Ускорение травления меди на печатных платах

[Дифференциатор]

Всем привет. 

Занимаюсь изготовлением печатных плат в малых промышленных объемах (единицы-десятки квадратных метров).

По сей день травил раствором в ванне:

вода - дистиллят 45 литров

серная кислота ХЧ - 4 литра

перекись водорода (30-37%) - 2 литра на новую ванну + по литру на каждые 2-3 квадратных метра плат.

Температура травления 50°С, барботаж.

По сей день пользовался самой тонкой медью (12 мкм). Свежая ванна травит около 15 мин, по мере накопления сульфата меди - до 40 мин. Медленно, зато по отходам практически чистый сульфат меди (пока коплю в сухом остатке).

С недавних пор решил перейти на медь 35 мкм, получилась засада. По свежаку травит около 40 мин, а по мере накопления будет травить до 2-х часов. За раз травится по 6-12 закладок, получается, что рабочий день придется удлинить до 12-24 часов, а ой как не хочется.

 

Знаю, что сульфат железа ускоряет процесс, химизм точно не знаю, ион железяки работает коняшкой в процессе. Попробовал в мелких масштабах. Пробовал разные концентрации от 0,1 г/л до 16г/л. При увеличении концентрации процесс ускорялся. Так при июльской комнатной температуре без добавки 12 мкм снимается за 45 мин, при 8 г/л за 20-22 мин. Собственно ускорение в два раза имеется. В принципе можно на 50 литров ванну добавить полкило сульфата. Не знаю пока как быстро будет разлагаться перекись в таком компоте, но надо пробовать.

 

Теперь собственно вопрос. Есть ли варианты ускорить больше? Есть догадка, что сульфат аммония может еще больше ускорить, ибо раньше травил персульфатом аммония, дело доходило до 3 минут на 12 мкм меди, однако персульфат дороговато и только импорт, в отличии от перекиси и серки.

Вопрос второй. Как это все утилизировать? Прочитал, что можно электролизом. Медь осаживается на катоде, на аноде ползет кислород (подобрать электроды не смог в свое время. Свинец, титан, нержа загрязняют раствор). Плюс после некоторого времени электролиза концентрация серки растет сильно, а пользовать ее повторно для травления пока не решался. Правда, если электролизить с очень нержавеющими электродами, судя по цвету, загрязнение в сновном идет за счет железа, хотя на данный момент это плюс.

Есть у кого какие идеи?

ПС. Пробовал еще к раствору добавлять азотки, она вобщем тоже травит медь хорошо, но в более концентрированном виде и с выхлопом. Выхлоп, впрочем можно окислить назад до заотки перекисью, однако 4г/л в исходный раствор ничего по скорости не добавил, а по ощущениям даже убавил...

Изменено 15 Июля, 2023 в 08:39 пользователем Дифференциатор

[бродяга_]

15.07.2023 в 11:37, Дифференциатор сказал:

(подобрать электроды не смог в свое время.

анод платиновый или титан платинированный, остальное нестабильно работает.

[Дифференциатор]

Пробовал китайский платинированый титан. Как и все китайское, растворился.. Покупать два платинированых анода 300*500мм в РФ около мильона. Может есть дешевле, не нашел. За мульон какбэ даже тонна купороса не окупиться... А так да, мысль дельная.. Других вариков по нормальному электролизу, думаю и нет

[бродяга_]

15.07.2023 в 12:35, Дифференциатор сказал:

Покупать два платинированых анода

изготавливал сам. не с первого раза получилось гуд. зато работает стабильно.

с твоим объемом меди пяти грамм хватит с запасом.  по трешке на авито есть.

но можешь и дальше заниматься онанизмом.

[Дифференциатор]

А это как сделать платинированый титан? Есть способ без вакуумной ионной инфузии при 2600°С? Что-то наколенное

[бродяга_]

покрытие слишком тонкое. надо слиток отбить молотком до толщины фольги и  уже фольгу закрепить на титане.

потратившись на платину, сэкономишь на серняге.

[Вадим Вергун]

А что мешает просто влить больше перекиси? 

[бродяга_]

15.07.2023 в 18:28, Вадим Вергун сказал:

А что мешает просто влить больше перекиси? 

без подкисления перекись работать не будет.

[Дифференциатор]

Где-то читал оптимальные параметры раствора, там было написано перекиси 4-8%, но это если по веществу, то на готовую ванну литров 5-10 надо. 10 литров перекиси сейчас стоит 2600 руб. До СВО было 900. При температуре выше 50°С перекись начинает быстро разлагаться, поэтому 50°С максимум для скорости. Промежутки между травлением от недели до 3-х месяцев. Получается, что добавка перекиси в раствор условно одноразовая (успевает разложиться за длительный перерыв). Тратить 10 литров на один заход - больно дорого, да и не к чему. При добавке более 2-х литров одновременно начинается сильное газообразование, мелкие пузырьки кислорода "сидят" на меди и не дают ей стравливаться, получается недотрав мелкими точками. Устал с этой проблемой биться, выход пока только один - вынимать платы из раствора 2-4 раза за время травления, ну и не борщить с перекисью.

Теперь вот решил усовершенствовать процесс сульфатом железа или еще чем, ну и обдумать как это утилизировать. Помимо электролиза, кстати говоря, вполне можно высаживать медь гвоздиками. Токма ее не принимают в таком виде на приемках. Плавить не варик, ну и окисляется порошковая медь больно быстро. Плавить с углем тем более не варик, как и в вакууме... Поэтому гвоздики как очень крайний вариант.

Подкислять перекись можно собственно практически любой кислотой. Можно даже подкислять такой, чтобы соли в осадок падали сразу и не загрязняли раствор (типа оксалатов), но там по скорости процесса непонятки, да и сульфат меди несколько прще потом реализовать как сырье, чем любую другую соль.

Изменено 15 Июля, 2023 в 17:16 пользователем Дифференциатор

[Дифференциатор]

Вчера травил платы с добавкой сульфата железа в количестве 4г/л. Первые 48 листов оттравились за 4 часа, вторые 48 листов за 5,5 часов. По началу скорость была явно выше, да и раствор свежее. Плотность 1080. Под конец травли уже 1100г/л. Собственно процесс ускорился почти вполтора раза. Из недостатков перекись стала разлагаться заметно быстрее. Добавлял 6 литров плотностью 1060 (примерно 16%, ей полгода уже) вместо обычных 4 литров. Но собственно за такое ускорение цена не так велика. В след. раз попробую травить при 10г/литр сульфата гвоздей. Из плюсов - возможно из-за ускорения разложения перекиси кислород меньше задерживается пузыриками на меди. Раньше были недотравы. Под пузыриками медь не травилась, получалось местами много брака.

С разделением решил не заморачиваться, ибо платинированый анод пока не могу найти, чтоб без фокусов с продажей, чистый платиновый окупится примерно через мильон лет. Пока буду так же концентрировать и сушить до сухого остатка. Для успокоения души попробую протравить с сульфатом аммония вместо железа.