
    Промывочная вода Вода для ополаскивания и вытяжка ванны 405 660 галлонов.
    Всего 40 579 долл. США

    Хотя многие предприятия согласны с тем, что плазменное удаление смазки значительно улучшает экологию и качество продукции, более крупные предприятия выражают сомнения относительно производительности. Там, где цеха с низкой производительностью не имеют проблем с временем цикла системы (по оценкам, от 11 до 15 минут на загрузку), более крупные предприятия могут.Однако разговоры с более крупными предприятиями, в настоящее время использующими плазменную очистку от смазки, показывают, что пропускная способность не является неразрешимой проблемой. Системы с большим размером камеры, более крупными источниками питания или дополнительными блоками обеспечивают более высокую пропускную способность. Производители плазменных систем теперь предлагают погрузочно-разгрузочное оборудование с автоматической загрузкой / разгрузкой, которое автоматизирует пакетные операции.

    Капитальные затраты на установку плазменной очистки зависят от требований к производительности и количества приобретенного оборудования. Обычно капитальные затраты составляют от 65 000 до 150 000 долларов.Опции могут включать высокочастотные высокочастотные генераторы для сокращения времени цикла, опции программного обеспечения, мокрый скруббер, встроенное аналитическое оборудование и автоматизацию.

    Хотя в данном тематическом исследовании описывается успех одного предприятия в области плазменной дезинфекции, он может быть не лучшим выбором для каждого объекта. Каждый производитель должен учитывать свои особые условия, чтобы определить наиболее подходящую технологию для своего предприятия.

    Программа EPA «Дизайн для окружающей среды» выражает благодарность компании Circuit Center, Inc.за участие в этом тематическом исследовании и участников проекта DfE PWB из следующих организаций, которые предоставили консультации и рекомендации: Cognis, Inc., Concurrent Technology Corp., Continental Circuit Corp., DuPont Electronic Materials, Hadco Corp., Институт межкомпонентных соединений и упаковки электроники Circuits, Merix Corp., Агентство национальной безопасности, Printed Circuit Corp. и Массачусетский институт по сокращению использования токсичных веществ.

    Базовые навыки травления печатных плат — Производство печатных плат и сборка печатных плат

    PCB Etch

    Введение

    Практически любой производитель электронного домашнего пивоварения должен протравить печатную плату (PCB) в домашних условиях, прежде чем рассматривать возможность сборки схемы.Как мы знаем, существует множество методов, не требующих травления, таких как протоплаты, сортировка мертвых ошибок, обмотка проводов и другие. Предполагается, что эти типы методов очень эффективны для ручного нанесения, но действительно протравленная печатная плата требуется в меньшем количестве случаев.

    Если у вас уже есть проект, независимо от того, был ли он создан с помощью программного обеспечения САПР, нарисован от руки, написан в публикации или на листе бумаги, для получения готовой печатной платы необходимо выполнить три из следующих этапа:

    1. Перенести дизайн на металл,
    2. Затем протравить медь
    3. В конце концов, выполнить механическую задачу, например резку или сверление.
    Раствор для травления печатных плат

    Ключевое различие в способах изготовления внутреннего слоя и внешнего слоя традиционным для печатных плат (PCB) способом заключается в том, что изображения используются в двух очень разных формах. Когда формируется внешний слой, фоторезист служит «пластинчатым резистором», определяя образец того, где можно использовать гальванический металл.

    Продолжается движение к дальнейшей миниатюризации. Промышленность ожидает, что размеры1 жестких и гибких схем не производятся в промышленных масштабах с использованием современных технологий.Низкий урожай и неудовлетворенные технические требования требуют технологических изменений. Микро переходные отверстия диаметром менее 40 м и дорожки шириной менее 50 м требуются для схем межсоединений высокой плотности (HDI).

    Идеальной концепцией будет недорогое устройство с одним лазерным источником, достаточно универсальное, чтобы покрыть широкий спектр приложений на модульных и жестких платах. Благодаря этому малый и средний бизнес сможет выйти на рынок лазерных технологий. Идеальная машина должна быть достаточно гибкой, чтобы пробивать отверстия, в то же время структурируя схемы, разметочные платы и дорожки для более высокой окупаемости инвестиций.

    Первый шаг — превратите свою дизайнерскую идею в медь

    Начните с покупки множества плат из меди, односторонних или двусторонних, в зависимости от ваших потребностей. Самая известная подложка — это FR-4 (стекловолокно и эпоксидная смола) толщиной 1,6 мм (1/16 дюйма), один или два слоя меди длиной 35 м (1,4 мили): этого достаточно для подавляющего большинства домашних хозяйств. Есть доски другой толщины, о которых следует помнить, независимо от того, думаете ли вы о весе или механических характеристиках.

    Коррекция печатной платы своими руками

    Первый вопрос — воплотить вашу идею в медь: если у вас нет CAD-инструмента, вы должны использовать старый метод прямого рисования, если вам нужна только одна печатная плата. Перманентным маркером нанесите отметки прямо на медь. Одного куска чернил недостаточно; дайте ему высохнуть в течение 10 минут, пока он не будет перерисован, чтобы лист стал толще.

    Следующий шаг — прямой чертеж

    Если вы используете платы с фоточувствительным лаком на них (см. Ниже), медная поверхность начнется с очистки (й).Любая земля, окисление, пот или нажатие пальцев могут прервать операцию травления, что может привести к появлению нежелательных медных пятен на окончательной печатной плате.

    Травление печатных плат

    Вы также должны использовать лак для ногтей вместо перманентного маркера: обычно достаточно одного слоя, но это намного дороже. Перенос букв может использоваться для сложных и точных шаблонов, таких как отпечатки IC. Этот метод также можно использовать для добавления текста или рисования прямых линий. Все эти стратегии можно комбинировать на одной печатной плате.

    Ручное травление печатных плат

    Несмотря на то, что этот подход работает, и я использую его в течение долгого времени, он занимает невероятно много времени, производит только одну печатную плату и выглядит нарисованным от руки.

    Популярные методы травления внутренних слоев

    Самым большим различием в обоих методах является использование запатентованных химикатов с помощью аммиачного травителя и стандартных химикатов с помощью травителя с хлоридом меди. Как следствие, производитель обеспечивает технологический процесс и инжиниринг аммиачным травлением.Технология обычно предлагается конечным потребителем при использовании травления хлоридом меди.

    Необходимо отметить, что в настоящее время доступна технология, позволяющая превратить многие из этих травильных химикатов в структуры с замкнутым контуром. Другими словами, любое устройство будет возвращать пользователю только металлическую медь, а не потраченный травитель.

    Хотя эти схемы закрытия сильно меняют экономику этих травильных установок, эти системы, вероятно, будут экономичными только для очень широких клиентов из-за больших капиталовложений.Обе системы с обратной связью прямо или косвенно гальванизируют медь из отработанного травителя и добавляют регенерированный травитель в процесс.

    Шаг третий: сверление и резка Техника травления печатных плат

    Сверление обычными долотами из быстрорежущей стали (HSS) не рекомендуется, поскольку стекловолокно FR-4 непредсказуемо и может затупиться уже после нескольких отверстий. сверла не рекомендуются. Используйте детали из тяжелых металлов (карбид вольфрама), которые могут служить долго, но очень хрупкие: используйте пресс для постоянного кипения и защитные линзы.Также возьмите перчатку, если не хотите, чтобы осколки стекловолокна дышали. Я использую три основных диаметра для домашнего использования: 1,0 мм для большинства деталей, 1,5 мм для некоторых тяжелых компонентов (большие электролитические конденсаторы, держатели предохранителей, клеммные колодки и т. Д.) И 3,2 мм для отверстий. Ножовка по металлу хорошо подходит для резки печатных плат, а учитывая жесткость стекловолокна, лезвие прослужит долго. Края также можно подпиливать обычным металлическим напильником, устойчивым к прочности FR-4.

