У кого как, а у меня самый нелюбимый процесс в изготовлении печатных плат это их травление. Вот вроде ничего сложного - кинул плату в бодягу с хлорным железом, достал ее через пол часа, промыл и готово. Но хранение и постоянное переливание из бутылки в ванночку этой ЖИЖИ чревато заляпыванием всего вокруг: от рук и одежды, до стен, пола, стола, кота.. ну вы поняли. В общем, заниматься этим грязным делом лучше в специально отведенном месте. Или же перейти на менее грязные компоненты, что я и решил попробовать сделать. Поэтому сейчас рассмотрим два самых популярных и более чистых состава для травления печатных плат.

    Мне как раз понадобилось вытравить три небольшие односторонние платы, рисунок перенесен с помощью ЛУТа, дороги толщиной 0,4 мм

1. Перекись водорода + лимонная кислота + поваренная соль

  Этот рецепт появился совсем недавно и был впервые опубликован здесь. Наверно, это самый доступный из вариантов травления печатных плат, компоненты легко достаются в ближайшей аптеке и магазине. Цена 100 мл флакончика перекиси водорода около 10 рублей, за 80 граммовую упаковку лимонной кислоты отдал 23 рубля. А если проехаться по оптовым базам, то лимонную кислоту вообще можно купить по 100 р/кг, правда в мешках по 25 кг.

 Для приготовления раствора в 100 мл 3% перекиси растворяется 30 грамм лимонной кислоты и чайная ложка поваренной соли. 

    Этого объема, по уверению автора рецепта, хватит чтобы стравить медь площадью 100см², но чаще приходится готовить больше раствора, исходя из посуды для травления и габаритов платы. Минусом является то, что раствор не может долго хранится, и если платы травить редко, каждый раз придется готовить раствор заново. У себя я замешал 200 мл перекиси, 80 грамм лимонной кислоты и две чайные ложки поваренной соли.

2. Персульфат аммония

    Это тоже относительно новый способ травления и у нас только недавно начали продавать банки с персульфатом в радиомагазинах. По отзывам уже опробовавших этот метод, травит хорошо и главное после себя не оставляет заляпанные ржавчиной стены и пол, как это любит делать хлорное железо. За баночку персульфата весом 250 грамм отдал 150 рублей. По инструкции этот объем растворяется в 0,5 литрах воды, готовый раствор после травления можно хранить и использовать повторно.

    Первые два состава получаются одинаково прозрачными и травление у обоих идет с активным газообразованием. Если травить плату фольгой вниз, придется время от времени её покачивать, чтобы стряхивать пузырьки с поверхности.

    При травлении в персульфате вылезла одна неприятная особенность, на меди помимо пузырьков образовывается какой-то твердый прозрачный налет. Если судить по формуле реакции ниже, прозрачный налет это аммонийная соль серной кислоты (сульфат аммония)

(NH₄)₂S₂O₈ +Cu → CuSO₄ + (NH₄)₂SO₄

    Этот налет достаточно трудно сошкрябывается и естественно, что под ним медь перестает травится. Пришлось часто доставать плату и очищать медь от налета иначе плата протравится кусками. Не знаю почему так происходит, никто на это не жаловался, возможно такое происходит пока раствор свежий и реакция идет слишком интенсивно. Посмотрю как будут травится следующие платы в этом же растворе.

3. Хлорное железо

    И раз уж начал сравнивать, взял заодно и банку ХЖ. Знакомый каждому метод, кто занимался изготовления печатных плат в домашних условиях. Зная об удивительной способности хлорного железа уделывать всё вокруг, очень не хотелось даже открывать банку с этой гадостью. Но все же было интересно наглядно сравнить два новых метода с тем, чем я травил платы последние лет 10.

 250 гр. банка ХЖ обошлась в 120 рублей

    Для небольшой платы хватит совсем немного раствора. Хлорное железо хорошо тем, что его легко дозировать по цвету получаемого раствора, он должен быть цвета крепкого чая.

    Все три состава начинают травить быстрее если нагреть их до температуры 35-40 градусов, это можно сделать, например, поместив посуду в тазик или раковину с горячей водой.  В перекиси водорода и персульфате очень хорошо наблюдать за процессом, составы прозрачные и можно не доставать платы чтобы посмотреть сколько еще осталось непротравленной меди.

    В процессе травления цвет раствора перекиси становится сначала зеленым, а затем приобретает все больше голубого оттенка. Цвет персульфата тоже меняется на голубой и чем дольше идет травление, тем более насыщенным становится цвет.  А жижа с хлорным железом так и остается ржавого цвета, становясь темнее :)

Итоги

    Медь в рассмотренных растворах травится довольно таки быстро. Дольше всех пришлось держать плату в персульфате аммония, из-за того что приходилось доставать плату и удалять налет с поверхности меди. Итого в перекиси травление заняло 15 минут, в хлорном железе около 20 минут, и в персульфате аммония чуть больше 30 минут. 

    На первый взгляд все три платы хорошо протравились, но когда их промыл оказалось, что персульфат пробрался под тонер и сожрал половину дорожек! Вот такого я точно никак не ожидал.

    В перекиси водорода (плата слева) как и в хлорном железе таких фокусов нет. Хотя все же у перекиси результат получше - края дорожек, если можно заметить, ровнее (все три платы катались одновременно на ламинаторе и с одного листа, поэтому такие факторы, как качество накатки тонера на медь в расчет не берем, оно у всех трех одинаковое).

    Чтобы эксперимент был полным, я решил не выливать растворы с перекисью и персульфатом. Интересно, будет ли травить перекись хотя бы через месяц после замешивания. Да и от персульфата нужно добиться годного результата.

*  *  *

    Итак, после продолжительной паузы в 2 месяца, достал оба раствора. Хранились они под ванной, там темно и прохладно. Растворы я не стал переливать, хранил прямо в колбах, накрыв их резиновой перчаткой, на случай если растворы начнут выделять газ (слышал истории о взорвавшихся банках в которых хранился раствор персульфата). Газообразования я во время хранения не наблюдал, а вот осадок на дне с персульфатом выпал.  Цвет у обоих растворов выровнялся и они стали похожи, если бы не осадок было бы трудно различить где что.

    А вот осадок на дне раствора персульфата аммония. Голубые кристаллы, Хайзенберг бы одобрил:) А может и не голубые, но все равно вживую красивые.

    Подготовил две платы, которые в прошлый раз мне запорол раствор персульфата (это платы для небольшого усилителя на основе микросхемы LM4871)

    Раствор с персульфатом аммония сразу взялся за дело и начал травить плату с сильным выделением пузырьков газа.

    А вот раствор перекиси водорода, к сожалению, выдохся. Ничего кроме как немного осветлить медь на плате он так и не смог сделать. Раствор пришлось вылить и дотравливать в персульфате.

    И на этот раз обошлось без протравленных дорожек

    В общем, два новых состава меня очень порадовали. При наличии персульфата аммония в магазинах, он станет хорошей заменой хлорному железу. При том, что отличие по цене небольшое.  Для лучшего результата неплохо было бы собрать ванну для травления с ротаспреем. Тогда и подтравливания не будут страшны и можно делать дороги гораздо тоньше (опять же, не боясь что они стравятся в 0).

    Ну а что касается раствора на перекиси водорода, то он хорошо подходит на роль вспомогательного. На случай если закончился персульфат всегда можно намешать перекись с лимонкой, благо эти компоненты используются в быту и их почти всегда можно найти в кухонном шкафчике, или в ближайшем магазине.