Ортофосфорная кислота при травлении ПП

Добрый день, уважаемые читатели.

В предыдущих (1, 2, 3, 4) статьях мы уже рассмотрели возможность применения многих кислот в рецептурах травления меди и её сплавов. Сегодня мы рассмотрим ещё одну достаточно доступную кислоту - ортофосфорную.

Итак, при использовании ортофосфорной кислоты необходимо приготовить раствор травления следующего состава:

1. 25-30 мл 75% раствора ортофосфорной кислоты;
2. 5г хлорида натрия;
3. 10-12 мл 35-40% раствора перекиси водорода;
4. 70-80 мл дистиллированной воды.

Если же вы используете 3% аптечный раствор перекиси водорода, то раствор травления будет выглядеть следующим образом:

1. 25-30 мл 75% раствора ортофосфорной кислоты;
2. 5 г хлорида натрия;
3. 80-100 мл 3% раствора перекиси водорода.

В подборке видео ниже показан процесс травления раствором указанного состава в реальном времени: на первом видео — практически сразу после погружения заготовки в раствор травления; на втором видео — примерно в середине процесса травления при максимальной интенсивности процесса.

Основным продуктом реакции в данном случае является нерастворимый ортофосфат меди сине-зелёного цвета.

Несмотря на то, что ортофосфат меди не растворим в воде, на поверхности травления образуется достаточно рыхлый слой (в отличии от плотного слоя оксалата меди), который неплохо удаляется постоянным покачиванием ванны с травильным раствором (этим обеспечивается циркуляция травильного раствора и постоянный отвод продуктов реакции из зоны реакции).

В целом процесс травления протекает со средней интенсивностью, но все реакции также являются экзотермическими т.е. протекают с выделением теплоты и нагреванием травильного раствора. По представленным выше видео отлично видно, что при максимальной интенсивности процесса травления (относительно используемой заготовки) на поверхности раствора образуется пена с мелкой структурой, а раствор при этом достаточно ощутимо парит. Самое интересное, но при этом температура раствора была не выше 40-45 градусов Цельсия (и выше не поднималась в принципе) т.е. мы видим фактически аэрозоль из травильного раствора.

В целом при травлении в подобном растворе закипание травильного раствора менее вероятно, чем при использовании лимонной или серной кислоты, но теоретически возможно при травлении плат с большой площадью поверхности. Для предотвращения подобного развития событий для раствора данного состава справедливы все рекомендации, данные для состава на основе лимонной кислоты.

В подборке фото ниже наглядно показан процесс травления на разных этапах протекания.

1 of 8

Таким образом, перед тем как закончить описание использования ортофосфорной кислоты в процессе травления печатных плат, стоит ответить ещё на один небольшой вопрос: что будет, если вместо 5г хлорида натрия в раствор добавить, скажем, 20г… В общем-то, ничего особо катастрофического не произойдёт — скорость протекания химических реакций при этом увеличится раза в 2 (по ощущениям), но на поверхности травления будет достаточно интенсивно образовываться ортофосфат меди в виде кристаллов темно-синего цвета.

Окрашивание растворов в данном случае обусловлено ионами меди, находящимися в виде растворимых комплексов. При умеренном содержании хлоридов доминируют аквакомплексы, придающие раствору сине-голубые оттенки. При значительном избытке хлорида натрия формируются хлорокомплексы, в частности тетрахлоркупрат(II), что приводит к появлению жёлто-зелёных и ярко-зелёных оттенков.

Основными достоинствами данного состава травления являются:

• приемлемая скорость травления;
• отсутствие необходимости подогревать раствор для ускорения процесса травления;
• все используемые компоненты раствора доступны в продаже.

Основными недостатками данного состава травления являются:

• возможность выпадения ортофосфата меди на поверхность травления (вплоть до прекращения процесса травления);
• возможность самопроизвольного закипания травильного раствора при определённых условиях с образованием едкого аэрозоля (при больших площадях травления);
• необходимость при работе использовать СИЗ (противоаэрозольный респиратор, защитные очки, перчатки);
• приготовленный раствор не хранится т.к. в нем продолжается распад перекиси водорода т.е. повторно использовать раствор не удастся;
• скорость травления значительно ниже, чем в рецептурах на основе лимонной, серной и сульфаминовой кислот;
• несмотря на то, что ортофосфорная кислота всего в 2-2.5 раза дороже лимонной кислоты (на момент написания данной статьи) всё же лимонную кислоту (как и раствор серной кислоты) купить значительно проще.

Подводя итог можно сказать, что, в общем-то, ортофосфорную кислоту вполне можно использовать для травления печатных плат в домашних условиях, но только в том случае, когда ничего другого (лимонной кислоты, серной кислоты, сульфаминовой кислоты) просто напросто нет под руками, а вытравить плату нужно срочно. Во всех остальных случаях я бы не рекомендовал использовать ортофосфорную кислоту.

А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!