    Материалы для травления печатных плат

    Лазерное травление печатных плат

    Марко недавно подключил мощный лазерный диод к станку с ЧПУ, чтобы протравить плакированную медью плату и построить несколько печатных плат.Эффект был не впечатляющим, но техника казалась многообещающей. В ходе недавнего испытания [Марко] купил в Китае недорогой комплект для лазерной гравировки, и этот метод оказался лучшим.

    Марко получил лазерный гравер от Banggood, и это в значительной степени то, что можно было бы ожидать от компьютера с ЧПУ стоимостью менее 200 долларов. Шасси изготовлено из алюминиевого профиля, моторы — стандартные шаговые двигатели, вся электроника — это драйверы, подобные Pololu, а программа в лучшем случае посредственная. Тем не менее, используя большой синий лазерный диод, этот гаджет может резать дерево, кожу и ткань, а также наносить аэрозольную краску.

    Марко начинает с того, что моет кусок плакированной медью платы, покрывает его аэрозольной краской, а затем обрабатывает его лазером для изготовления своих печатных плат. Для этого рекомендуется LeaseWeb, и результаты очень хорошие для такой недорогой машины. После того, как плата была окрашена и подвергнута лазерной очистке, есть еще несколько мер по ее изготовлению. Этот метод также требует травления в хлористом железе или какой-либо другой кислоте, но результаты удовлетворительные. Марко работает с медной фольгой и каптоном, чтобы сделать легкие печатные платы, потому что они слишком хороши.Запись этих тестов доступна ниже.

    1. Лазерная маршрутизация УФ-лазеры

    особенно хорошо подходят для точной резки HDI-приложений благодаря их свободно программируемому и модульному режиму работы.

    Установленный лазер был способен обрабатывать широкий спектр комбинаций материалов. Виден многослойный HDI-слой с шестью слоями из различных материалов (FR4 / полиимид / эпоксидная смола и акрилатная смола). Скорость резания составляла 10 мм в секунду.Расслоения не было.

    Кроме того, как видно, FR4, армированный стекловолокном, можно обрабатывать УФ-лазером. Края чистые и не требуют дополнительной обработки, как это обычно делается при механической фрезеровке, перфорации или лазерной резке CO2.

    2. Концепция сканера

    Это устройство совместимо с программным обеспечением CAM12, которое поддерживает все стандартные форматы данных, включая Gerber TM RS-274S и RS-274X, Excellon TM I и II, Sieb & Meier TM, DXF TM, Barco TM DPF, HP-GL и ODB ++ TM .

    Измерение поверхности с разрешением 1 м компенсирует нестабильную плоскостность, контролируя топографию платы, обеспечивая доступ. Фокус лазера можно отрегулировать с помощью инструментов. Крепление подложки построено вокруг ячеистой вакуумной установки. Выбрасываемые газы в конечном итоге могут быть отделены и очищены в устройстве с активным углем. Лазерное устройство защищено и соответствует классу лазерной защиты I.

    Мы производим печатные платы для моих проектов с середины 1980-х годов. Это всегда был долгий и трудоемкий процесс; На сборку одной печатной платы ушло примерно полдня.На протяжении многих лет мы искали решения, которые могут ускорить процесс, не используя дорогие или труднодоступные материалы. Здесь перечислены два метода: пропускание тонера и травление соляной кислотой, которые позволяют разработать печатную плату от концепции до паяемой платы менее чем за полчаса. Нам нравится этот метод изготовления печатных плат, и мы используем их чаще, чем раньше, и я надеюсь, что вы также найдете их полезными. Накачка лазера осуществляется дуговой лампой, что позволяет пользователям настраивать лампы индивидуально.Срок службы лампы определяется как 300 часов работы, а настройка устройства занимает минимум времени.

    Большинство печатных плат изготовлено из FR4, который представляет собой армированный стекловолокном эпоксидный пластик с медными дорожками на одной или обеих сторонах для передачи сигнала. Хотя медные следы кажутся вытравленными на чистом листе стекловолокна, на самом деле печатные платы сделаны из полностью покрытого медью листа. Оба лишних меди необходимо извлечь, чтобы изолировать следы. Дилемма заключается в том, что ваш химический травитель не знает, где должны быть следы, поэтому вы должны замаскировать их, чтобы они были скрыты от травителя.

    Изготовление печатных плат — травление внешнего слоя

    Травление печатных плат внешнего слоя


    Руди Седлак
    RD Chemical Company

    Обзор

    Типичная операция по производству печатных плат сегодня — это создание печатных плат с использованием процесса, описываемого как узорное (электро) покрытие. В этом процессе панель внешнего слоя поступает на операцию травления с «резистом травления» из олова или олова / свинца, защищающего определенные области медной фольги, это определяет рисунок схемы, который останется после травления.Поперечное сечение печатной платы с (электро) покрытием показано на рисунке 1.

    Рисунок 1:

    Рисунок 1 представляет собой поперечное сечение печатной платы в точке максимального наращивания, с этого момента в процессе и далее процесс является вычитающим, по крайней мере, до тех пор, пока не будет наложена паяльная маска. Следующим шагом после рисунка 1 является снятие изоляции фоторезист. В результате получается плата, которая должна выглядеть, как на рисунке 2.

    Рисунок 2:

    После удаления фоторезиста печатная плата готова к травлению.

    Обратите внимание, что медь на печатной плате состоит из двух слоев, но только один из двух слоев необходимо удалить в процессе травления внешнего слоя для создания окончательной схемы. Этот тип конструкции с нанесенным рисунком отличается тем, что гальваническая медь присутствует только под травильным резистом из олова (или олова / свинца).

    Альтернативный процесс позволяет получить печатную плату, на которой медь с покрытием полностью покрывает медную фольгу, а фоторезист определяет только резист для травления олова или олова / свинца (см. Рисунок 3.)

    Рисунок 3:

    Эта печатная плата описывается как созданная с помощью «панельного покрытия». Ключевыми недостатками использования процесса покрытия панелей является то, что необходимо покрыть вдвое больше меди и протравить вдвое больше меди, чем на печатной плате с узорчатым покрытием. Это может вызвать серьезные проблемы, когда ширина дорожки становится очень маленькой, а количество поднутрений травления (см. Рисунок 4) угрожает стабильности дорожки.

    Рисунок 4:

    Существуют и другие способы настройки процесса изготовления внешнего слоя, при которых схема защищается во время травления фоторезистом вместо металлического резиста травления.В этом случае процесс травления больше напоминает травление внутренних слоев, которое рассматривается в разделе «Производство внутренних слоев, травление».

    Олово или олово / свинец — наиболее распространенный в настоящее время резист для травления. Использование олова или олова / свинца в качестве резиста травления по существу требует использования аммиачного травителя, потому что это единственный широко используемый химический состав травителя, который не повреждает олово или олово / свинец. Когда здесь используется термин аммиачный травитель, он будет относиться к химии травителей на основе аммиака / хлорида аммония.Существует также химический состав травления аммиаком / сульфатом аммония, который имеется в продаже. Сульфатная химия травления используется для облегчения отделения меди от травителя, что позволяет повторно использовать травитель на месте. Эта химия на основе сульфатов широко не используется, потому что она имеет очень низкую скорость травления, чего можно было бы ожидать в химии травления без хлоридов. Были предприняты некоторые попытки использовать травления пероксидом водорода / серной кислотой для травления внешних слоев. Этот процесс не получил широкого коммерческого распространения по разным причинам, в том числе по экономическим причинам и из-за проблемы утилизации отработанного травителя.Кроме того, процесс травления перекисью водорода / серной кислотой не позволяет использовать резист для травления (только на основе олова), и поэтому обычно требуется резист для травления на основе олова / свинца. Этот факт сделает серу / перекись еще менее привлекательной, поскольку меры по исключению свинца из процесса производства печатных плат становятся все более распространенными.


    Качество травления и существующие проблемы

    Качество травления минимально можно определить по полноте удаления меди, не защищенной травильным резистом, и не более того.Однако в действительности определение качества травления также включает прямолинейность краев дорожек и уровень поднутрения травления. Поднутрение травления является результатом того факта, что травитель не является направленным по своей природе и протравливает как вбок, так и вниз.

    Протравливание поднутрением (см. Рис. 4) часто обсуждается в терминах «коэффициента травления», который определяется как количество поднутрений при травлении, деленное на количество протравленной меди («X» на рис. 4).Промышленность печатных плат широко варьируется по коэффициенту травления, и здесь можно увидеть коэффициенты от 1: 1 до 1: 5. Очевидно, что предпочтительнее меньшее поднутрение или меньшее значение коэффициента травления.

    Фактор травления или уровень подреза при травлении может зависеть (можно оптимистично сказать, что он может контролироваться) конфигурацией оборудования для травления и химией травления. Химические агенты, называемые «банковскими агентами», присутствуют в химическом составе травления, чтобы минимизировать подрезы. Точная природа этих добавок обычно является строго охраняемой коммерческой тайной.Конфигурация оборудования для травления для минимизации поднутрения будет рассмотрена позже.

    Во многих отношениях качество травления определяется еще до того, как печатная плата попадает в камеру травления. Процесс изготовления печатных плат тесно взаимосвязан, ни один шаг не стоит отдельно. В результате многие проблемы, которые диагностируются как «качество травления», возникли в устройстве для снятия резиста или даже предшествовали этому процессу. Травление внешнего слоя, возможно, более подвержено ухудшению качества из-за проблем «на начальном этапе» в процессе, чем большинство этапов производственного процесса печатной платы.Это связано с тем, что травление внешнего слоя является последним в длинной серии шагов, начиная с экспонирования фоторезиста, которые определяют схему внешнего слоя. Ясно, что чем больше шагов в процессе, тем больше ошибок может пойти не так. Это особенно актуально при производстве печатных плат.

    Печатная плата, теоретически, поступает в травитель с рисунком поперечного сечения, который выглядит как на рисунке 2. Оптимальная ситуация при производстве печатной платы с рисунком состоит в том, что комбинированная толщина покрытия из меди и олова или олова / свинца не соответствует превышают толщину фоторезиста и, таким образом, полностью остаются в «колодце», ограниченном стенками фоторезиста.Тем не менее, в мире производства печатных плат под высоким давлением, часто бывает, что покрытие на определенных участках панели является чрезмерным. Настолько чрезмерно, что покрытие выходит за пределы фоторезиста. Когда покрытие слишком велико, и оно выходит за верхнюю часть фоторезиста «хорошо», оно также выходит вбок, и в этом заключается настоящая проблема. Это расширение вбок создает «выступ» из олова или резиста для травления олова / свинца, который выступает над верхней частью фоторезиста (см. Рисунок 5).

    Рисунок 5:

    Эта кромка покрытого покрытием олова или олова / свинца, травильного резиста делает полное удаление фоторезиста во время процесса удаления резиста перед травлением, чрезвычайно трудным, оставляя незатронутые остатки фоторезиста под кромкой металлического резиста для травления. (См. Рисунок 6).

    Рис. 6 Остаточный, незаполненный фоторезист может вызвать неполное травление, о чем будет свидетельствовать медная «ножка» рядом со следом после травления.Наличие этой ножки эффективно сужает пространство между дорожками, что в конечном итоге может привести к тому, что печатная плата не соответствует техническим характеристикам, и вызовет отторжение. Отказ от печатной платы на этом этапе процесса является особенно дорогостоящим, потому что большая часть работы (читай «стоимость») по производству платы уже ушла на это на этом этапе.

    В крайнем случае остаточный фоторезист может также вызвать накопление накипи в травителе в результате реакции растворенного фоторезиста и меди в травителе, что может засорить форсунки, насосы и привести к необходимости сломать травитель и очистить его. .Из-за сильного запаха аммиака это одна из наименее любимых работ в индустрии печатных плат, не говоря уже о затратах времени на производство.

    Оборудование, настройка и взаимодействие с Etchant Chemistry

    Аммиачное травление — один из наиболее тонких и сложных химических процессов при производстве печатных плат, но, как это ни парадоксально, он также является одним из самых простых в использовании. Текущая технология, если она настроена должным образом, практически работает сама по себе. Однако это процесс, который плохо адаптируется к остановам, и его лучше всего запускать непрерывно.Процесс сильно зависит от хорошо налаженного (и обслуживаемого) оборудования. Как и при любом химическом травлении, использование струи под высоким давлением с правильно подобранными и настроенными соплами имеет решающее значение для получения высококачественного травления меди с прямыми боковыми стенками.

    Существует множество теорий о правильной конструкции и конфигурации устройств химического травления для получения самых прямых боковых стенок, и многие из них противоречат друг другу. Однако все теории сходятся во мнении, что основная идея заключается в том, чтобы как можно быстрее нанести как можно больше свежего травителя на поверхность металла.Это мнение подтверждается анализом химических реакций травления. В случае аммиачного травления, если предположить, что все остальные параметры в порядке, скорость травления, вероятно, контролируется наличием свободного аммиака (Nh4) в травителе, и, таким образом, получение свежего травителя на поверхности раздела травления делает две вещи: сметает только что образовавшийся ион меди и поставляет свежий аммиак (Nh4) для реакции травления. Пожалуйста, обратитесь к разделу «Изготовление внутреннего слоя, травление» для обсуждения химического состава аммиачного травителя.

    Среди «древних» преданий индустрии печатных плат, и особенно индустрии поставщиков печатных плат, является тот факт, что чем ниже содержание ионов меди в аммиачном травителе, тем лучше (быстрее) он работает. И это подтверждено опытом. Фактически, многие аммиачные травители имеют лиганды, специфичные для ионов меди (комплексообразующие агенты), для эффективного снижения доступного иона меди, что является частью их секрета высокой эффективности. Кроме того, эффект иона меди немалый.Скорость травления можно увеличить более чем вдвое, уменьшив содержание меди с 5000 до менее 50 частей на миллион.

    Поскольку ион меди образуется в больших количествах в результате реакции травления, трудно поддерживать концентрацию иона меди около нуля, и это не облегчается тем фактом, что ион меди прочно связан в аммиачном комплексе. Ион меди удаляется из травителя путем превращения в ион меди в результате реакции с атмосферным кислородом. Ион меди вступает в реакцию с атмосферным кислородом в камере травления во время распыления травителя.

    Это функциональная причина, по которой воздух проходит через камеру травления. Однако, если через травитель проходит слишком много воздуха, это приведет к чрезмерной потере аммиака, что приведет к падению pH травителя, что также приведет к падению скорости травления, подтверждая тот факт, что аммиак является агентом, регулирующим скорость. Чтобы противодействовать этому, некоторые пользователи вводят безводный аммиак в отстойник травления. Обычно это делается с помощью регулятора pH, который сигнализирует о добавлении аммиака, когда pH падает ниже заданного значения.

    Смежная область химического фрезерования (также известная как фотохимическая обработка или PCM) произвела поразительные исследования конфигурации травильного станка. И хотя в качестве травителя использовался хлорид меди, а не аммиачно-медный травитель, то, что было обнаружено, должно относиться и к использованию аммиачного травителя в промышленности печатных плат. Промышленность PCM обычно травит фольгу толщиной 5-10 мил, а иногда и намного толще, следовательно, фактор травления даже более критичен, чем в индустрии печатных плат.

    Одна серия исследований, проведенных в индустрии PCM, которые никогда не публиковались, дала поразительные результаты. Исследование хорошо финансировалось, и, таким образом, исследователи смогли внести существенные изменения в конструкцию травильного станка и проверить влияние этих изменений на коэффициент травления.

    Оптимальной оказалась конструкция, в которой использовался вентилятор, по сравнению с конусными форсунками, с разбрызгивающими коллекторами (трубами, в которые ввинчиваются форсунки), повернутыми или наклоненными так, чтобы распылители попадали на травимую деталь, когда она входила. камеру под углом 30 ° (см. рисунок 7).

    Рисунок 7:

    . Кроме того, форсунки были прикреплены к распылительным коллекторам таким образом, что брызги из соседних форсунок попадали на изделие под не совсем одинаковыми углами. Вместо этого чередующиеся сопла попадают в одну и ту же плоскость, а второй набор сопел лишь немного отличается. (См. Рисунок 8).

    Рисунок 8:

    для представления того, как рисунок распыления влияет на работу.) Это было сделано для предотвращения пересечения или пересечения рисунков распыления форсунок.Теория состоит в том, что при пересечении рисунков распыления капли теряют энергию и также не проникают через поверхностный слой жидкости, тем самым теряя способность обновлять раствор на границе раздела травления. Это особенно важно на краях рисунков сопел, где капли прошли дальше всего к изделию и, таким образом, имеют меньшую остаточную энергию, чем капли, ударяющие по изделию непосредственно под соплом.

    Последний фактор дизайна, обнаруженный в ходе этого исследования, заключается в том, что существует оптимальное давление распыления для каждого химического состава травления, а для некоторых травителей оно может достигать 65 фунтов / квадратный дюйм (4+ бар).Для справки: в настоящее время используется очень мало травильных камер, которые могут выдерживать давление более 30 фунтов / квадратный дюйм (2 бара). Это хорошее практическое правило: чем выше плотность (удельный вес или Baume ’) травителя, тем выше будет оптимальное давление распыления, но это не единственный фактор. Другой важный фактор — относительная подвижность в растворе реагента, регулирующего скорость травления.

    Проблемы верхней и нижней стороны и проблемы передней кромки

    Важно понимать, что большинство проблем с качеством травления ограничиваются верхней стороной травляемой панели.Это происходит из-за эффекта «лужения» травителя на верхней части печатной платы. На верхней стороне панели с печатной платой образуется толстая лужа травителя, которая поглощает энергию брызг и делает пополнение травителя на поверхности металла трудным и относительно медленным процессом. Лужа вызывает разные рисунки травления на верхней и нижней частях печатной платы. Лужа также является причиной того, что верхняя сторона передней кромки панелей протравливается более тщательно или, как правило, чрезмерно протравливается.Механизм этого заключается в том, что передняя кромка не успела образовать на ней «лужу» жидкости, когда она впервые попадает в камеру травления, и, таким образом, быстро травится. Однако на последней части панели будет лужа, как только она войдет в камеру травления, и, таким образом, травление будет происходить медленнее.

    Различие между верхней и нижней сторонами в качестве травления можно компенсировать регулировкой давления распыления на верхнем и нижнем коллекторах распыления. В настоящее время предлагаются некоторые новаторские конструкции для компенсации проблемы передней кромки, которые отключают первые несколько распылительных стержней на некоторое время после того, как панель входит в камеру травления.

    Техническое обслуживание оборудования для травления

    Возможно, наиболее важным фактором при техническом обслуживании травильного станка является обеспечение чистоты и чистоты распылительных форсунок. Засорение может происходить из-за накопления шлама в травильном аппарате или из-за того, что части протравливаемой печатной платы отбиты силой распылителей. Если сопла не содержать в чистоте, травление будет неравномерным из стороны в сторону, что приведет к бракованным печатным платам.

    Помимо очевидного технического обслуживания замены сломанных и изношенных деталей, включая замену форсунок, поскольку они также изнашиваются, ключевой проблемой при техническом обслуживании травильного станка является сохранение травильного станка свободным от шлама.Ил может накапливаться разными способами, и даже может накапливаться в травильном аппарате, где химический состав поддерживается в равновесии. Проблема осадка может полностью выйти из-под контроля, если химический состав выйти из равновесия. Трудно переоценить масштабы этой проблемы. Если травитель внезапно «высыпается», это обычно является признаком того, что химический состав травителя вышел из равновесия, и его можно очистить достаточно сильной соляной кислотой или пополнителем травителя.

    Шлам также может быть скоплением фоторезиста, который сначала растворяется в травителе, а затем выпадает в осадок в виде соли меди. Осадок фоторезиста в травильном аппарате, конечно, указывает на то, что удаление фоторезиста неадекватно. Плохое удаление фоторезиста является симптомом краевого удаления фоторезиста в сочетании с наложением покрытия.

    Машина для травления печатных плат — Оборудование для травления печатных плат

    Продукция / Процессы на наших машинах для травления печатных плат

    Межслойная сердцевина толщиной 2 мил

    Гибкая катушка на катушке Kapton

    250 мил, многослойный

    Жесткий FR4


    Травление печатной платы Fine Line

    Линия 2 млн. И производственные площади при объемах производства


    Транспортировщик тонких материалов для печатной платы

    2 мил материала можно транспортировать без проблем

    Транспортировка 1 млн каптон в настоящее время находится в стадии разработки и почти готова к производству


    Возможности испытаний травлением / прувинга Образцы

    могут быть протестированы в научно-исследовательской лаборатории Chemcut, чтобы доказать, что наша травильная установка может обработать ваши детали перед покупкой машины.Другие тесты мокрой обработки доступны по запросу.

    Научно-исследовательская лаборатория Chemcut открыта для сдачи в аренду для проведения исследований. Chemcut может выполнить любой необходимый этап влажной обработки.


    Develop — Etch — Strip Line

    Strip — Etch — Strip Line (внешние слои)

    Линия травления хлоридом меди

    Линия травления хлоридом железа

    Механический инструмент для удаления заусенцев

    Механический скруббер


    Машины для травления печатных плат Chemcut для изготовления печатных плат

    Chemcut является лидером в области травления печатных плат с 1957 года.

    Мы использовали концепцию непрерывного совершенствования , чтобы гарантировать высочайшее качество наших травильных машин и других машин для мокрой обработки на протяжении всей нашей истории.

    С учетом сказанного, мы находимся на пути непрерывного совершенствования, чтобы снова превзойти самих себя!

    Чтобы идти в ногу с производством печатных плат, мы разрабатываем тонкую транспортную систему , которая будет пропускать 1 мил каптона через нашу травильную установку и станции ополаскивания. Лидер не требуется.

    Наряду с транспортировкой тонких материалов Chemcut постоянно улучшал однородность травления . Если бы вы купили травильную машину Chemcut, вы могли бы без проблем протравить линию толщиной 2 мил и пространство .

    Если вы хотите протравить линию и пространство размером менее 2 мил, вам понадобится более тонкая медь. Чем тоньше протравленная медь, тем меньше может быть линия травления и пространство.

    Нужна еще лучшая однородность?

    Chemcut предлагает вам запатентованный спрей Intermittent Spray и модуль настройки травления Etch Adjust Module .

    Распылитель прерывистого действия устраняет эффект образования луж, обеспечивая дополнительное травление в середине панели. Это сгладит однородность травления спереди назад.

    Etch Adjust Module предназначен для тех небольших горячих точек, которые иногда возникают бок о бок. Это популярный вариант обшивки доски, поскольку толщина может варьироваться от стороны к стороне.

    Помимо транспортировки тонких материалов, единообразия и точности травления, Chemcut отличается от упаковки дополнительными инженерными опциями.

    Вы бы предпочли, чтобы управлял давлением распыления каждой распылительной трубки или зоны (в зависимости от настройки) вместо описанных выше опций?

    Тогда обратите внимание на нашу NEW XLi травильную машину высокого разрешения ! Этот модуль NEW позволяет вам контролировать давление распыления в каждой распылительной трубке / зоне с помощью вашего ПЛК.

    Мы разработали нашу новую травильную машину высокого разрешения XLi с 5 зонами сверху и снизу, где вы можете контролировать давление в каждой распылительной трубке / зоне. Этот травитель позволит вам выровнять травление из стороны в сторону для изготовления печатной платы и позволит вам протравить одну сторону больше, чем другую, не заходя в камеру травления для выполнения регулировок.

    Узнайте больше о НОВОЙ гравировальной машине высокого разрешения XLi

    Одним из самых популярных вариантов экономии денег является наша система регенерации . Система регенерации Chemcut в среднем в три раза увеличивает срок службы установок для травления хлорида железа.

    Что касается хлорида меди, то благодаря системе регенерации Chemcut химия будет длиться вечно! Система регенерации автоматически добавит соляную кислоту и хлорат натрия по мере того, как вы протравите больше меди.

    Chemcut также предлагает систему регенерации газообразного хлора.


    Другие популярные варианты процесса травления печатных плат:

    Кислотный контроллер — популярный для травителя хлоридом меди

    Поддон для сбора капель — легко очищает от налипаний и разливов, потому что поддон улавливает все химические вещества вокруг травильного станка

    Сушка

    Чиллер Система охлаждения

    Встроенная фильтрация — приводит к меньшему количеству забитых форсунок и меньшему количеству частиц в растворе

    Ion Exchange — для станций ополаскивания.Экономит воду. Возможность «замкнутого цикла» промывки водой при необходимости.

    Контроллер ORP — популярный вариант для травителей меди и железа, поставляется с системой регенерации

    Контроллер pH — это популярный вариант для процесса щелочного травления и стандарт по проявке и сопротивлению зачистке

    Контроллер удельной плотности (IX) с Visual Baume — никогда не позволяйте вашему травителю Baume снова становиться слишком высоким или низким

    Ventilation Demister — способствует конденсации и улавливанию испарений технологического химического пара

    На этом не заканчивается выбор .Машины для влажной обработки Chemcut имеют модульную конструкцию. Это позволяет вам настраивать вашу машину в любом порядке.

    Перейдите на страницу наши продукты , чтобы найти конвейеры различной ширины, из которых вы можете выбрать.


    Почему стоит выбрать Chemcut для создания травильного станка для травления печатных плат? Инженеры-технологи

    Chemcut обладают более чем 100-летним опытом комбинированного травления.

    Независимо от того, травите ли вы жесткие или гибкие материалы, Chemcut найдет способ сделать ваш процесс травления успешным.Мы готовы настроить наши машины для травления печатных плат в соответствии с вашими потребностями.

    Свяжитесь с нами сегодня, и мы обсудим ваш проект травления / гравировки печатной платы и определим, какие химические вещества для травления лучше всего оптимизируют вашу линию травления.

    После того, как мы определим наилучший химический состав травления, мы начнем этап лабораторных испытаний. На этапе тестирования нам потребуется, чтобы вы предоставили нам ламинированную, выставленную и проявленную панель.

    Что делать, если вы только открываете магазин печатных плат и не можете сделать это самостоятельно?

    Нет проблем.

    Chemcut имеет возможность чистить, ламинировать, экспонировать, проявлять, травить и снимать полосы в домашних условиях! Все, что вам нужно будет предоставить, это художественные работы, ламинация и металл, который нужно протравить.

    Chemcut может протестировать необычный химический состав (например, органические растворители) на совместимость материалов перед сборкой системы, чтобы убедиться, что процесс будет работать, и что материалы, выбранные для строительства, являются прочными и надежными.

    Chemcut докажет, что наши травильные установки могут достичь ваших целей, и мы поможем вам оптимизировать все этапы мокрой обработки.

    В конце концов, оптимизация сводится к тому, чтобы вы тестировали свое новое оборудование для травления и находили то, что лучше всего подходит для вас, но мы будем здесь все время, чтобы помогать вам на каждом этапе.

    В конечном итоге основными причинами, по которым нашим клиентам нравится работать с нами, являются:

    Chemcut является лидером в производстве печатных плат с 1957 года.

    Мы здесь, чтобы служить вам . Наша предпродажная и послепродажная поддержка не имеет себе равных и гордится успехами наших клиентов.При необходимости наша группа экспертов по обслуживанию доставит детали в течение ночи. Большинство запчастей отправляются в течение 24 часов с момента покупки. Наши конкуренты заставят вас ждать неделями, если не месяцами, на запчасти.

    Производительность травления. Наши травильные машины предоставляют компаниям самую однородную и точную травленную поверхность на рынке сегодня.

    Прочность . Наши машины для влажной обработки построены на долгий срок с использованием лучших в мире материалов из США. У нас есть сотни, если не тысячи граверов, разработчиков и стриптизеров, которым уже больше 30 лет, и которые все еще производят высококачественные травленые компоненты.

    Вертикально интегрированная . Мы производим более 90% наших запчастей, поэтому мы не полагаемся на кого-либо другого в производстве запчастей для нас. Это дает нам возможность изготавливать детали для поддержки установленных систем, возраст которых превышает 30 лет. Нам никогда не нужно беспокоиться о том, что поставщик прекратит выпуск детали, и если детали нет на складе, мы можем немедленно приступить к ее производству.

    Машины для влажной обработки полностью индивидуализированные . Вы можете купить стандартный гравер или настроить каждую деталь.

    Исследования и разработки в лабораторных условиях. Наша научно-исследовательская лаборатория докажет вам, что наши машины могут протравить нужные вам компоненты, и помогут вам оптимизировать процесс травления.

    Увеличение масштаба . Консультации с инженерами-проектировщиками и технологами Chemcut помогут вам перейти от проектирования прототипа к полномасштабному непрерывному производству.

    СДЕЛАНО В США

    Руководство

    по различным решениям для травления печатных плат

    Печатные платы с травлением

    Если у вас есть хорошо обнаженная и чисто разработанная печатная плата, последующий процесс травления печатной платы больше не является критичным, здесь вероятность ошибки не так велика, как при использовании экспозиция и развитие.

    Мы протравливаем ПХБ персульфатом натрия, который растворяется в концентрации 220 граммов на литр примерно в 45 градусах теплой воды. Мы всегда готовим травильный раствор свежим, травитель для этого достаточно недорогой. Вы также можете использовать раствор для травления печатных плат несколько раз, пока эффективность травления печатных плат не снизится. Не сливайте использованный травильный раствор в канализацию, а соберите его и отнесите в пункт сбора опасных отходов!

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

    Есть разные способы вставить плату в травитель, вы можете использовать плотно прилегающую пластиковую банку с защелкивающейся крышкой, которая постоянно слегка встряхнуть во время травления печатной платы.

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

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

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

    Обычно мы покрываем готовую плату припоем SK10, это защищает плату от коррозии, и печатные платы очень легко припаять. Однако вы должны дать паяльному лаку высохнуть в течение нескольких часов, иначе он станет немного липким и чувствительным к отпечаткам пальцев.

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

    Обеспечьте здоровье и одежду во время процесса травления печатной платы

    Для создания печатных плат (например, прототипов) необходимо соблюдать некоторые меры по обеспечению здоровья и одежды. При травлении печатных плат необходимо надевать фартук и кислотостойкие перчатки, чтобы защитить руки и одежду от воздействия кислоты. После завершения травления печатной платы 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 печатные проводники стали непрозрачными.

    Подготовка услуги травления печатной платы

    Создание макета печатной платы

    С помощью программы компоновки, например Например, «Target SMART», макет создается и печатается на пленке. При необходимости необходимо распечатать две распечатки и разместить одну над другой так, чтобы черный цвет распечатки был достаточно глубоким.Важно убедиться, что при создании одностороннего макета распечатка обычно представляет собой нижнюю сторону платы, а не компонентную сторону. Для шаблонов, которые были напечатаны или доступны на бумаге, вы можете сделать макет прозрачным с помощью статьи КОНТАКТ 243 (Паусклар 21) и, таким образом, упростить экспозицию.

    PCB Exposure

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

    Передержка не проблема с качественным основным материалом. С другой стороны, недодержка затрудняет или мешает получению хорошего качества результата в проявке.

    Проявление печатной платы

    Приготовьте ванну проявителя: добавьте 10 гр.Разработчика ок. 1,1 литра теплой воды (примерно 40-50 °) и хорошо перемешать. В контейнере должно быть достаточно места, чтобы пальцы с печатной платой без проблем поместились в него. Перед тем как погрузить открытую печатную плату в ванну для проявителя, наденьте перчатки. Если разводка печатной платы имеет резкие очертания, следует немедленно вынуть плату из ванны для проявителя и тщательно промыть чистой водой. Если ванна проявителя уже не свежая, во время проявки полезно медленно перемещать доску вверх и вниз в ванне проявителя.Убедитесь, что вы не ополаскиваете тряпкой при полоскании, так как это может размыть контуры макета.

    Если макет «исчез» из-за того, что ванна проявителя была слишком сильной или плата находилась в ванне проявителя слишком долго, вы можете снова покрыть доску фоторезистом KONTAKT 235 (плюс 20) после того, как она будет освобождена от проявитель и высохло слишком густо) и повторить процедуру экспонирования и проявки.

    Процесс травления печатной платы

    Контейнер e.г. наполняет травильную чашу из набора проявки горячей водой (прибл. 50-60 °). На 100 гр требуется около 0,4 литра воды. Офорт. И то, и другое необходимо перемешивать до полного растворения травителя. Чем быстрее завершается этот процесс, тем горячее остается ванна для травления, что ускоряет сам процесс травления. Следует отметить, что поднимающиеся водяные пары не вдыхаются.

    В зависимости от температуры ванны травления прибл. На травление следует отвести 15-30 минут.При перемещении платы в ванне для травления печатных плат необходимо надевать кислотостойкие перчатки. При повороте печатной платы некоторое количество кислорода попадает в травильную ванну, что ускоряет процесс травления печатной платы.

    Успешный процесс может быть достигнут очень хорошо с помощью статьи «Устройство для травления 1», не вмешиваясь самостоятельно, но имея возможность наблюдать за процессом травления.

    О прогрессе процесса травления печатных плат для эпоксидных плат можно судить по тому факту, что контуры макета выделяются, а плата кажется прозрачной.Если желаемое расположение достигнуто и больше нет соединений между токопроводящими дорожками, процесс травления необходимо прекратить. Затем печатную плату ополаскивают чистой водой (все еще в кислотостойких перчатках) и сушат бумажными полотенцами или сжатым воздухом.

    Проводящие дорожки, которые теперь покрыты фоторезистом, можно снова обнажить, а затем поместить в ванну проявителя, чтобы обнажить чистую медь. После удаления фоторезиста с меди плату необходимо очистить и просушить.В качестве альтернативы можно также использовать остатки фоторезиста, например, с Спирт, ацетон или спирт можно удалить.

    Для защиты токопроводящих дорожек от коррозии мы рекомендуем покрыть печатную плату защитным лаком, например КОНТАКТ 227 (припой лак СК 10).

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

    Преимущества раствора для травления печатных плат

    Все очень просто: вы построили хорошую схему на макете, но почему-то все это выглядит не очень профессионально.Что может быть более очевидным, чем профессиональная гравировка схемы на печатной плате? Выглядит лучше и не так подвержен ошибкам, потому что любой, кто когда-либо строил полную европлатину с провальной проволокой, заметит, насколько утомительно повторная пайка начатого провода.

    А теперь о травлении:

    Принцип очень прост: пленка, на которую нанесены токопроводящие дорожки, используется для экспонирования светочувствительной печатной 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 тех точках, где краска была разрушена.

    Создание слайда:

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

    Наносится на пленку принтером (Внимание: для струйных принтеров нужна специальная пленка).

    Лучше всего распечатать пленку дважды и склеить эти две распечатки. Это необходимо, потому что чернила обычно не покрывают 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 на свету.

    Первое, что нужно сделать, это распилить плату. Потом выставляется. Лучше всего это сделать с галогенным прожектором (я использую прожектор мощностью 500 Вт с расстоянием 1.50м). Защитная пленка снимается с печатной платы и на нее кладется пленка (примечание: после этого убедитесь, что медная сторона находится под нижней стороной, поэтому переверните ее). Теперь галогенная фара включена. Вы должны определить время экспозиции самостоятельно (желательно с небольшими тестовыми образцами), так как оно зависит от производителя печатной платы. Важно отметить, что вам следует снять стеклянную пластину с галогенной лампы.

    Хрупким фоторезист делает УФ свет, а стекло фильтрует УФ свет.

    Для создания рамки экспонирования

    Разработка печатной платы:

    После экспонирования печатную плату необходимо проявить. Таким образом удаляется хрупкий фоторезист, и остается только лак там, где не было света.

    Одно замечание заранее: кислоты, используемые в следующих описаниях, не очень приятны для кожи, поэтому: надевайте перчатки!

    Его помещают в пластиковую емкость в количестве, указанном на упаковке (примерно 1 ложка на литр воды), и растворяют в воде.Между прочим, лучше всего это делать, пока открыта печатная плата.

    После экспонирования печатную плату немедленно помещают в раствор, иначе она будет передержана и, следовательно, непригодна для использования. Через некоторое время в растворе можно увидеть, как удаляется хрупкая краска и отделяется от печатной платы (места, где еще есть улыбка, затемнены встроенным красителем). Помогает небольшое помешивание. Если вы четко видите структуру проводниковых дорожек (темные линии), печатная плата полностью разработана.Если ее оставить слишком долго, она будет чрезмерно развита.

    После удаления печатной платы из раствора ее промывают водой.

    Кислоту можно использовать только в течение нескольких часов, а затем она израсходуется.

    Однако он относится к опасным отходам, а не в канализацию.

    Протравливание печатной платы:

    Теперь печатную плату нужно только протравить (т.е. удалить медь с открытых участков).

    Поставляется в виде порошка, растворяется в воде.Этот раствор для травления печатных плат можно использовать в течение многих месяцев или лет. Однако их не следует хранить в герметичном контейнере. Я просто вставил велосипедный клапан в крышку.

    В качестве емкости для травления я просто использую квадратный футляр из оргстекла. Но и нормальная чаша тоже.

    Сначала жидкость следует нагреть (лучше всего просто поместить емкость для хранения в горячую ванну). Так что решение работает лучше. Затем раствор переливается в емкость для травления. Теперь все, что вам нужно сделать, это вставить плату (закрепить, тогда будет легче вытащить).

    Печатная плата будет готова через прибл. 30-45мин. Медь была удалена со всех открытых участков. Теперь печатную плату промыть водой и высушить.

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

    Грязные пятна остаются на старом растворе для травления печатных плат.Но для иллюстрации достаточно.

    Доработка:

    Теперь нужно просверлить отверстия под детали. Лучше всего это сделать с помощью дрели и сверла 0,8 мм.

    Наконец, на медную сторону нанесено покрытие из припойного лака (контактный химикат). Это облегчает пайку, а лак защищает от коррозии.

    Теперь припаяйте, и получилась чистая схема, впечатляет.

    Процесс травления цепи внешнего слоя печатной платы

    Процесс травления цепи внешнего слоя печатной платы.

    При обработке печатных схем травление аммиаком — это относительно тонкий и сложный процесс химической реакции,
    , но это также простая работа. Пока процесс для достижения прохода может выполнять непрерывное производство,
    , но ключевым моментом является загрузка после того, как оно должно поддерживать непрерывное рабочее состояние, не подходящее для прерывистого производства.
    Процесс травления очень зависит от состояния оборудования, поэтому оборудование необходимо постоянно поддерживать в хорошем состоянии.

    В настоящее время, независимо от того, какая травильная жидкость, необходимо использовать распылитель высокого давления, и для того, чтобы получить аккуратную боковую линию и высококачественный эффект травления, структура и методы выбора распылительного сопла должны быть более строгими.

    Способ создания отличного побочного эффекта, теория исследований, методы проектирования и структура оборудования снаружи бывают разные, и эти теории часто принадлежат разным людям.

    Однако один из самых основных принципов был признан и подтвержден анализом химического механизма,
    то есть, как можно скорее, чтобы поверхность металла постоянно подвергалась воздействию свежего травильного раствора.

    При травлении аммиаком, если предположить, что все параметры остаются неизменными, скорость травления будет определяться в основном аммиаком (Nh4) в травителе.Следовательно, основная цель использования свежих растворов для взаимодействия с протравленной поверхностью состоит в том, чтобы удалить два из вновь образовавшихся ионов меди и подать необходимый для реакции аммиак (Nh4).

    В традиционных знаниях индустрии печатных схем, особенно поставщиков материалов для печатных схем, все они согласны с тем, что чем ниже содержание ионов одновалентной меди в аммиачном травильном растворе, тем выше скорость реакции.

    На самом деле, многие продукты аммиачного раствора для травления, содержащие лиганды, специфичные для ионов меди (некоторый сложный растворитель),
    его роль заключается в уменьшении иона меди (секретные технологические продукты с высокой реакционной способностью), видимые эффекты иона меди не малы .

    Цена на медь снижена с 5000 до 50 частей на миллион, а скорость травления увеличена более чем в два раза.

    Поскольку во время реакции травления образуется большое количество иона меди, а валентный ион меди всегда тесно связан с комплексообразующей группой аммиака, очень трудно поддерживать его содержание около нуля.

    Использование распыления может быть достигнуто за счет роли кислорода в атмосфере, преобразования меди с одной валентностью в медь с двумя валентностями и удаления меди с одной валентностью, что является необходимостью подачи воздуха в травильную камеру по функциональным причинам. .Однако, если воздуха слишком много, это ускорит потерю аммиака в растворе, снизит значение pH и снизит скорость травления.

    Также необходимо контролировать изменения количества раствора аммиака, некоторые пользователи будут использовать чистый аммиак в резервуаре для хранения травильной жидкости, но это должно быть с системой управления pH-метром, когда автоматический мониторинг pH ниже значения по умолчанию будет автоматически добавить раствор.

    В области химического травления (также известного как фотохимическое травление или PCH) исследования уже начались и достигли стадии проектирования конструкции травильной машины.Раствор, используемый в этом методе, представляет собой двухвалентное травление меди, а не аммиачное травление меди. Вероятно, он будет использоваться в индустрии печатных плат. В промышленности PCH типичная толщина протравленной медной фольги составляет от 5 до 10 мил (мил).

    В некоторых случаях толщина довольно большая. Его требования к параметрам травления часто более высокие, чем в индустрии печатных плат. Существует исследование, которое еще не было официально опубликовано промышленной системой PCM, и считается, что результаты будут освежающими.

    Благодаря сильной поддержке проектного фонда, исследователи имеют возможность изменить конструктивные идеи устройства для травления в долгосрочной перспективе и изучить последствия этих изменений.

    Например, по сравнению с коническим соплом, лучшая конструкция вентиляторного сопла, а распылительный коллектор (т.е. винт сопла трубы) также имеет угол установки заготовки в травильный резервуар с распылением 30 градусов, без такого изменения, коллектор установит сопло результат каждого угла впрыска форсунки фазы не согласуется.

    Соответствующие поверхности распыления второго набора форсунок немного отличаются от первого набора (что указывает на работу распылителя), так что эжектируемый раствор образует суперпозицию или перекрестное состояние.

    Теоретически, если форма раствора пересекается, сила струи детали будет уменьшена, и старый раствор на поверхности травления не будет эффективно удален, так что новый раствор вступит с ним в контакт.

    Это особенно верно на краю поверхности распыления, где сила струи намного меньше, чем у вертикальной струи.Исследование показало, что последний расчетный параметр составлял 65 фунтов на квадратный дюйм (4 + бар).

    Каждый процесс травления и каждое практическое решение имеют оптимальное давление струи. В настоящее время давление впрыска в травильной камере незначительно и составляет 30 фунтов на кв. Дюйм / 2 бар.

    Но есть принцип, при плотности травильного раствора (т. Е. Пропорции или выше Baume) более высокое давление впрыска должно быть выше. Конечно, это не единичный параметр. Другой важный параметр — относительная подвижность (или подвижность), которая контролирует скорость реакции в растворе.

    Проблема различных состояний травления

    Многие проблемы качества, связанные с травлением граней, сосредоточены в протравленной части верхней пластины, которая возникает из-за влияния коллоидного цемента, производимого травителем. Понимание этого важно, потому что коллоидные связи накапливаются на поверхности меди.

    С одной стороны, это влияет на реактивную силу; с другой стороны, предотвращается добавление свежего травильного раствора, чтобы снизить скорость травления.Из-за образования и накопления коллоидного отверждаемого материала, степень травления подложки на следующем графике отличается,
    сначала входит в подложку из-за того, что накопление еще не сформировалось, скорость травления, легко полностью травиться или вызвано коррозией,
    а затем в подложку был сформирован из-за накопления и замедления скорости травления.

    Техническое обслуживание травильного оборудования

    Ключевым фактором при обслуживании травильного оборудования является обеспечение высокой чистоты и отсутствия препятствий для сопла, чтобы сопло можно было выдвигать плавно.Засорение или образование шлаков вызовут давление на струю и удар по поверхности плиты. Сопло загрязнено, это приведет к неравномерному травлению и повреждению интегральной платы.
    Процесс этичинга очень важен при производстве печатных плат HDI.

    Очевидно, техническое обслуживание оборудования заключается в замене поврежденных и изношенных деталей. Из-за проблемы износа форсунки, форсунку следует включить в замену. Кроме того, более важной проблемой является очистка травильной машины от шлака,

    , потому что во многих случаях чрезмерное накопление шлака влияет на химический баланс травильного раствора.Точно так же, если существует химический дисбаланс в травильном растворе, ситуация зашлакованности будет более серьезной. Когда в травильной жидкости внезапно появляется много шлаков, это обычно является сигналом о том, что баланс раствора нарушен. В это время следует использовать более сильную соляную кислоту для надлежащей очистки или добавить раствор.

    Кроме того, из остаточной пленки также образуется шлак. Небольшое количество остаточной пленки растворяется в травильном растворе с образованием осадка соли меди.Это означает, что передняя часть мембраны не завершена, плохая мембрана часто является результатом совместной работы края мембраны и гальваники.

    Проблемы, требующие внимания в процессе травления

    Уменьшение боковой коррозии и выступов, а также увеличение коэффициента травления

    Боковая эрозия приведет к крутым краям. Как правило, чем дольше печатная плата находится в растворе для травления, тем серьезнее травление стороны.
    Боковое травление серьезно повлияет на точность печатной разводки, а серьезное боковое травление не позволит изготовить тонкие провода.Когда края и края опускаются, коэффициент травления увеличивается, а высокий коэффициент травления указывает на способность удерживать тонкие проволоки так, чтобы протравленные выводы были близки к исходному размеру.

    Будь то оловянно-свинцовый сплав, олово, оловянно-никелевый сплав или травитель для никелирования, избыток свинца приведет к короткому замыканию свинца. Поскольку край легко оторвать, между двумя точками провода образуется электрическое разделение.


    Есть много факторов, влияющих на боковую коррозию, и каковы некоторые из следующих ?:

    Метод травления:

    Пропитка и травление пузырями вызовут боковую эрозию больших, малых брызг и травление с боковым травлением распылением, особенно при лучшем травлении распылением.

    Виды травильных растворов:

    Различные жидкости для травления имеют разный химический состав, разную скорость травления и разный коэффициент травления.

    Например: коэффициент травления кислотным раствором хлорида меди обычно равен 3, а коэффициент травления щелочным хлоридом меди может достигать 4.

    Скорость травления:

    Медленное травление вызовет сильную боковую коррозию. Качество травления во многом зависит от скорости травления.Чем выше скорость травления, тем короче время, в течение которого подложка остается в процессе травления, тем меньше будет степень травления, и вытравленные узоры будут более четкими и упорядоченными.

    PH раствора травления:

    Когда pH щелочного травильного раствора выше, боковое травление увеличивается. Чтобы уменьшить боковую коррозию, обычно следует поддерживать pH ниже 8,5.

    Плотность травильного раствора:

    Низкая плотность щелочного раствора для травления увеличивает боковую коррозию, а выбор раствора для травления с высокой концентрацией меди очень полезен для уменьшения боковой коррозии.

    Толщина медной фольги:

    Чтобы добиться минимального травления при травлении тонкой проволоки, лучше всего использовать (сверх) тонкую медную фольгу. Причем, чем тоньше проволока, тем тоньше медная фольга. Поскольку чем тоньше медная фольга, тем короче она будет в травильном растворе и тем меньше будет коррозия.

    Повышение постоянства скорости травления между подложкой и подложкой

    При непрерывном травлении пластины, чем выше постоянство скорости травления, тем более равномерное травление может быть достигнуто.Чтобы достичь этого требования, травильный раствор должен всегда поддерживаться в оптимальном состоянии травления на протяжении всего процесса травления. Необходимо выбрать легкую регенерацию и компенсацию, а также скорость травления и легкий контроль раствора для травления, и выбор может обеспечить постоянные рабочие условия и может обрабатывать процесс и оборудование для автоматического управления параметрами раствора, контролируя количество растворенной меди, pH, концентрация, температура и равномерность потока раствора распылительной системы (или сопла.Даже поворот сопла) для достижения скорости травления.

    Повышение однородности скорости травления на поверхности подложки

    Равномерность травления на верхней и нижней сторонах подложки, а также на поверхности пластины зависит от равномерности потока травителя.

    В процессе травления скорость травления верхней и нижней поверхностей часто бывает непостоянной. Вообще говоря, скорость травления нижней панели будет выше, чем верхней панели.Из-за скопления раствора на верхней пластине реакция травления снижается, но неравномерное травление верхней и нижней пластин можно решить, регулируя давление распыления верхнего и нижнего сопел.

    Распространенная проблема травления состоит в том, что трудно протравить все платы одновременно.
    Поскольку края подложки протравливаются быстрее, чем центр, трудно сделать все травление чистым одновременно.

    Система распыления используется для раскачивания форсунки и распыления, что является эффективным решением.Для дальнейшего улучшения равномерность травления всей панели может быть достигнута путем изменения давления распыления в центре и на краю пластины и путем периодического травления передней и задней части пластины.

    Повышение безопасности при обращении и коррозионной стойкости медной фольги и ламинатов

    В травильной пластине (например: когда внутренняя пластина многослойной доски), подложка легко наматывается на ролик и передачу колеса из-за отходов, поэтому оборудование должно быть в травильной пластине, может гарантировать гладкую и надежную обработку тонких ламинатов .В настоящее время многие производители оборудования используют травильные машины или зубчатые колеса, чтобы предотвратить дополнительную намотку, но это лучший метод дополнительной поворотной линии с покрытием из тетрафторэтилена в качестве опорного листа во время передачи.

    Для травления тонкой медной фольги (например, 1/2 или 1/4 унции) медные поверхности должны быть защищены от царапин или царапин. Иногда сильные вибрации могут повредить медную фольгу.

    Загрязнение воды медью — обычная проблема при производстве печатных схем, и использование раствора для травления на основе аммиака является более важным.Из-за сложной меди и аммиака, нелегко с помощью метода ионного обмена и удаления щелочного осаждения. Следовательно, использование жидкости, не содержащей меди, для ополаскивания платы (второй метод распыления) может значительно снизить количество выбросов меди. Затем воздушный нож используется для удаления излишков воды с пластины перед ополаскиванием водой, тем самым уменьшая нагрузку на ополаскиватель воды при травлении меди.

    В автоматической системе травления концентрация меди контролируется повторением.В процессе травления печатной платы, когда медь была растворена, когда коэффициент растворения повышается до более чем определенного значения, система автоматически заполняет водный раствор хлоридом аммония и аммиаком, пропорция корректировки до соответствующего объема. Общий вес следует контролировать на уровне 18 ~ 240Be.

    Влияние pH раствора

    Значение pH раствора для травления должно быть в пределах 8,0 ~ 8,8. Если pH упадет ниже 8, это повредит металлическому резисту.

    С другой стороны, раствор для травления меди не может быть полностью комплексным синтезом ионов меди, раствор, образующий грязь, оседающий на дне канавки, и осадки в нагревателе, покрытые коркой, могут повредить нагреватель, заставят насос и сопло заблокировано, что затрудняет травление. Если pH раствора слишком высок, аммиак в травителе становится перенасыщенным, и свободный аммиак выбрасывается в атмосферу, вызывая загрязнение окружающей среды. Кроме того, увеличивается pH раствора и степень бокового травления, что, в свою очередь, влияет на точность травления.

    Влияние содержания хлорида аммония

    Можно увидеть химическую реакцию регенерации травлением: = Cu (Nh4) 2, 1+ требуется регенерация имеется избыток Nh4 и Nh5CL. Если раствор из-за недостатка Nh5CL и делает много Cu (Nh4) 2, 1+ без регенерации, скорость травления будет снижена, а также потеря способности травления. Следовательно, содержание хлорида аммония имеет большое влияние на скорость травления. По мере протравливания хлорид аммония должен постоянно пополняться.Однако чрезмерное содержание ХЛ в растворе вызывает эрозию слоя резиста. Как правило, содержание Nh5CL в травильном растворе должно составлять около 150 г / л.

    Влияние температуры

    Скорость травления и температура имеют большую взаимосвязь, скорость травления может быть увеличена с повышением температуры, температура травления ниже 40 ° C, скорость травления и скорость травления будут очень низкими, слишком низкая скорость увеличит количество боковое травление, качество травления.

    Когда температура выше 60 градусов, скорость травления, очевидно, возрастет, но улетучивание Nh4 значительно возрастет, что приведет к загрязнению окружающей среды и нарушит пропорции химического состава травильного раствора. Таким образом, обычно следует контролировать 45 градусов ~ 55 градусов уместно.

    Регулировка травильной жидкости

    Регулировка автоматическая

    При травлении содержание меди в травильной жидкости непрерывно увеличивается, а удельный вес также постепенно увеличивается.Когда концентрация меди в травильном растворе достигает определенной высоты, ее следует вовремя корректировать. В оборудовании автоматического регулирования для регулирования удельного веса травильного раствора используется регулятор удельного веса. Когда удельный вес увеличивается, раствор автоматически выгружается, и добавляется новый раствор присадки, чтобы довести долю травильной жидкости до допустимого диапазона. Раствор для наполнения должен быть приготовлен заранее и добавлен в бочку, чтобы уровень жидкости в баке можно было поддерживать на определенной высоте.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *