Щавелевая кислота при травлении печатных плат?!
Добрый день, уважаемые читатели.
В предыдущих статьях (1, 2) мы уже рассмотрели ряд рецептур травления меди и её сплавов на основе перекиси водорода, хлорида натрия и различных кислот. Сегодня мы продолжим рассмотрение данного вопроса и попробуем применить ещё одну кислоту - щавелевую.
Ранее мы уже говорили, что при травлении важно, что бы образующиеся соединения меди были хорошо растворимы в воде для эффективного удаления меди из зоны реакции. А как известно, оксалат меди (соли щавелевой кислоты называются оксалатами) практически не растворим в воде — растворимость 0.0024 гр./100 мл. Вот и посмотрим наглядно что будет, если условие по растворимости не выполняется!
Итак, приготовим раствор травления следующего состава:
- 100 мл. дистиллированной воды;
- 10 гр. щавелевой кислоты;
- 5 гр. хлорида натрия;
- 10-12 мл 35-40% раствора перекиси водорода.
Если же использовать 3% аптечный раствор перекиси водорода, то получится раствор следующего состава:
- 100-120 мл. 3% раствора перекиси водорода;
- 10 гр. щавелевой кислоты;
- 5 гр. хлорида натрия.
Интересные моменты начнутся уже на этапе приготовления раствора — при растворении в теплой воде щавелевой кислоты раствор будет достаточно быстро остывать т.к. энтальпия растворения щавелевой кислоты минус 9.5 кДж/моль (т.е. процесс эндотермический). Даже если Вы возьмёте воду с температурой 40-60 градусов Цельсия, то после растворения 10 гр. щавелевой кислоты раствор будет практически комнатной температуры.
Сам процесс травления при комнатной температуре протекает достаточно медленно и требуется постоянный подогрев раствора. При этом подогревать раствор выше 35-40 градусов не рекомендуется т.к. начнётся распад перекиси водорода. В данном травильном растворе самопроизвольное закипание раствора, скорее всего, маловероятно, но перекись будет использована напрасно.
При падении температуры раствора ниже комнатной из раствора начнут выпадать кристаллы щавелевой кислоты т.к. у неё достаточно низкая растворимость — 10 гр./100 мл. при 20 градусах Цельсия.
Кроме того, на поверхности печатной платы даже при обильном перемешивании будет оседать ощутимый слой нерастворимого оксалата меди кислотно-голубого цвета, что затруднит доступ травильного раствора к поверхности заготовки. В итоге заготовка, если удалить слой оксалата меди жёсткой щёткой, будет иметь достаточно высокую шершавость.
На видео ниже показан процесс травления с использованием щавелевой кислоты при температуре раствора около 30 градусов Цельсия.
На фото описанные процессы выглядят вот так:
Я думаю давать какие-то комментарии насчет необходимой растворимости солей меди в процессе травления излишне т.к. по фото и видео всё и так отлично видно. Но тем не менее мной было окончено стравливание слоя меди с подогревом раствора в целях получения чистого оксалата меди для проведения ряда других экспериментов.
А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!