Как приготовить раствор для травления печатных плат с перекиси водорода

Электроника

учебно-справочное пособие

Растворы для травления печатных плат

Рецепты травильных растворов

Наименование раствора	Состав	Количество	Технология приготовления	Достоинства	Недостатки
Перекись водорода + лимонная кислота	Перекись водорода (H2O2)	100 мл	В 3% растворе перекиси водорода растворить лимонную кислоту и поваренную соль	Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность	Не хранится
	Лимонная кислота (C6H8O7)	30 г
	Поваренная соль (NaCl)	5 г
Водный раствор хлорного железа	Вода (H2O)	300 мл	В теплой воде растворить хлорное железо	Достаточная скорость травления, повторное использование	Невысокая доступность хлорного железа
	Хлорное железо (FeCl3)	100 г
Перекись водорода + соляная кислота	Перекись водорода (H2O2)	200 мл	В 3% раствор перекиси водорода влить 10% соляную кислоту	Высокая скорость травления, повторное использование	Требуется высокая аккуратность
	Соляная кислота (HCl)	200 мл
Водный раствор медного купороса	Вода (H2O)	500 мл	В горячей воде (50-80°С) растворить поваренную соль, а затем медный купорос	Доступность компонентов	Ядовитость медного купороса и медленное травление, до 4 часов
	Медный купорос (CuSO4)	50 г
	Поваренная соль (NaCl)	100 г

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается. Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты

• 3%-ый раствор перекиси водорода 100 г.
• Лимонная кислота 80-100 г.
• Чайная ложка поваренной соли.

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим.

Рис. 1 — Перекись водорода и лимонная кислота

Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 г.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. Лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.

Смешаем все вместе, никакой опасной реакции не будет, далее хорошенько перемешиваем деревянной или пластмассовой палочкой до полного растворения твердых ингредиентов. Плата полностью травится максимально за 1,5 часа, а в итоге никаких вредных газов не выделяется, но советую травить на свежем воздухе, поскольку запах все-же есть. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см 2 .Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.

Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.

В 200 мл теплой воды (35-40°C) растворяют 150 грамм хлорного железа в порошке. Время травления зависит от концентрации раствора и его нагрева. Ускорить процес можно также добавлением в раствор хлорного железа 10-30% соляной кислоты.

Рис. 2 — Хлорное железо

Если нет хлорного железа в готовом виде (в порошке), то его можно приготовить самому. Для этого необходимо иметь 9%-ную соляную кислоту и мелкие железные опилки. На 25 объемных частей кислоты берут одну часть железных опилок. Опилки засыпают в открытый сосуд с кислотой и оставляют на несколько дней. По окончании реакции раствор становится светло-зеленого цвета, а через 5—6 дней окраска меняется на желто-бурую — раствор хлорного железа готов к применению.

Для приготовления хлорного железа можно использовать порошкообразный железный сурик. При этом на одну объемную часть концентрированной соляной кислоты требуется 1,5—2 части сурика. Компоненты смешивают в стеклянной посуде, добавляя сурик небольшими порциями. После прекращения химической реакции на дно выпадает осадок и раствор хлорного железа. Готов к применению

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.

Для форсированного травления (4-6 минут) используют следующий состав (в массовых частях):

• 38 процентная соляная кислота (плотность 1,19 г/см),
• 18-ти процентная (медицинская) перекись водорода (пергидроль).
  Сначала смешивают 40 частей воды и 40 частей перекиси водорода, затем добавляют 20 частей кислоты. Рисунок платы наносят кислостойкой краской типа НЦ-11.

Травильный раствор на основе медного купороса

Раствор нужно готовить в следующей последовательности:

• наливаете в ванночку горячую воду (250 мл, 80°C),
• насыпаете поваренную соль (две столовые ложки на стакан воды) и размешиваете до растворения,
• добавляете медный купорос (одна столовая ложка на стакан воды) и размешиваете до растворения.

Размешивать нужно неметаллическим предметом — пластмассовой или стеклянной палочкой.

Раствор приобретает темно-зеленую окраску. Готов к применению сразу после остывания (при термостойкой краске необязательно).

Раствора хватает для снятия 200 см 3 фольги. Время травления при комнатной температуре — 8-10 часов. Если рисунок печатной платы выполнен достаточно теплостойкой краской или лаком, температуру раствора можно довести примерно до 50°C, и тогда интенсивность травления увеличится.

Травление происходит в поваренной соли, а медный купорос выступает в качестве катализатора.

Заранее приготавливать сухую смесь медного купороса и поваренной соли не допускается: сначала нужно растворить один компонент, а потом другой.

Рис. 3 — Медный купорос

Травильный раствор на основе серной кислоты и перекиси водорода.

В стакане холодной воды растворяют 4-6 таблеток перекиси водорода и осторожно добавляют 15-25 мл концентрированной серной кислоты. Время травления платы в данном растворе примерно 1 час при комнатной температуре. Для нанесения рисунка печатной платы на фольгированный материал можно пользоваться клеем БФ-2.

Раствор хромового ангидрида.

В 1 литре горячей воды (60-70°C) растворяют 350 г хромового ангидрида и добавляют 50 г поваренной соли. После того как раствор остынет приступают к травлению. Время травления от 20 до 60 минут. Процесс можно ускорить, если добавить в раствор 50 г концентрированной серной кислоты.

Водный раствор азотной кислоты.

В зависимости от концентрации кислоты время травления может варьироваться от 2 минут до 1 часа.

Раствор персульфат натрия

Персульфат натрия (natriumpersulfat) — белый кристаллический порошок. В 0,5 литра теплой воды засыпают 250 грамм персульфата натрия и размешивают до полного растворения. Раствор готов к использованию. В процессе реакции замещения раствор желательно держать в нагретом состоянии (35-50°C).

Источники

Электроника © ЦДЮТТ • Марсель Арасланов • 2019

Источник

Травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой

Помню, в детстве, не простой задачей было сделать печатную плату. Плата разводилась на бумажке, потом сверлились отверстия, разводка перерисовывалась на фольгированный текстолит или гетинакс лаком, не закрашенные области фольги стравливались. И только потом лак счищался, а дорожки залуживались.

Самым сложным этапом было как раз травление печатной платы, так как нужно было найти хлорное железо. В радио кружке оно было, а вот дома приходилось травить медным купоросом. Причем не так легко было протравить плату: какие-то области были недотравлены, а какие-то дорожки подтравлены. Всему виной недостаток опыта и повторное использование раствора.

Как оказалось можно выполнить травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой и качество травления будет не хуже чем хлорным железом, а уж о том что хлорное железо или купорос не экологичные и всё пачкают и говорить не приходиться.

Ингредиенты для травления покупаются в любой аптеке без рецепта и продуктовом магазине, а стоят значительно дешевле чем хлорное железо.

• Перекись водорода 3% — 100мл, покупаю в обычной аптеке за 10 рублей;
• Лимонная кислота — 30 гр., есть почти в любом продуктовом магазине и стоит не сильно дороже перекиси:
• Поваренная соль — 5 гр., даже в продуктовый магазин не нужно идти, найдется в солонке.

В раствор воду можно не добавлять хватит той воды что находиться в перекиси.
Указанного количества хватает, чтобы стравить медную фольгу толщиной 35 мкм. на площади 100 кв. см.

Для лучшего травления стоит воспользоваться двумя контейнерами, чтобы один входил в другой. Во внутренний помещают все три ингредиента, а во внешний наливают горячую воду, чтобы раствор подогревался и травление шло быстрее.
Плату лучше располагать той стороной которую травят вниз, чтобы продукты травления могли спокойно удалятся на дно контейнера. Двустороннюю плату можно поставить на торец. Чтобы травление, шло более равномерно, можно аккуратно перемешивать раствор.

Обычно травление занимает около 10 минут.
После травления остатки кислоты на плате стоит нейтрализовать содой и промыть водой.

При такой стоимости ингредиентов особого смысла хранить готовый раствор – нету, да и травление свеженьким раствором идет намного веселее, чем старым.

Такое травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой можно спокойно применять и дома и в офисе, не нужно хранить вредные и дорогие реактивы. Все компоненты в свободном доступе.

18 thoughts on “ Травление плат перекисью водорода и лимонной кислотой ”

То, что хлорное железо экологически не чисто, да и вообще не чисто — знают все, кто пытался отмыть желтые руки или испорченную одежду. Но! Одно, но главное достоинство, что кроме меди ничего не травит, пока оставляет его на первом месте, а все попытки заменить, к кардинальным последствиям не приводят. Под хлорное железо, можно наносить рисунок даже перманентным маркером, под него выпускается специальный ультрафиолетовый лак для фотомонтажа, можно использовать гель для ногтей, причем без закрепления… А как поведет себя кислота с пероксидом? Но попробую, конечно, хотя не уверен в положительном результате. А нормального заменителя, действительно хочется.

» главное достоинство, что кроме меди ничего не травит» Да ладно! Несколько брызг на футболе привели через пару неделю к перфорации последней. Хотя сразу застрал. Эта срань убивает всё, до чего доберется.

В лимонной кислоте маркер тоже отлично работает. И никакой нейтрализации содой не требуется — вылейте в мойку и забудьте.

Температура ускоряет разрушение перекиси. Тише едешь — дальше будешь.

Попробовал, наконец-то, как и собирался. Что сказать, есть и плюсы и минусы, первых больше и они очевидны. В минусах: плата неуверенно держится на поверхности монтажным слоем вниз; дешевые, канцелярские маркеры не годятся; немного подтравливает под края рисунка, что делает неприемлемым для дорожек менее 0,3 мм; желателен постоянный контроль, хотя, довольно недолгий.
Для несложного, рисованного от руки, лаком монтажа — вполне приемлемо и удобно.
Несмотря на рекомендацию, соль с кислотой, лучше развести в небольшом количестве хорошо теплой воды, а потом добавлять перекись.

Пробовал данную методу, но после нескольких итераций остановился на такой, — дорожки рисую перманентным маркером, травлю раствором уксуса (разведенного до

15% хватает) и перекиси водорода в соотношении 1-к-1. Соль добавляется в качестве катализатора.

Спасибо, попробую и с уксусом. Жалко что столовый уксус только 9%.
А перманентный маркер какой-то особенный или обычный из канцтоваров?

Раствор — зверь. Жрёт конкретно, прямо здесь и сейчас, реально 10-15 минут и готово. Сначала использовал маркер обычный спирторастворимый — всё сожрало, подчистую 🙁
Затем взял вонький Paint Marker Munhwa. Сразу процесс наладился. Сожрало только то, что непокрашено. Теперь осталось только правильно наносить.

Я рисую плату в программе Fritzing, затем печатаю на лазерном принтере, перевожу на текстолит утюгом и травлю описанным в статье раствором. 100% результат!

Перешел на программу EasyEDA

И всё-таки. Маркер для рисования плат годится или нет?

можно лаком для ногтей тоже подойдет

Для равномерного травления и немедленного осаждения продуктов травления применяю вибромоторчик из мобильного, прикрепленным на кусочек пенопласта. Питание — таблетка CR2016-32, на 3В. Плата травится в разы быстрее, равномерно, можно сказать идеально. Но самый лучший результат получал при травлении азоткой.

Блин, что-то изменилось. Сколько ложек лимонной кислоты, на сколько миллилитров перекиси, нет у меня таких весов точных «30 гр». По русски то ни как.

Насыпная плотность лимонной кислоты 850 – 950 kg/m³. Грубо говоря, в одном кубике 1 грамм. используйте цилиндр от большого медицинского шприца. Особая точность не нужна, достаточно плюс/минус 10%.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ИЗОБРЕТАТЕЛЮ, КТО ИЗОБРЁЛ ТАКОЙ РАСТВОР .

Дайте точнык пропорци на примере чайной ложки Перекись Лимонная и Соль

Источник