Радиолюбительские технологии, схемы, хобби, проекты, разработки

Химическая металлизация печатной платы


Комментарии: 0Просмотров: 896

Как металлизировать отверстия

Чтобы изготовить качественную печатную плату, нужно поэтапно выполнять данную процедуру, не отклоняясь от этой карты, внося какие то свои дополнения и изменения.

Стоит только упустить какой то момент, не значимый на первый взгляд, то в результате на выходе мы получим совсем не то что изначально ожидалось. Так что прошу вас придерживаться данной технологии металлизации и не добавлять чего то своего, по крайней мере на ответственных проектах. Тренироваться и обкатывать технологию химической металлизации (со своими внесенными изменениями) все же лучше на каких то макетных платах и не важных поделках.

Способы изготовления печатной платы

Постепенно мы подобрались к главному этапу в металлизации отверстий, это активация диэлектрика и химическое меднение нашей платы (химическая металлизация). Здесь главное не торопиться и делать все последовательно, иначе плата (отверстия) могут покрыться медью не полностью и получится брак, нас такой вариант не устраивает.

Заготовка текстолита с просверленными отверстиями у нас готова, как мы ее сделали, можно посмотреть в этой статье.

Дальше, плату можно сделать двумя различными способами. Первый - это тентование, второй - это металлорезист. Собственно по второму варианту (методом металлорезиста) мы и будем делать дальше плату.

Суть технологии металлорезиста заключается в том, что вместо фоторезиста при травлении платы, роль защитного слоя играет не фоторезист, а слой олова. Этот слой олова можно нанести на плату двумя способами.

Первый - это гальваническое осаждение олова в специальной ванне с электролитом, где аноды сделаны из олова, а катодом является сама плата.

Второй - это химическое осаждение олова. Плату погружаем в специальный раствор химического лужения и она покрывается тонким слоем олова без применения дополнительных операций и приспособлений.

Подготовка печатной платы перед активацией

Так как слой химически осаженного олова получается очень тонкий, то он способен устоять в травителе меди примерно около 30 минут. Чтобы избежать проблем с подтравом медных дорожек на следующих этапах изготовления платы, нужно стравить с заготовки слой меди примерно до 5 мкм уже на этом этапе.

Как это сделать? Берем маленькую пластину, от о того же куска, от которого отрезали нашу заготовку печатной платы. Кидаем ее в раствор травителя меди, в данном случае используется концентрированная азотная кислота разбавленная водой 1 : 1. В принципе можно использовать любой, какой есть, не обязательно азотку, но применение другого травителя, может существенно повлиять на время травления, которого и так мало, выбор за вами.

Состав травителя.

HNO3 (конц) - 500 мл
Дистиллированная вода - 500 мл

Как только опустили заготовку в травитель, засекаем время. Прошло 9 минут, на тестовом кусочке текстолита появились проплешины. Это означает, что при нахождении платки в растворе около 9 минут, медь стравливается почти полностью.

Хочу отметить еще, что данную процедуру нужно выполнять каждый раз при изготовлении новой платы. Время будет отличаться даже при использовании того же текстолита и того же травителя. Причина в том, что травитель истощается от травления предыдущей платы и время теста будет другим, не пренебрегаете этим.

Не забываем навести мышкой на изображение, чтобы прочитать описание к нему, также кликнуть по изображению для его увеличения.

Фото процедуры измерения времени травления.

Далее, от этих 9 минут (внимание, у вас будет свое время!) отнимаем 30% времени. Это нужно для того, чтобы оставить слой меди толщиной примерно 5 мкм и на другие непредвиденные обстоятельства (например нагрев раствора травления и быстрое стравливание меди из за этого).

Для этого переводим минуты в секунды 9*60 = 540 сек. Находим 30% от 540 сек, 30*540/100 = 162 сек.

Теперь отнимаем эти 162 секунды от общего времени. 540 - 162 = 378 сек.

Переводим секунды в минуты и получаем 378/60 = 6,3. Получилось 6 минут с остатком 0.3, чтобы перевести его в секунды, нужно 0.3 умножить на 60, получаем 0.3*60 = 18 сек. Сложив, минуты с полученными секундами, получим 6 минут 18 сек.

Если не охота парится с расчетами, то в сети есть много онлайн калькуляторов по переводу секунд в минуты (достаточно набрать в поисковике фразу "перевести секунды в минуты"), можно рассчитать там или не рассчитывать, а просто измерять время в секундах, то есть 378 секунд.

В итоге мы получили время, которое необходимо для нахождения нашей заготовки в травильном растворе.

Опускаем плату в раствор травления и засекаем время 6 минут 18 сек или 378 секунд.

На первом фото указано, какие емкости с растворами необходимо подготовить для этого процесса:

Необходимые компоненты для данного процесса.

- Травитель в данном случае азотная кислота разбавленная 1:1
- Водопроводная вода
- Раствор декапирования (пропорции: аккумуляторный электролит 100 мл, вода 200 мл)
- Водопроводная вода

Как только истекло указанное время, быстро, без промедлений переносим плату воду, после промывки декапируем плату в растворе серной кислоты 30 сек и переносим в последнюю ванночку с водой.

Фото процедуры травления меди до толщины примерно 5 мкм.

Дальше плату нужно обезжирить в этом растворе. К сожалению фото этого процесса у меня нет, но в статье с рецептом раствора обезжиривания, есть все необходимое для понимания этого процесса.

Обезжирили плату, затем ее нужно промыть в проточной горячей воде около 1 минуты, затем в проточной холодной воде 1 минуту.

Активация печатной платы

1. Чтобы не убить палладиевый активатор водой, которая находится на поверхности платы и в отверстиях, плату опускают в раствор предактиватора, который перенасыщен солью NaCL.

Опускаем плату в раствор предактиватора на 1 минуту. Плату нужно постоянно двигать в растворе, это нужно для того, чтобы все отверстия наполнились раствором.

Состав раствора предактиватора:

NaCL (можно использовать пищевую соль "Экстра") - 220 грамм.
Дистиллированная вода - до объема 1 литр

Берем 220 грамм соли, насыпаем ее в 1 литровую емкость и заливаем туда воду до вверху. Примечание, соль может до конца не раствориться, так и должно быть. Не растворившийся осадок соли из раствора предактиватора извлекать не нужно.

2. После раствора предактиватора, не промывая плату в воде (важно!!!), опускаем ее в раствор палладиевого активатора на 3 минуты. Плату нужно постоянно двигать в растворе, держа ее пластмассовым пинцетом. Это нужно для того, чтобы все отверстия надежно пропитались активатором. Как сделать такой активатор, подробно описано в этой статье.

3. Вынимаем плату из активатора, держим плату над ванночкой и даем стечь основной массе активатора. Затем промываем плату в проточной 20 градусов воде. Порядок такой, плату кладем в емкость и промываем в ней проточной водой, плата должны быть обязательно погружена в воду, а не просто обливаться ей из под крана (это тоже важный момент). В моем случае был использован большой таз с водой (что тоже допустимо), но воду в этом случае нужно менять всегда на чистую после каждой операции.

Поясню суть данной операции. Когда мы опускаем плату в воду, то хлорид олова, который присутствует в активаторе, при взаимодействии с водой гидролизуется и прилипает к поверхности платы и внутри отверстий в виде гидроокиси олова. Вместе с ним, прилипают и ионы палладия. В результате получается печатная плата, покрытая не растворимым в воде тонким слоем гидроокиси олова с включенными в него ионами палладия.

4. Дальше нам надо избавиться от гидроокиси олова и оставить на поверхности платы только ионы палладия. Для этого опускаем плату в раствор ускорителя на 1 минуту и постоянно двигаем плату в этом растворе.

Состав раствора ускорителя:

NaOH или KOH - 20 гр
Вода дистиллированная 1 литр

5. После раствора ускорителя промываем плату в проточной воде. После этого плата готова к процедуре химического меднения.

Фото процедуры активации.

Хочу отметить, что разделять процесс активации и процесс химического меднения нельзя. Эти два этапа должны быть сделаны за один раз, без паузы между процессами. Под паузой понимается время более 1 часа после активации.

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/aktivacija-himicheskoe-mednenie-pechatnoj-platy

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Химическое меднение печатной платы (химическая металлизация)

Как только активировали плату, ее необходимо покрыть слоем химического меднения. Для этого плату погружают в этот раствор химической металлизации.

По ссылке находится два рецепта химического меднения. Советую вам использовать по такой рецептуре (проверенный годами).

Рецепт раствора для химического меднения печатных плат.

CuS04*5H2O (медный купорос) - 15 гр.
NiCL2*6H2O (хлористый никель) - 2 гр.
NaOH (гидроокись натрия, едкий натр) - 15 гр.
Трилон Б - 30 гр.
K3[Fe(CN)6] (калий железосинеродистый, красная кровяная соль) - 0,01 гр. (разводим 1 гр. реактива в 100 мл. воды, затем берем шприцем 1 мл. этого раствора - это будет 0,01 гр.)
KNCS (калий роданистый) - 0,01 гр. (разводим 1 гр. реактива в 100 мл. воды, затем берем шприцем 1 мл. этого раствора - это будет 0,01 гр.)
Формалин 20 мл/л.
Дистиллированная вода - 1 л.

После приготовления раствора, отливаем нужное количество, например 200 мл и добавляем в него формалин из расчета по рецепту 20 мл/л. То есть на 200 мл раствора нужно будет добавить 4 мл формалина.

Хорошо перемешать и дать выстояться раствору с формалином хотя бы 20 минут (лучше это сделать заранее, еще на этапе, когда начали активировать плату, чтобы не ждать).

1. Погружаем промытую плату после активации в раствор химического меднения. Постоянно двигаем, переворачиваем плату в этом растворе. Признаком меднения является выделение пузырьков водорода на поверхности платы, чем больше пузырьков, тем активнее осаждается химическая медь.

Держать плату в растворе достаточно 30 минут, это при условии, что все сделано правильно (растворы рабочие, технология не нарушена).

2. Для контроля покрытия медью, можно вынуть плату из раствора и внимательно осмотреть торцы платы или если есть большие отверстия на плате, то в них тоже обязательно заглянуть. Должно быть видно, что медь осела, что говорит о удачной активации и рабочем растворе меднения. Если раствор меднения не слишком активный, то химическое меднение может продолжаться и белее 30 минут. Вынимайте периодически плату и контролируйте осаждение меди.

3. После меднения, плату нужно хорошо промыть в воде, затем декапировать в растворе серной кислоты.

- Раствор декапирования (пропорции: аккумуляторный электролит 100 мл, вода 200 мл)

Промыть в воде и если дальше нет времени заниматься платой, высушить и положить ее на хранение между листами бумаги. Если есть время, то сразу переходим к другому этапу (без сушки), но об этом в следующей статье.

Фото процесса химического меднения печатной платы.

Заключение

В заключении этой статьи хочу сказать, было бы желание, опыт и навыки дело наживное. Может что то не будет получаться первое время, но поверьте на слово, если займетесь этим, все у вас будет хорошо.

Продолжение изготовления данной печатной платы смотрите в этой статье.

Всем удачных плат. smile

Статью написал: Admin Whoby.Ru

Оставьте комментарий!

grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

Вы можете войти под своим логином или зарегистрироваться на сайте.

(обязательно)