Гальваническое меднение

Этапы гальванического меднения

В прошлой статье мы покрыли нашу плату слоем химической меди. Так как у меня не было времени для дальнейшего изготовления платы, я просто положил высушенную плату между двумя листами на хранение.

Если у вас есть время, то лучше конечно сразу после химического меднения заняться гальваникой платы, если времени нет, то сделайте так же как я. Хранить плату в таком состоянии можно сколь угодно долго с одним условием, помещение должно быть сухим.

После химического меднения плату нужно покрыть слоем гальванической меди, так как толщины слоя химической меди не достаточно для изготовления качественной печатной платы. О данном процессе нанесения меди на плату, пойдет речь в этой статье.

Предварительная затяжка

Этот этап нужно делать только при изготовлении платы по технологии металлорезиста. Для технологии тентования, данный процесс пропускается и плата покрывается медью полностью без предварительных подготовок.

Для чего нужна предварительная затяжка

Итак, для чего нужен этап предварительной затяжки медью при использовании метода металлорезиста?

1. Наращивание гальванической меди идет по рисунку, который был сделан с помощью фоторезиста. После нанесения, засветки, проявки фоторезиста, в порах химической меди (это в том случае, если мы не сделаем предварительную затяжку медью, а нанесем фоторезист прямо на химическую медь) может остаться не смытый слой фоторезиста, который приведет к плохой адгезии наращенной гальванической меди к слою химической меди.

Плата после основной гальваники в таком исполнении, будет шелушится. Пример шелушения можно посмотреть в этой статье на фото.

2. Плату после проявки фоторезиста, нужно немного протравить в растворе травителя, в данном случае в персульфате аммония + серная кислота. Это нужно для того, что бы на 100% избавится от фоторезиста.

Если не будет сделан этап предварительной затяжки (фоторезист нанесен на химическую медь), то после опускания платы в травитель, химическая медь моментально стравится из отверстий, что приведет к полному отсутствию металлизации в нашей печатной плате, а нам это не нужно.

Какой ток выставлять

Расчет тока для предварительной затяжки.

Для осаждения гальванической меди, как правило применяют плотность тока 2А/дм2 (плотность тока зависит от применяемого электролита и у вас она может отличаться от указанной, имейте в виду). Для того чтобы рассчитать нужную величину тока для нашей платы, нужно знать её площадь. Важно понимать, что нужно считать не площадь платы, а площадь всей заготовки.

Измеряем длину и ширину всей заготовки, у меня получилось 16 х 13 см. Фото замеров у меня нет, прошу поверить на слово.

Посчитаем площадь меди данной заготовки, 16 * 13 = 208 см2. Так как у нас две стороны у платы, то общая площадь меди равна 208 * 2 = 416 см2 или 4.16 дм2. Теперь осталось умножить общую площадь, на плотность тока, 4.16 * 2 = 8.36 ампер. В итоге этот ток нужно выставить на источнике, он будет соответствовать плотности тока 2А/дм2 для наших размеров платы.

Меднение печатной платы

Приступим собственно к самому процессу предварительной затяжки.

Напомню, если после химического меднения перед гальваникой, не было пауз, то плату достаем из раствора декапирования (аккуратно, чтобы штаны не были дырявые потом) и переносим ее в ванну для гальваники без промывки в воде.

Если была пауза, то делаем так. Опускаем плату в горячий раствор обезжиривания буквально на 5 минут. После промываем плату в горячей и холодной воде. Затем опускаем ее в раствор декапирвания на 1 минуту и только после этого (без промывки в воде) опускаем в ванну с гальваникой.

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

1. Устанавливаем на источнике необходимый ток, 8.38 ампера в данном случае, погружаем плату в ванну и держим ее там ровно 10 минут. За это время на поверхности платы нарастет слой меди порядка 3..5 мкм, которого достаточно для следующего этапа в изготовлении.

Как сделать такую ванну и электролит для гальваники медью, читайте в этой статье.

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

Фото этого процесса.

2. После 10 минут гальваники, вынимаем плату из ванны, промываем ее в воде, затем декапируем ее и промываем в воде.

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

Этап предварительно затяжки можно считать оконченным. После предварительной затяжки сразу можно судить о качестве металлизации отверстий.

Фото после гальваники.

Рисунок печатной платы

Далее формируем рисунок будущих дорожек печатной платы.

Нанесение фоторезиста

Клеим негативный фоторезист на печатную плату с обеих сторон. Затем готовим шаблоны для засветки, они должны быть позитивными. Это значит, что там где должны быть дорожки на будущей плате, эти места должны быть черными на фотошаблоне. На фото ниже это видно, не перепутайте.

Шаблоны для засветки печатной платы

Клеим шаблоны на глицерин и по очереди засвечиваем фоторезист с обоих сторон платы ультрафиолетовым источником. Время засветки я не оговариваю, у вас оно должно быть своим, за ранее подобранным.

Фото приклейки фоторезиста и шаблонов.

Проявка фоторезиста

После засветки проявляем плату в растворе кальцинированной соды или в растворе силикатного клея. Рецептура этих растворов предоставлена ниже, выбирайте любой из них:

А.
Кальцинированная сода 10 гр или чайная ложка
Дистиллированная вода - 1 литр

Б.
Силикатный клей - 6 чайных ложек
Дистиллированная вода - 1 литр

Готовим три емкости с растворами. Проявитель фоторезиста, травитель - персульфат аммония с серкой, раствор декапирования.

Состав травителя.

Персульфат аммония - 250 гр
Аккумуляторный электролит - 50 мл
Вода дистиллированная - 500 мл

Фото проявки фоторезиста.

Контроль качества смывки фоторезиста

После проявки фоторезиста, промываем плату в проточной 20 градусов воде.

Затем опускаем плату в раствор персульфата аммония с серкой на 20 секунд, не более!! Этот процесс нам покажет, до конца ли вы смыли фоторезист с поверхности меди или нет. Это буде видно по блестящим точкам или полигонам, там где блестит, значит там не смыли. Если эти проблески есть, то плату нужно будет до проявить в проявителе и повторить этап опускания в персульфат.

Если проблесков нет, значит все хорошо, отмыто нормально и можно приступать к следующему шагу изготовления.

Фото этапа.

Активация меди

Промываем плату в проточной воде, затем в растворе декапирования и на этом заканчиваем процедуру нанесения рисунка будущих дорожек на печатную плату.

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

Фото платы с нанесенным рисунком.

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

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Основная гальваника медью

Чтобы качественно сделать основную гальванику, нужно по новой рассчитать площадь поверхности меди. Как мы видим из фото, половина меди закрыта фоторезистом, половина открыта.

Как в этом случае рассчитать площадь открытой меди? Все просто, есть такая программа, называется gerbv, скачать ее можно по этой ссылке³⁶ с Яндекс диска.

Хочу обратить внимание, что скачать нужно именно этот дистрибутив и сделать все, как написано в инструкции, которая находится в архиве, иначе подсчет площади не будет работать. Также в архиве имеется файл pdf с инструкцией по работе.

Расчет площади проводников

Как посчитать площадь с помощью данной программы? Открываем программу, устанавливаем единицы измерения мм, импортируем один гербер, выделяем мышкой все проводники и программа нам показывает площадь этих проводников и ток для источника. Тоже самое делаем с гербером другой стороны платы. Ток для источника рассчитывается в программе из условия плотности тока 2А/дм2, что очень удобно в нашем случае, не придется пересчитывать его по полученной из программы площади проводников.

Если плотность тока для вашего электролита всё же другая (выше или ниже 2А/дм2), то имея площадь проводников, которую показывает программа, можно легко пересчитать ток для источника по методе, приведенной выше в статье.

Скриншоты измерения площади проводников в программе gerbv.

Как видно из скриншотов, а именно третьего и пятого, ток для первой стороны равен 0.88 ампера, для другой стороны ток равен 1.14 ампера. Сложив вместе, получаем суммарный ток 0.88 + 1.14 = 2.02 ампера.

Порядок выполнения операций по гальванике

1. Вынув плату из раствора декапирования, зажимаем ее в держатель и опускаем в ванну для гальваники. На источнике устанавливаем ток в 2 ампера, который только что получили из программы и выдерживаем плату в ванне ровно 1 час.

За это время, на проводниках осядет слой меди толщиной порядка 25 мкм.

Фото процесса основной гальваники.

2. Прошел 1 час, вынимаем плату из ванны, промываем ее в проточной воде.

Фото этапа.

3. Опускаем плату в раствор декапирования на 1 минуту, затем промываем ее в проточной воде.

Фото этапа.

Заключение

На этом можно считать гальванику завершенной и плата готова к следующему этапу изготовления, о котором я расскажу в следующей статье.

Ну и как всегда, всем удачных плат.

Статью написал: Admin Whoby.Ru