Металлизация переходных отверстий в печатных платах ( часть 1, приготовление активатора)
Давно собирался описать процесс металлизации в подробностях, но все никак не мог завершить эксперименты с разными добавками в активатор (и их количеством), вылизывал все технологические шаги. Ну и какое-то время просто не мог окончательно определиться с тем, какой вариант описывать. После некоторых колебаний решил все-таки описывать вариант с добавкой жидкого мыла. Выбор на этот вариант пал по двум причинам: реактивы доступнее и после термолиза заготовка отмывается гораздо легче. Второй пункт особенно важен в этой технологии, поскольку городить вторую гальванику как-то не улыбалось (хотя «на коленке» я этот вариант отмывания продуктов пиролиза и попробовал). Из минусов — необходимость делать активацию быстро, но тут сложно сказать, минус это или плюс.
Итак.
Небольшой экскурс в теорию, историю и воздание должного людям, которые сделали этот метод доступным для любителей.
В основе этого метода лежит способность некоторых соединений меди разлагаться под действием тепла с выделением металлической меди. Этот метод появился в результате работ над беспалладиевыми технологиями металлизации начатых еще во времена бывшего СССР. После развала СССР работа не была остановлена и в начале 90-х группа химиков из Новосибирского Института химии твердого тела и механохимии возглавляемая Олегом Ивановичем Ломовским получила последний патент на эту технологию. Собственно говоря, тот метод, описание которого приведено ниже, это только адаптация технологии описанной в патенте.
Еще один человек, которому надо воздать должное — пользователь JIN с форума vrtp.ru. Именно он сделал доступным для широких масс чайников в химии, вроде меня, доступный способ получения базового раствора для активатора.
Ну а теперь, когда все нужные реверансы сделаны, перейду к, собственно, технологии.
ВНИМАНИЕ! ВСЕ РАБОТЫ ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ РАСТВОРА И ОБРАБОТКЕ ПЛАТЫ ВЫПОЛНЯЮТСЯ В ПЕРЧАТКАХ!
В процессе обработки в активаторе поверхности платы касаться категорически не рекомендуется, даже если руки в перчатках. Это уже забота о результате, а не о руках.
В составе активатора нет сильно ядовитых веществ, но, все же, он содержит соединения меди, большинство из которых, как минимум, не полезны для здоровья. Аммиак тоже на пользу здоровью не пойдет, так что активатор следует хранить в закрытой посуде, в месте недоступном для детей и домашних животных.
Для работы понадобятся следующие реактивы и приборы:
Реактивы:
1. Сульфат меди (ІІ) (он же медный купорос)
Нужен именно реактив, Ч (чистый) или ЧДА (чистый для анализа). Можно, конечно и ХЧ (химически чистый) или ОСЧ (особо чистый), но мне такой не попадался. Купорос, который продается в магазинах сад-огород может содержать неизвестное количество примесей.
2. Фосфорноватистокислый кальций (он же гипофосфит кальция, он же фосфинат кальция).
Тоже Ч или ЧДА (и, конечно же, ХЧ или ОСЧ).
3. Дистиллированная вода. Вполне подойдет та, что продается в автомагазинах.
4. Аммиачная вода 25% (она же нашатырный спирт, она же гидрат аммиака, она же гидроксид аммония).
Аптечный нашатырный спирт тоже подойдет, но его придется лить больше и скорректировать количество воды (сколько именно — я не считал, но, полагаю, с этой задачей из школьного курса химии справятся все).
5. Жидкое мыло. Подойдет любое, но по возможности стоит брать то, в котором поменьше всяких добавок (оно, обычно, еще и дешевле). Так же стоит отдавать предпочтение мылу с нейтральным pH, такое мыло, обычно усиленно подчеркивает этот факт на упаковке.
Инструменты и материалы:
1. Бытовые весы с разрешением хотя бы в 1 грамм (точнее, на самом деле и не нужно).
2. Две емкости в которых готовится раствор, стеклянные или пластиковые. Емкость первой где-то от литра и больше. Емкость второй — около полулитра.
3. Пластиковый судок с плотно закрывающейся крышкой. Это будет рабочая емкость в которой активатор хранится и в которой же обрабатываются платы.
4. Большая воронка для переливания жидкости, лучше пластиковая.
5. Несколько влажных салфеток для рук (если есть старые высохшие — это даже лучше). Крайне желательно подобрать такие, которые без каких-либо добавок. Салфетки перед использованием надо положить в теплое место и просушить. Эти салфетки будут использоваться для фильтрации. Поскольку осадка много, обычные бумажные салфетки не выдерживают. К тому же они впитывают слишком много жидкости и таким образом влияют на состав, что не желательно.
6. Большой шприц на 20 или (лучше) на 60мл.
ВНИМАНИЕ! Заключительные этапы приготовления раствора (начиная с шага 7) лучше проводить на открытом воздухе или под вытяжкой. Все-таки, аммиак изрядно вонюч. Приготовленный раствор воняет значительно меньше и им вполне можно пользоваться в помещении.
Раствор готовится так:
(Для тех, кто смотрел другие рецепты, уточню, что рецепт «удвоенный» по количеству компонентов, «одинарного» маловато для удобной работы.)
1. Наливаем 140мл дистиллированой воды в первую емкость:
Для ускорения следующего шага воду желательно подогреть в микроволновке градусов до 35-40.
2. Насыпаем 30 грамм купороса:
Затем тщательно перемешиваем до полного растворения в воде. Когда весь купорос растворится, получаем вот такую жидкость голубого цвета:
3. Насыпаем 22 грамма гипофосфита кальция:
И мешаем получившуюся смесь несколько минут. Раствор быстро становится белесым, это выделяется сульфат кальция (гипс), который не растворим в воде:
4. Во вторую емкость ставим воронку, в воронку кладем салфетки:
5. Акуратно сливаем жидкость из первой емкости в воронку. При этом нужно периодически взбалтывать осадок, что бы он не остался в первой емкости. Когда фильтрация закончена получаем вот такую картину:
6. Через осадок проливаем 100 мл воды. При этом осадок становится немного белее. Дожидаемся пока вся жидкость стечет, снимаем лейку и получаем раствор гипофосфита меди в воде:
7. Добавляем с помощью шприца 40мл аммиачной воды в раствор. Если шприц большой, то это можно сделать за один раз, с 20-кой прийдется сделать два захода. Выдавливать аммиачную воду в раствор удобнее всего опустив кончик шприца прямо в раствор, это позволяет избежать разбрызгивания. Если нужно делать два захода, то между заходами кончик шприца следует ополоснуть в дистиллированой воде. Раствор мгновенно густеет и в нем появляются белые хлопья:
Медленно помешиваем раствор до полного исчезновения хлопьев и превращения раствора в однородную жидкость темно-синего цвета:
Этот раствор уже воняет значительно меньше и продолжить процесс можно в помещении, при необходимости.
8. Добавляем в раствор 5-6 мл жидкого мыла:
9. Добавляем в раствор 8-10 грамм гипофосфита кальция:
Еще раз тщательно перемешиваем. Гипофосфит не растворяется полностью, но нерастворившийся осадок тоже нужен, он будет поддерживать концентрацию ионов гипофосфита в растворе по мере использования. Продолжая помешивать переливаем раствор в рабочую емкость. При этом нужно следить, что бы осадок полностью перелился вместе с остальным раствором. Активатор готов.
Активатор стабилен и может храниться долгое время. В процессе использования нужно следить за тем, что бы на дне все время был осадок гипофосфита кальция и при необходимости досыпать пару грамм. Если этого не делать, могут появляться неметаллизированные отверстия.
Читать Часть 2 ( гальваника)
Автор Sergiy Yevtushenko
Оригинал статьи на сайте http://we.easyelectronics.ru