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. 
Статью написал: Admin Whoby.Ru