Травление меди в пероксидном растворе

[Прочнист]

Всем привет!

Очень озадачился следующим вопросом. Попытаюсь сформулировать.

Травлю печатные платы в растворе примерно 1% перекиси водорода (37%) и порядка 20% серной кислоты. Остальное вода. Исторически так сложилось, пробовал и хлорным железом и хлоридом меди и персульфатом аммония, остановился на пероксидном растворе. Ингридиенты особо не вонючие, отходом сернокислая медь, в канализацию почти ничего не сливаю. В общем плюсы существенные.

Почему такая концентрация, отвечу. Серную кислоту приливаю сразу на весь срок службы раствора (до момента начала кристаллизации купороса), перекись подливаю малыми дозами, по 0,5л на ванну 50л. Температура рабочая в ванне - 53-55° (фторопластовый ТЭН), барботаж. Травится конечно медленнее, чем в любом другом травителе, но плюсы для меня перевешивают минусы.

Заметил такую штуку. Если подлить, особливо в немного подсевший раствор, побольше перекиси (прбовал и 1 и 2 литра), оная начинает прилично разлагаться и пузырить, все бы ничего, но мелкие пузырьки не могут оторваться от меди и она в том месте не стравливается, что является проблемой, ибо КЗ между дорожками. Пока расстояние меду дорожками было около 0,8-1,0 мм - проблема эта не доставляла неудобств, но теперь стал делать платы с зазором до 0,3 мм, а там такие недотравы критичны. Пока борюсь вытаскиванием плат на воздух на несколько секунд, пузырьки лопаются и исчезают. Но это не удобно, можно промаргать и все такое. Держать в растворе низкую концентрацию перекиси, чтобы минимизировать количество пузырьков не вариант, скорость травления сильно падает.

А теперь вопросы.  Есть ли способ избавиться от пузырьков? Может ПАВ или смачиватель помогут? Пытался накладывать вибрации - без особых успехов, может мощность мала была.

Второй вопрос более теоретический. Персульфат аммония травит примерно в 4 раза быстрее пероксидного раствора. Хотя, мне кажется, что химизм в обоих случаях примерно одинаковый. Персульфат разлагается на сульфат аммония + перекись водорода, далее все как в пероксидном. Или очень ошибаюсь? Может там еще надсерная кислота имеет место быть?

Третий вопрос, который меня загнал в тупик сегодня. Травление погружением медленне струйного примерно в 3 раза, поэтому проводил такие опыты. Стравливал полоску меди погружением и следующую полоску тоже погружением, но постоянным перемешиванием раствора данной полоской. По теории, за счет движения жидкости и отсутствия обеднения раствора в прилегающем слое должно быть быстрее, но те тут то было. Булькал дважды, в обоих случаях процесс даже замедлялся! Вот этот опыт совсем не вяжется с теорией. 

[бродяга_]

12 минут назад, Прочнист сказал:

Может там еще надсерная кислота имеет место быть?

это то же что и серная с перекисью.

не уверен, но так думаю, добавка азотной кислоты улучшит травление.

только добавлять по очереди с перекисью. так же малыми порциями.

перекись по идее не должна выделятся пузырями, а до окислять оксид азота.

[Прочнист]

Тут конечно не хотелось бы отказываться от получения приемлемо чистого медного купороса. Он дальше используется для гальваники. А нитрат меди еще отделять потом надо, если вообще возможно.

Пузырьки образуются и липнут собаки мелкие!! 

[бродяга_]

24 минуты назад, Прочнист сказал:

А нитрат меди еще отделять потом надо, если вообще возможно.

оделять не надо. в гальванике эл. будет работать еще лучше.

[chemister2010]

На форуме есть конечно профессионалы-гальваники, я могу предложить только теоретические идеи.

У персульфата значительно выше потенциал, чем у перекиси, может это ускоряет травление. 

А если перемешивать смесь, может пузырьки оторвутся? Или добавить немного этанола для уменьшения поверхностного натяжения. 

[Леша гальваник]

Для электролитов меднения есть коммерческие "антипиттинговые" добавки, скорее всего, перекись их не разлагает. Ну и да, как грит Лукашенко, "патрахивание" /покачивание/перемешивание должно помочь.

Имхо, в случае струйной обработки сильно помогает механическое действие струи и смешанность раствора с воздухом.

 

З.Ы. Вроде где-то даже видео видел, серьезное китайское предприятие производит печатные платы, струйные линии-автоматы, а сбоку - маленькая ручная линия, стоит китаец и "патрахивает" подвеску в ванне. Не, не левак себе делает - срочные мелкосерийные заказы для вип-клиентов.

Изменено 29 Сентября, 2021 в 16:49 пользователем Леша гальваник

[Прочнист]

С перемешиванием есть сложности. Перемешиваю воздухом относительно равномерно по объему, при этом печатки висят в растворе и воздухом их уносит немного. Если стеклотекстолит тонкий (0,2 мм), то получается вообще попа, они как простыни на ветру, болтаются и всплывают. Есть мысль попробовать эжекторное перемешивание, однако боюсь, что такой пирог из плат и раствора в объеме перемешать равномерно будет проблематично. Плата или часть платы, где будет поток жидкости вытравится быстрее, а все остальное подзависнет. Эжектор напротив каждой не поставишь, да и крупные они по размеру (платы) - 300х500мм. Ну и основной проблемы это не решит. А вот на счет спирта я тоже думаю, что вариант. Попробуем для начала 25г/л или сколько нужно, чтобы эффект получился? Можно и больше - вопрос цены спирта. Удалить его не проблема. Выпариваю остатки раствора естественным способом.

А есть ли пути поднять потенциал перекиси? Или дичь говорю? Сорян заранее. Прогулял электрохимию в школе...

ПС. В гальванике с нитратами может быть и лучше, однако же при производстве печатных плат требуются параметры, которые нитратами могут быть испорчены. Там специальные добавки для увеличения адгезии, проводимости, пластичности и плотности покрытия. Рецептуры точные и требуется регулярная корректировка ванн, чтобы не уходить за параметры. Хрен его знает, тов. майор, как это все скажется на результате. Пойдут отказы электроники через полгода после производства из-за этих нитратов... ХЗ..ХЗ..

[Прочнист]

Перекись до электролита меднения точно не доживает. Купорос растворяется сухим после естественного выпаривания. Просто процессы разнесены годами перерывов...

[Леша гальваник]

4 минуты назад, Прочнист сказал:

Если стеклотекстолит тонкий (0,2 мм), то получается вообще попа, они как простыни на ветру, болтаются и всплывают.

Дык а снизу у них отверстия же есть?

[Vladimir 74]

Может УЗ Ваши пузырьки сбивать, да и травиться должно пошустрее? Раз Вы с электроникой работаете, то может уз-ванночка есть - на одной плате попробовать? Если подойдет, то можно и масштабировать. Какую-нибудь "ретону" в кислотостойкой обертке в основную ванну засунуть...