Травление Печатных Плат

**А.Воробьев** · 26.07.2005, 13:10

Как травить платы?

В непромышленных условиях в качестве травителя для плат наибольшее распространение получил раствор хлорного железа.

Эта соль в водном растворе окисляет медь:

FeCl3+Cu->FeCl2+CuCl,

а затем и образовавшийся хлорид одновалентной меди:

FеС13+СиСl->FеС12+СиС12.

В свою очередь хлорид двухвалентной меди взаимодействует с металлом:

CuCl2+Cu-2CuCl.

Концентрация используемого раствора 400 г/л, рабочая температура до 35 °С. Регенерации использованный раствор не поддается.

Травить можно и раствором персульфата аммония (200-250 г/л) с добавлением концентрированной серной кислоты (4-5 мл/л, кислоту лить в раствор, а не наоборот!):

(NH4)2S208+CU^(NH4)2S04+CUS04.

Наилучшие температуры этой реакции - до 50 °С. Для более полного использования реактива раствор надо подщелочить аммиаком и охладить до 5 С. При этом выпадаютв осадок кристаллы состава

CuS04 (NH4) 2S04 6Н20.

Распространен также раствор на основе хлорида двухвалентной меди СuСl2. Как уже сказано, эта соль тоже способна окислять медь. Получающийся хлорид одновалентной меди CuCl нерастворим в воде, поэтому в

(сноска - см выше *)

* Разумеется, в химической лаборатории можно регенерировать любой раствор, но расход средств и времени на такую регенерацию будет таков, что дешевле и проще приготовить свежие растворы.

В раствор добавляют, например, хлорид аммония в количестве 145-150 г/л или хлорид натрия (160-165 г/л), с которыми CuCl образует хорошо растворимые соли с не очень устойчивым комплексным анионом [CuCl2].
Исходная концентрация CuCl2 100-150 г/л, рабочая температура 45-50 С. Существенно, что 100 граммам CuCl2 эквивалентна смесь 185 г медного купороса СuS04-5Н2О и 85 г поваренной соли. Эти компоненты (не забудьте про хлорид меди для образования комплекса!) растворяют в горячей (около 80 С) воде. Сразу после остывания раствор готов к применению.

Медно-хлоридный раствор обладает еще и, тем преимуществом, что его можно регенерировать. Для этого 1/7 часть отработанного раствора сливают, оставшуюся часть подкисляют концентрированной соляной кислотой (20-25 мл/л), добавляют разбавленный 1:6 пергидроль* (110-115 мл/л) и перемешивают раствор воздухом (например, с помощью микрокомпрессора) 20-30 минут. При этом происходит реакция:

2CuCl+H202+2HCl-2CuCl2+2H20.

В заводских условиях применяют смесь соляной кислоты и 30 %-ного пероксида водорода в соотношении 1:3. После использования этот раствор практически не отличается по составу от отработанного медно-хлоридного. Однако дома копировать этот процесс не советуем. Такая смесь очень опасна в обращении - при попадании ее на открытые участки тела неизбежен ожог, поэтому с раствором такого состава работать можно только в очках и резиновых перчатках, под вытяжкой. В домашней лаборатории намного безопаснее смесь концентрированной соляной кислоты, пергидроля и воды в соотношении 1:1:3. Сначала растворяют в воде пероксид, затем кислоту.

Известен и такой рецепт: в 1 л холодной воды - растворяют 20-25 таблеток гидропирита (твердое соединение пероксида водорода с мочевиной состава (NH2)2CO-H202), затем осторожно добавляют 100 мл концентрированной серной кислоты. Растворы такого рода - самые <быстрые>.

Для сведения: в промышленном производстве печатных плат чаще всего применяют: щелочной раствор солей меди, содержащий 65-110 г/л хлорида меди (II), 100-150 г/л хлорида аммония, 20-30 г/л карбоната аммония, 400-500 мл/л 25 %-ного раствор аммиака. Температура при травлении 45-50 С. Реакция в этом случае такова:

Сu(NН3)4Cl2+Cu->2Cu(NH3)2CL

Отработанный раствор легко регенерируется при продувании в него воздуха:

(сноска см выше * )

* Пергидроль - это 30 %-ный раствор пероксида
водорода.

4Cu(NH3)2Cl+02+4NH4Cl+4NH40H -> 4Cu(NH3)4Cl2+6H20.

Вместо аммиачного медно-хлоридного раствора иногда применяют аммиачный медносульфатный раствор следующего состава:
медный купорос 170-190 г/л,
сульфат аммония 150-170 г/л,
водный аммиак 400-500 мл/л.
Рабочая температура также 45-50 С, но травление меди в этом случае протекает медленнее.

Несколько слов о реактивах. Раствор хлорного железа можно получить, например, так: 10 %-ной соляной кислотой заливают в открытом сосуде железные опилки (1 объем на 25 объемов кислоты) и оставляют на несколько дней (осторожно, при этом выделяется взрывоопасный водород!). Когда раствор приобретёт желто-бурый цвет, он готов к работе. Остальные вещества придется покупать, доставать - словом, кустарным способом их не синтезируешь.

Персульфат аммония входит в состав фотографического ослабителя, поэтому его иногда можно купить в фотомагазинах. Медный купорос бывает в магазинах для садоводов, пероксид водорода - в аптеках, хлорид натрия - в продовольственных магазинах.

Советуем принять во внимание и то, что при промывке плат после их травления хлоридом железа (III) остатки раствора легко гидролизуются с образованием труднорастворимых основных солей. Кроме того, материал основы способен адсорбировать ионы Fе3+, что может ухудшать его изолирующие свойства. А вот растворы на основе солей меди смываются без осложнений. Hе проливайте раствор FeCI3: очень нелегко удалить его яркие ржавые пятна с одежды, стен и эмалевого покрытия ванны.