Травление печатных плат лимонной кислотой и перекисью

Травление печатных плат лимонной кислотой и перекисью

Травим плату перекисью водорода с лимонной кислотой

25 декабря 2017

Традиционно платы травят хлорным железом, как это ранее было описано в статье про лазерно-утюжную технологию. Однако хлорное железо имеет ряд недостатков. В частности, оно оставляет несмываемые пятна на одежде и мебели. Плюс к этому хлорное железо продается только в специализированных магазинах и стоит сравнительно дорого. Поэтому сегодня мы рассмотрим альтернативный и лишенный названных недостатков подход, заключающийся в использовании перекиси водорода, лимонной кислоты и поваренной соли.

Ничего из описанного далее я не придумывал сам, лишь отважно нашел через Google. Первоисточником, насколько я смог выяснить, является статья Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях на сайте radiokot.ru, которую написал некто под ником Murlock в 2012 году. Впрочем, не исключаю, что такой способ травления плат мог быть независимо переоткрыт несколькими людьми. Статья классная и всячески рекомендуется к прочтению, здесь же я всего лишь привожу краткую выжимку.

Итак, нам понадобятся:

  • 3%-ый раствор перекиси водорода. Баночка со 100 мл раствора была куплена в ближайшей аптеке за 12 рублей (0.21$);
  • Лимонная кислота. Пакетик с 50 г лимонной кислоты обошелся мне в ближайшем продуктовом магазине в 35 рублей (0.60$);
  • Поваренная соль. Есть в любой солонке и эффективно ничего не стоит;

Fun fact! Перекись водорода имеет срок годности, по истечении которого она перестает работать. Я проверял.

Эти компоненты смешиваются в стеклянной или пластиковой посуде в соотношении чайная ложка лимонной кислоты (это около 7.5 г) на 25 мл перекиси водорода, плюс чайная ложка соли. Количество соли не зависит от количества двух других реагентов, так как соль здесь выступает в качестве катализатора. Как следует перемешиваем и можно травить:

Раствор имеет приятный медицинский такой запах. Изначально раствор прозрачный, а в ходе реакции он становится голубым, при этом раствор может немного пузыриться. Медь растворяется полностью, без выпадения в виде осадка. По скорости реакция идет сравнимо со скоростью свежего раствора хлорного железа. Вытравить плату у меня занимало от 10 до 25 минут, в зависимости от количества меди, которую нужно вытравить. То есть, реакцию можно ускорить, предусмотрев в дизайне платы заполненные области.

Если вдруг вам интересно, что же такое я травил на приведенном выше фото — это была небольшая плата для прототипирования с DE9-портом:

Плата была спроектирована в KiCad и перенесена на фольгированный стеклотекстолит с помощью фоторезиста. Естественно, на eBay по запросу в стиле «Breakout DE9 Male» можно найти и готовую плату.

Субъективно такой метод травления в разы приятнее, чем в случае с хлорным железом. Раствор не пачкается, реактивы всегда доступны рядом с домом и стоят копейки, реакция протекает быстро. В общем, теперь только так и травлю.

Дополнение: Есть, правда, и недостаток — раствор не хранится. Я проверил этот же раствор спустя неделю после приготовления, и он уже ничего не травит. Что же касается вытравленной платы, пример ее использования можно найти в посте Используем джойстик от Sega Genesis в проектах на Arduino.

Читайте также:  Комбинированные электрогазовые котлы отопления цены

Про травление плат в перекиси много рассказывать не буду, так как информации в интернете полно. Начал я использовать этот метод уже достаточно давно, уж больно он мне понравился. Быстрый, чистый, практически без запаха, достаточно дешевый — одни плюсы. Хлорным железом никогда не пользовался, был опыт с медным купоросом. Не понравилась крайне медленная работа последнего, плату спокойно можно оставлять травиться на ночь.

То что реакция травления в перекиси экзотермическая понял уже давно, каждый раз выливая раствор можно было почувствовать легкий нагрев бадьи для травления. Последние раз пять перекись водорода я дополнительно подогревал в микроволновке по 15 секунд, скорость травления увеличилась. Результат в 10 минут на среднюю по размерам плату считаю более чем приемлемым.

Но вот крайний раз выдался уж сильно эпичным, из-за этого вообщем-то и весь рассказ. Перекись подогрел как обычно, всего 15 секунд, но вот лимонной кислоты сыпанул немного больше чем обычно. Так как каждый раз делаю это на глаз, то не могу сказать насколько больше. К тому же миску с раствором поставил на подоконник, возле настеж открытого окна. Осознанно поставил на самое солнце, для дополнительного подогрева и ускорения реакции. Температура на улице тоже немаленькая, градусов 25. Совокупность всех этих факторов и привела к экшену 🙂

От места травления я естественно отошел, чего над этой платой торчать десять минут. Буквально через минуту слышу тихое шипение. Оно возникает в конце каждого травления, так что я особо не переживал. Уже порадовался скорой готовности платы, как вдруг шипение усилилось. Пришлось подойти к подоконнику, где я увидел бурление жидкости намного более сильное, чем обычно. Плату сквозь слой перекиси невозможно было увидеть. И прям на моих глазах пластмассовую миску стало корежить.

Это было достаточно необычно, пришлось ее схватить и галопом нестись в ванную. В итоге все обошлось, ни одна капля раствора не пролилась, но это вполне могло случится. Так что будет мне наука на будущее. Фоток, понятное дело, нет, не до того мне было.

А вот что произошло с платсмасовой бадьей для травления. Она была сантиметров на пять глубже

Ну а травил я первую для себя двустороннюю печатную плату. Результат меня устроил, дырочки совпали. Вот такая забавная история.

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 9 мая 2017 · Обновлено 25 августа 2018

Здравствуйте дорогие друзья! На часах 5:30 утра, сегодня специально проснулся пораньше чтобы написать что-то полезное. И да, на календаре сегодня 9 Мая, поэтому поздравляю вас с этим великим днем, с Днем Победы!

А Сегодня речь пойдет о растворе для травления печатных плат который поражает своей доступностью и незамысловатостью. Да, сегодня поговорим о том как можно протравить плату с помощью перекиси водорода и лимонной кислоты ну и чутка соли.

Читайте также:  Признаки цистита у кошки

Какие растворы для травления существуют

Для травления печатных плат существует множество различных растворов, среди которых есть популярные травильные смеси а есть и не особо популярные.

На мой взгляд наиболее популярный травильный раствор в радиолюбительской среде это хлорное железо. Почему это так я не знаю, может быть это сговор продавцов радиомагазинов которые специально предлагают хлорное железо и тактично умалчивают о альтернативах. А альтернативы есть :

  1. Травление медным купоросом с солью
  2. Травление персульфатом аммония
  3. Травление персульфатом натрия
  4. Травление перекисью водорода и соляной кислотой
  5. Травление перекисью водорода и лимонной кислотой

Если у вас есть еще варианты травильных растворов то буду признателен если поделитесь ими в комментариях к этому посту.

В чем минусы травления в хлорном железе

Раствор хлорного железа всем хорош, его не сложно приготовить и процесс травления бычно проходит живенько. При приготовлении очень легко разобраться с концентрацией, что называется «на глаз». Единожды приготовленного раствора хватает на десятки плат. Но в нем есть минусы которые очень мешают:

  1. Раствор не прозрачный, что затрудняет контроль за процессом. Приходится постоянно доставать плату из травильного раствора.
  2. Раствор хлорного железа очень сильно пачкает сантехнику. Каждый сеанс травления плат заканчивается процессом отшаркивания сантехники (раковины, ванны и всего с чем может соприкоснуться раствор ).
  3. Очень сильно пачкает одежду. При работе с хлорным железом следует одевать одежду которую будет не жалко выбросить, ведь раствор очень сильно въедается в ткань, так сильно что ее почти не возможно потом отстирать.
  4. Раствор агрессивно влияет на любой металл имеющийся поблизости, даже при хранении в негерметично таре ближайшие металлические предметы могут покрыться ржавчиной. Как-то закрыс банку с хлорным железом металлической крышкой (крышка была окрашена), через пару месяцев эта крышка превратилась в труху.

Как травить платы в перекиси водорода и лимонной кислоте

Хотя я всегда был приверженцем консервативного пути но несмотря на все плюсы раствора FeCl3 его минусы постепенно толкают на поиск альтернативны травильных смесей. И вот я решил испытать метод травления плат в перекиси водорода и лимонной кислоте.

По дороге домой зашел в продуктовый магазин и помимо продуктов для вкусного ужина захватил 4 пакетика лимонной кислоты по 10г. каждый. Каждый пакетик обошелся мне менее чем 6р.

Зашел в аптеку и купил флакончик перекиси водорода, стоил мне 10р.

Какого либо проекта у меня на данный момент нет поэтому я решил чисто испытать метод, понять в чем вся соль. Нашел в своем загашнике обрезок фольгированного текстолита и перманентным маркером сделал несколько штрихов. Это некая эмитация дорожек и медных полигонов, для опытных работ вполне покатит.

Раствор готовится не сложно но важно соблюдать пропорции. Поэтому в пластиковый лоток выливаем 100 мл перекиси и высыпаем 30г лимонной кислоты, Так как у меня были пакетики по 10г, я высыпал 3 пакетика. Осталось все это дело посолить, кладем 5 г поваренной соли, это где-то 1 ч ложка без горки.

Читайте также:  Крыльцо для дачного домика из дерева

Заметил, что соли можно добавлять даже больше чем этого требуется, это приводит к ускорению процесса. Тщательно перемешиваем. Очень важно, в раствор не нужно подливать воду поэтому для приготовления выбираем такую емкость чтобы раствор покрывал плату, либо увеличиваем количество раствора, соблюдая пропорции.

Кладем в получившийся раствор нашу «печатную плату» и наблюдаем за процессом. Хочу заметить, что раствор получился совершенно прозрачный.

В процессе травления начинают выделяться пузырьки а температура раствора немного увеличивается. Постепенно раствор начинает окрашиваться в зеленоватый цвет — верный признак того, что травление идет полным ходом. В общем весь процесс травления у меня занял менее 15 минут что меня очень порадовало.

Но когда я решил в этом же растворе протравить еще одну плату, размером несколько большим чем эта то все оказалось не настолько позитивно. Плата протравилась ровно на половину и процесс очень сильно замедлился, замедлился на столько, что пришлось завершать процесс в хлорном железе.

Видимо мощи раствора хватает на то время пока идет химическая реакция между перекисью водорода и лимонной кислотой. Процесс можно продлить если подливать и подсыпать требуемые компоненты.

Преимущества травления в перекиси водорода и лимонной кислоте

Из полученного опыта можно сделать выводы что этот метод как и другие имеет свои плюсы и минусы, в нем есть как свои преимущества так и свои недостатки.

  1. Легкодоступность — все компоненты без проблем находятся в ближайшей аптеке и продуктовом магазине.
  2. Относительная дешевизна — все компоненты для приготовления раствора стоят не дорого, менее 100р. (на момент написания статьи)
  3. Прозрачный раствор — получинный раствор получается прозрачный, это упрощает наблюдение и контроль за процессом травления.
  4. Травление происходит достаточно быстро и не требует подогревания
  5. Не пачкает сантехнику

В чем минусы

К сожалению, помимо всех преимуществ, в этом методе травления не обошлось без минусов.

Минусы травления в перекиси водорода и лимонной кислоте:

  1. Одноразовый раствор- раствор годится лишь для однократного применения, т.е. в процессе химической реакции протекающей в нем. В нем не получится протравить множество плат, для каждого раза придется готовить раствор заново.
  2. Дорого — не смотра на то что все ингридиенты дешевые, в долгосрочной перспективе раствор оказывается дороже того же хлорного желера. Ведь для каждой новой платы раствор придется готовить заново.

Вот в принципе и все недостатки. На мой взгляд этот метод травления плат имеет право на жизнь и он обязательно найдет своих сторонников и почитателей. А в некоторых случаях этот метод может стать единственно возможной альтернативой, например в глухой деревушке с аптекой и магазином продуктов.

А на этом я буду закругляться. За окном уже давно рассвело и пора уже готовить вкусный завтрак.

Я вас еще раз поздравляю с Днем Победы и желаю вам удачи, успехов и мирного неба над головой!

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector