Хлорное железо своими руками из медного купороса
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Всем привет!
На протяжении многих лет печатные платы изготавливают с помощью травления в различных растворах с применением различных ухищрений.
Решил поделиться своим способом, который дал очень хороший результат.
Раствор купороса делаем по стандартной схеме: 1 часть купороса к 4 частям поваренной соли. Заливаем его кипятком непосредственно перед употреблением!
Собственно вот такая конструкция.
В качестве регулятора я использовал КРЕН12 в стандартном включении.
Пояснение принципа работы:
Готовим печатную плату для травления любым удобным способом, но заготовку делаем с небольшим запасом (5 мм) по длине с обоих сторон. Нарезаем кусочки текстолита размерами 15 мм*10 мм и делаем в них прорези шириной немного меньше толщины имеющегося текстолита. Одеваем их на плату вот таким образом:
К зажиму с отверстием приматываем проволоку в виниловой изоляции, другой конец проволоки крепим к болту на маховике. Проволока должна свободно болтаться но не соскакивать!
Ёмкость берём размером достаточным для свободного перемещения платы, очень удачно подходят кюветы для проявки фото.
При необходимости можно сделать в маховике несколько отверстий для болта на разном расстоянии от центра, для разных по величине (весу) плат.
Кладем плату в пустую кювету, запускаем двигатель и выбираем частоту вращения (ёрзания платы). Частота нужна небольшая, чтобы не разбрызгивался раствор. Наливаем раствор, травим.
С этим приспособлением я поставил личный рекорд травления ПП в медном купоросе 5 минут.
В хлорном железе травится тоже очень быстро, даже в холодном виде при комнатной температуре около 10—15 минут (смотря какой свежести хлорное железо).
Основные критерии для скоростного травления: горячий раствор, хорошо зачищенная заготовка ПП.
Вот в общем и всё. Удачных печатных плат.
Всегда Ваш, Александр Булгаров.
Напоминаем соотношение компонентов в растворе хлорного железа, используемом при травлении печатных плат. Раствор хлорного железа: на 150 гр FeCI3 берется 200 мл воды Н20. Время травления 5-10 минут.
Хотя хлорное железо и не ядовито (в чистом виде оно применяется в медицине для остановки кровотечения путём наложения на рану ватки с его раствором), но оставляет очень трудноустранимые пятна. В качестве пятновыводителя рекомендуется концентрированный раствор щавелевой кислоты, которым следует обильно смочить тряпку и положить её на пятно на десятки минут. Затем это место промывают водой.
Восстановление хлорного железа. При многократном использовании одного и того же раствора он покрывается темными пятнами, теряет травильные качества. Для восстановления в него необходимо опустить кусочки железа (гвозди, шурупы, опилки). Через несколько дней они покроются антикоррозионным слоем меди и их можно использовать по прямому назначению, а регенерированный раствор следует профильтровать и он готов к дальнейшему использованию.
При отстутствии хлорного железа раствор для травления можно получить в домашних условиях несколькими способами.
1.В пластмассовую или стеклянную посуду на 1 часть обыкновенной ржавчины по весу следует взять 3 части соляной кислоты. Через несколько дней большая часть ржавчины растворяется и раствор приобретает характерный желто-коричневый цвет. Его аккуратно сливают с лежащего на дне шлама и, при необходимости, фильтруют через ткань, положенную на горло стеклянной банки.
2. В стеклянную посуду на одну треть заливают раствор HCI и туда же малыми порциями добавляют железный сурик в общем количестве около 1,5 части по объему, весь раствор тщательно перемешивают. Химический процесс идет с выделением газов, поэтому помещение должно иметь вытяжную вентиляцию или хорошо проветриваться. Раствор оставляют на несколько дней на открытом воздухе, по завершению реакции хлорное железо выпадает в осадок, верхний слой сливают, а хлорное железо используют по назначению.
3.Раствор для травления печатных плат на основе соляной кислоты и перекиси водорода. Для приготовления берется 30% раствор перекиси водорода, соляная кислота плотностью 1,2 и вода, все это перемешивается в стеклянной посуде в соотношении соответственно 2:2:6 частей. Если перекись водорода аптечная 16-18 %, то соотношение смешиваемых частей соответственно 2:4:4. Время травления таким раствором составляет до 10 минут.
В том случае, когда вместо раствора перекиси водорода имеется перекись водорода в таблетках, рецепт приготовления травящего раствора следующий: в стакане воды Н20 (250 мл) растворяется 5 таблеток перекиси водорода, затем полученный раствор выливают в стеклянную посуду и добавляют 15 мл раствора концентрированной соляной кислоты HCI, все это перемешивают и раствор готов к использованию. Время травления печатных плат таким раствором составляет до 1 часа.
4.Щелочные травильные растворы (растворяют нелуженую медь, практически не затрагивая луженые дорожки)
1-й состав
Медный купорос CuS04. 170.. 190 г/л
Аммоний сернокислый(ЫН4)2ЗО4150..170 г/л Аммиак водный 25% pacTBopNH4OH..500 мл/л
2-й состав
Хлорид меди 11 CuCI2. 100.. 110 г/л
Хлорид аммония NH4CI . 150..170 г/л
Аммиак водный 25%-й NH4OH 400..500 мл/л Бикарбонат аммония(МН4)2С03. 20..30 г/л
5.Ну и традиционный самый недефицитный раствор медного купороса и поваренной соли, в расчете на 500 мл: NaCI - 4 столовых ложки, CuS04 - 2 столовых ложки. Время травления -около 8 часов.
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):
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).
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).
Растворы для травления плат можно приготовить не только на основе хлорного железа. Более доступным может оказаться для многих водный раствор медного купороса и поваренной соли. Приготовить его нетрудно — растворите в 500 мл горячей воды (t около 80 С) 4 столовые ложки поваренной соли и 2 столовые ложки растолченного в порошок медного купороса. Если раствор применять сразу, его эффективность будет невысокой, она значительно повышается после выдержки раствора в течение двух-трех недель.
Время травления платы в таком растворе — три часа и более.
Значительного сокращения времени травления можно добиться, используя растворы на основе кислот. Процесс травления платы, например, в концентрированном растворе азотной кислоты длится всего 5—7 минут.
В этом случае рисунок наносится бакелитовым лаком средней вязкости помощью стеклянного рейсфедера и пишущего узла авторучки с удаленным шариком. При заправке инструмента опустите его рабочий конец в лак, а с другого конца создайте разрежение, подсасывая воздух через хлорвиниловую трубочку. После тpaвления плату тщательно промойте водой с мылом
Травление соляной кислотой
Хорошие результаты дает применение раствора соляной кислоты и перекиси водорода. Для приготовления возьмите 20 частей (по объему) соляной кислоты плотностью 1,19 г/см.куб, 4 частей аптечной перекиси водорода 40 частей воды. Сначала воду смешайте с перекисью водорода, затем осторожно добавьте кислоту. Рисунок в этом случае делается нитрокраской.
Внимание! Растворы на основе кислот заливайте в стеклянную или керамическую посуду, работайте с ними только в хорошо проветриваемых помещениях.
Травление хлорным железом
Для травления используйте стеклянную или пластмассовую посуду, например, фотографическую кювету. Положите плату в раствор рисунком вверх, вся поверхность платы должна быть залита раствором. При подогревании и покачивании процесс травления ускоряется. При травлении образуются ядовитые испарения, поэтому работайте либо в хорошо проветриваемом помещении, либо на открытом воздухе. Периодически проверяйте состояние платы, приподнимая ее для осмотра деревянными или пластмассовыми палочками, металлические инструменты и приспособления для этой цели применять нельзя. Убедившись в том, что фольга в незащищенных местах исчезла полностью, прекратите процесс травления
Перенесите, например, с помощью бельевой прищепки плату под струю проточной воды и тщательно промойте, после чего просушите ее при комнатной температуре.
Если вы Собираетесь использовать раствор повторно, слейте его в плотно закрывающуюся посуду и храните в прохладном темном месте. Учтите, что при повторных использованиях эффективность раствора снижается.
При работе с раствором хлорного железа помните, что он не должен попадать на руки и другие открытые части тела, а также на поверхности ванн и раковин, поскольку на последних могут остаться трудно смываемые желтые пятна. В принципе, если попадет на руки, ничего страшного не будет, рука не отвалится. Останется трудновыводимое пятно.
Раствор хлорного железа можно изготовить самостоятельно, если обработать железные опилки соляной кислотой. Возьмите 25 весовых частей 10-процентной соляной кислоты и смешайте с одной весовой частью железных опилок. Смесь в плотно закрытой посуде выдержите 5 суток в темном месте, после чего ее можно использовать. Переливая раствор в сосуд для травления, не взбалтывайте его: осадок должен остаться в той посуде, в которой раствор готовился.
Длительность процесса травления платы в растворе хлорного железа зависит от концентрации раствора, его температуры, толщины фольги и обычно составляет 10 — 50 минут.
Способ гальванического травления плат
Для этого потребуется источник постоянного тока напряжением 25—30 В и концентрированный раствор поваренной соли. При помощи зажима “крокодил” соедините положительный полюс источника с незакрашенными участками фольги платы, а к оголенному и свернутому в петлю концу провода, идущего от отрицательного полюса источника, прикрепите ватный тампон. Последний обильно пропитайте раствором соли и, слегка прижимая к фольге, перемещайте по поверхности платы, движение тампона должно напоминать вырисовывание цифры 8. Фольга при этом будет как бы “смываться”. По мере загрязнения тампон меняйте.
Во всех случаях после окончания процесса травления платы тщательно промывают в проточной воде (например, под водопроводным краном, просушивают и только после этого снимают краску ацетоном, уайт-спиритом и другими подобными растворителями. Краска, оставшаяся в отверстиях удаляется тонким шилом или иглой.
Теперь зачистите проводники до блеска самой мелкозернистой наждачной бумагой или чернильным ластиком, удалите с платы все посторонние частицы и залудите проводники.
Гальваническое травление платы можно выполнить и несколько по-иному. На заготовку через копировальную бумагу переносят рисунок печатного монтажа. Затем фольгу покрывают тонким слоем разогретого парафина или воска. Контуры печатных проводников и контактных площадок обводят с легким нажимом острозаточенным шилом или иглой и с участков фольги, подлежащих травлению, снимают защитное покрытие. К фольге присоединяют положительный полюс источника постоянного тока напряжением 4-12 В. Отрицательный полюс источника подключают к металлическому сосуду, в котором будет производиться травление (можно использовать сосуд из любого металла, например консервную банку). В сосуд заливают насыщенный раствор поваренной соли, помещают в него заготовку платы и включают источник питания. При этом на участках фольги, с которых удалено защитное покрытие, будет появляться зеленоватый налет в виде накипи - происходит процесс травления. После окончания травления остатки подлежавшей травлению фольги снимают с платы с помощью ножа. Во время травления нельзя допускать, чтобы температура раствора повышалась, иначе защитное покрытие может нарушиться, поэтому металлический сосуд помещают в ванну с проточной холодной водой.
Читайте также: