Метализация отверстий, Есть рецепт - Ваше мнение? Опции

[Zond]

Значит нашел в интернете следующее:
-------------------------------------------------
В домашних условиях можно выполнить даже металлизацию отверстий.
Для этого внутренняя поверхность отверстий обрабатываются 20-30% раствором азотнокислого серебра (ляпис). Затем высушить плату на свету, можно использовать УФ лампу. Суть этой операции в том, что под действием света азотнокислое серебро разлагается и на плате остаются вкрапления серебра.
Далее производится химическое осаждение меди из раствора. Если полученная при этом толщина меди недостаточна, дальнейшее наращивание меди производится гальваническим способом.

Химическое меднение
Для химического меднения применяется следующий раствор:
сернокислая медь(медный купорос)...2г
Едкий натр.........................4г
Hашатыpный спирт 25%-ный...........1мл
формалин 10%.......................8-15мл
Вода...............................100 мл
глицерин...........................3,5мл

После осаждения меди плату промывают и сушат. Слой получается очень тонким, его толщину необходимо увеличить до 50мк гальваническим способом.

Нанесение гальванических покрытий
Гальванические покрытия на металлах применяют для защиты от коррозии , получения блеска, а также для получения проводящих поверхностей .Прежде всего необходимо тщательно очистить предмет! Очищенное изделие подвешивается в гальванической ванне, где оно будет служить в качестве катода.Гальваническое покрытие медью Раствор для нанесения медного покрытия: На 1 литр воды 250 г сульфата меди (медный купорос) 50-80 г концентрированной серной кислоты.Анодом служит медная пластинка подвешенная параллельно покрываемой детали. Напряжение должно быть 3-4 В плотность тока - 0.02-0.3 А/см2. Температура 18-30 градусов. Чем сложнее форма детали, тем меньший ток можно применить.
-----------------------------------------------------------------
Вот вопрос - кто-нибудь пробовал?
Какие результаты?
Или в "мусор"?

[brag]

а позволяет ли ламинатор избавиться от таких огрехов как на последней фотке?

о каких огрехах идет речь?

и все-таки, покритикуйте идею, если взять проволочку, пропустить в отверстие где нужно переходное и затем пустить по ней импульс, величины - чтоб проволоку размазало на атомы по поверхности отверстия, а затем либо пропай припоем либо гальваника...

гемор жуткий, ибо для этого нужен сложный чпу станок с двумя парами координатных осей, двигающих эту проволочку, либо с одной, двигающих плату у сложным механизмом, который будет тыкать ее в дырки,затем спец-щупами подавать на нее ток. и все это желательно делать в вакууме, тк воздух будет снижать концентрацию медного газа.
если уже речь пошла о вакууме, то можно и просто испарять медь на всю поверхность.

если идея хорошая, на кафедру мне можно попроситься и толкнуть свою идею и собрать, так как специализация у меня мощная импульсная электрофизика

идея хорошая, но требует изготовления дорогого оборудования. можно сделать гораздо проще, но всеравно оборудование не простое. почитайте Медведева, там кратко о газофазном осаждении написано.

ИМХО, это никак не быстрее просто пропихивания проволочки по-толще и ее распайки.

100%. а станок будет дорогой и нетривиальный

Для гальваники, наверное, нужно проверить будет ли копоть и т.п. на стенках. ИМХО, на воздухе - будет.

будет однозначно. посмотрите температуры соединения меди с кислородом, серой, и другими веществами, имеющимися в воздухе..
2Cu + S = Cu2S (300-400° C)
O2 + 4Cu = 2Cu2O 160-250° C
2Cu + H2O + CO2 + O2 = Cu2CO3(OH)2↓
4Cu + O2 = 2Cu2O выше 200° C, при недостатке кислорода
2Cu + O2 = 2CuO 400-500° C, при избытке кислорода
итд..
http://www.xumuk.ru/inorganic_reactions/se....x=0&go.y=0

теперь сравните эти температуры с температурой плавления и кипения меди... иными словами(для нехимиков) - осаждатся будет в основном копоть и лишь маленький процент самой металлической меди.

Дуть инертным газом или весь станок в вакуум?

только вакуум, инертные газы денег стоят...немалых, особенно в таких количествах, которые нужны, чтобы его тупо безвозвратно дуть в атмосферу...

Что-то лично мне химические технологии brag представляются более применимыми в "домашних условиях".

я проводил много исследований с экономической, практической, экологической и трудоемкосной точек зрения в течении почти года. и пришел к выводу, что данная технология занимает первое место по данным критериям в моем случаи для изготовления опытных образцов ПП в "домашних условиях". повторяюсь, эти заключения в моем конкретном случаи. мож для кого-то лучше подходят иные варианты..
если не мучится с серебром, а расчитывать сразу на палладий, то он есть в резисторах ПП3, достать которые реально в странах бывшего СС.
я провел серию опытов, получилось в итоге хорошо. в последующих платах буду использовать уже палладий. о его приимуществах перед серебром написано в многих книгаг по ПП

ну и эту ветку почитайте. там собран опыт многих людей и мой в том числе

http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:2184-69#2021

и кому интересно, это еще почитайте.
http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/%...%B5%D1%81%D1%81
http://studioinv.ru/?p=54
http://referats.qip.ru/referats/preview/80205/1

сейчас готовлюсь к опытам в этом направлении. но для такого процесса нужна стабильная ванна толстослойного хим-меднения(гальваника не катит сами знаете почему). пару рецептов я надыбал в американских патентах, лежат в той же ветке: http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:2184-69#2021
если наладить сей процесс, то приимуществ много:
1. не нужен фоторезист
2. нету формальдегида
3. меньше операций и трудозатрат
4. возможна полная автоматизация процесса
5. разрешающая способность задается форошаблоном или тонким УФ-лучем в роле инструмента на чпу-станке.

[_Ivan_33]

ну да в принципе, 2 пары координатных осей хотя если сделать контроллер на силовых транзисторах и просто к каждому каналу приставить еще 1 такой же и запитывать параллено ... зато потянет на целое производство печатных плат), а нам это и надо... а вообще вакуум создать в отвертии небольшая проблема, объем там будет не слишком большой, а разряряжения в несколько десятых миллиметра ртутного столба будет достаточно ибо на давлениях в 10^-3 мм рт ст уже надо жидкий азот использовать
вот только я студент второго курса... и в науку наверное меня еще не пустят - хотя надо попробовать...

насчет огрех - я имел в виду про неровности на контурах дорожек

[brag]

ну да в принципе, 2 пары координатных осей хотя если сделать контроллер на силовых транзисторах и просто к каждому каналу приставить еще 1 такой же и запитывать параллено ...

управление - то фигня. главное - механику сделать. мне это не под силу, лично

зато потянет на целое производство печатных плат)

не тянет. металлизация - это только одна операция. а в производстве пп их много.

а вообще вакуум создать в отвертии небольшая проблема, объем там будет не слишком большой, а разряряжения в несколько десятых миллиметра ртутного столба будет достаточно ибо на давлениях в 10^-3 мм рт ст уже надо жидкий азот использовать

тоже проблемма в основном в механике/конструктиве.

насчет огрех - я имел в виду про неровности на контурах дорожек

в основнов из за фотошаблонов и режимов осаждения меди. но это никак не влияет на работу опытных образцов

[Буратино]

А можно посмотреть фото химического олова на плате?
Заказал SnCl2 · 2H2O, попробую этот метод. Очень интересно как оно смотрится на плате.

Пробовал лудить платы сплавом Вуда, в ванночке с каплей лимонной кислоты, получается бледно и с продольными волокнами по направлению движения ватного тампона. Медной кочичкой - не технологично, перегреваю тонкие дороги, разводы. Паяльником красивее всего получается, но при определенных углах отражения света, заметны следы движения паяла + плюс слишком уж блестит и режет глаза в работе.

[brag]

чистое хим-олово не рекомундую - оно образует игольчатые крисиаллы(почитайте про свойство чистого олова)...потом на много труднее подпаятся, чем к чистой меди..и в худшем случаи игольчатый кристалл может коротнуть или сбить расчетное волновое сопротивление..
у него только 2 плюса: просто наносит и оно защищает медь от окисления...но я борюсь с окислением обычным лаком в баллоне или вообще ничего не делаю, пусть киснет
если уж решились на хим-олово,то ложите его по минимуму.
фото я где-то кидал. если не найдете - сделаю еще

[Буратино]

а что там с активированием поверхности азотнокислым серебром? какие результаты? хлорид палладия 10у.е. за грамм однако..

[at90]

brag, а вы не пробовали химическое лужение олово-висмут? Я пробовал химическое лужение по рецептам из инета. Хлорид олова II +Тиомочевина+ Винная кислота(или серная). Лудит хорошо. Но если не запаять плату через несколько дней она плохо паяется. и бывают холодные пайки. Вычитал что для улучшения покрытия нужно добавить Нитрата Висмута. Пробовал с висмутом, но покрытие осаждается черного цвета. Вот не могу рахобраться из-за чего это происходит.

[Огурцов]

покритикуйте идею, если взять проволочку, пропустить в отверстие где нужно переходное и затем пустить по ней импульс, величины - чтоб проволоку размазало на атомы

Так делают, можете поискать. Кстати, это даже не самый сложный способ для домашних технологий.

2Cu + S = Cu2S (300-400° C)
O2 + 4Cu = 2Cu2O 160-250° C
2Cu + H2O + CO2 + O2 = Cu2CO3(OH)2↓
4Cu + O2 = 2Cu2O выше 200° C, при недостатке кислорода
2Cu + O2 = 2CuO 400-500° C, при избытке кислорода

На это можно не обращать внимание.

только вакуум, инертные газы денег стоят...немалых, особенно в таких количествах, которые нужны, чтобы его тупо безвозвратно дуть в атмосферу...

Нормальных денег стоят, можно тупо безвозвратно дуть в атмосферу.

палладий, то он есть в резисторах ПП3

Хлорид палладия продается. И, похоже, это единственный правильный вариант. Но не для дома - хочется проще.

[Буратино]

Хлорид палладия продается. И, похоже, это единственный правильный вариант. Но не для дома - хочется проще.

Процесс прямой металлизации (минуя стадии хим меднения, с гальванической затяжкой сразу после активации поверхности отверстий) заметно проще, не связан с токсичными и опасными веществами, экологически чист, но составы растворов содержатся в строгом секрете и на рынке присутствуют уже в виде готовых наборов. Из обрывков информации я понял, что палладий в растворе активации удерживают при помощи т.н. высокомолекулярных поверхностно-активных веществ, и вот этот уже неподъемный вопрос для домашних условий
Остается только классический метод сенсибилизация поверхности -> активация -> хим. меднение -> гальваническая затяжка

Для активации поверхности вместо хлорида палладия можно использовать азотнокислое серебро, но раствор на основе AgNO3 нестабилен, врямя его работы очень ограничено, и составляет от десятков минут до десятков часов в разных комбинациях составов. Более того промелькнула инфа о неком процессе миграции серебра ,что именно это означает я не в курсе, но явно не сулит нифига хорошего. И в конце стоит упомянуть о взрывоопасности нитридов серебра(которые могут образовываться на высохших от составов поверхностях сосудов), что совсем уже нехорошо

brag, а вы не пробовали химическое лужение олово-висмут? Я пробовал химическое лужение по рецептам из инета. Хлорид олова II +Тиомочевина+ Винная кислота(или серная). Лудит хорошо.

а фото результата можно посмотреть?

Сообщение отредактировал Буратино - Oct 24 2009, 13:08

[Огурцов]

Не, ванночки-кюветочки - это уже целая химлаборатория. С проволочкой было бы проще.

А если плату не досверливать ? И сверлить не сверлом, а цилиндрической фрезой, до меди с противоположной стороны. А потом просто все (глухие!) отверстия заполнить припоем. Или гальванически, медью, электрод только к глухой стороне.

[Буратино]

Не, ванночки-кюветочки - это уже целая химлаборатория. С проволочкой было бы проще.

А если плату не досверливать ? И сверлить не сверлом, а цилиндрической фрезой, до меди с противоположной стороны. А потом просто все (глухие!) отверстия заполнить припоем. Или гальванически, медью, электрод только к глухой стороне.

Если проволочкой тыкаться в каждое отверстие, то лучше уж ее сразу с двух сторон и припаять.
Цилиндрической фрезой не сверлят, вы наверное имели в виду концевые (пальчиковые) фрезы? Но как быть с отверстиями <0,4мм? А если необходимы полые металлизированные отверстия для выводных элементов?

[Огурцов]

Если проволочкой тыкаться в каждое отверстие, то лучше уж ее сразу с двух сторон и припаять.

Автоматом, естественно. Хотя и припять можно автоматом, только сложнее, кажется.

концевые

Несомненно вы правы.

Но как быть с отверстиями <0,4мм?

Так сверлят же ?

А если необходимы полые металлизированные отверстия для выводных элементов?

С этим хуже - переход можно сделать и рядом, но в металлизации оно конечно надежней сидит. Тем неменее, вариант ?

[brag]

а что там с активированием поверхности азотнокислым серебром? какие результаты? хлорид палладия 10у.е. за грамм однако..

Все хорошо, только есть плесень иногда. фото давал выше. Фотоактивация не годится - трасса со всех сторон обростает медью.
10уе дороговато. проще из ПП3 достать. я покупал по 8уе за грамм в пересчете на палладий

brag, а вы не пробовали химическое лужение олово-висмут? Я пробовал химическое лужение по рецептам из инета. Хлорид олова II +Тиомочевина+ Винная кислота(или серная). Лудит хорошо. Но если не запаять плату через несколько дней она плохо паяется. и бывают холодные пайки. Вычитал что для улучшения покрытия нужно добавить Нитрата Висмута. Пробовал с висмутом, но покрытие осаждается черного цвета. Вот не могу рахобраться из-за чего это происходит.

не пробовал, но висмут имеет некоторую полупроводимость..не рекомедную для ВЧ и СВЧ.
чернеет из за недостатка связывателя или кислоты..
Плохо паяется из за иголок и высокой по сравнению с ПОС-ом температурой плавления чистого олова.

Так делают, можете поискать. Кстати, это даже не самый сложный способ для домашних технологий.

представляю себе станок...я с обычным фрезерным долго провозился, что будет с этим ... а еще если учесть кривизну моих рук к механике, то..

На это можно не обращать внимание.

если газ или вакуум, то да. а так, некоторое количество этих веществ оседает, тем самым защищая металлическую медь и связывая локально кислород и другие газы. но это покрытия надо потом удалить (декапировать). иначе плохо ляжет покрытие..сам напарился
с этим в моей хим-технологии..в итоге декапирую я в смеси соляной и серной кислот 5%, затем в чистой серной (5%), а затем, сразу переношу(вся медь под слоем раствора серняги) в гальваническую ванну (под током).. второй раствор серняги нужен для предотвращения попадания хлорид-ионов в гальваническую ванну.

Нормальных денег стоят, можно тупо безвозвратно дуть в атмосферу.

та ну его, таскать в квартиру/гараж баллоны, еще какую-то муть проще пойти в хим-контору и по-человечески купить по пару килограмчиков нужных реактивов

Хлорид палладия продается. И, похоже, это единственный правильный вариант. Но не для дома - хочется проще.

продается, только менее доступоен, чем пп3.
куда уже проще? всего 1 действующий раствор, ванночка с водой, ванночка с раствором NаOH, ваннчка с раствором HCl/NaCl и таймер

Процесс прямой металлизации (минуя стадии хим меднения, с гальванической затяжкой сразу после активации поверхности отверстий) заметно проще, не связан с токсичными и опасными веществами, экологически чист, но составы растворов содержатся в строгом секрете и на рынке присутствуют уже в виде готовых наборов. Из обрывков информации я понял, что палладий в растворе активации удерживают при помощи т.н. высокомолекулярных поверхностно-активных веществ, и вот этот уже неподъемный вопрос для домашних условий

есть в американских патентах. причем с довольно точными пропорциями. только там большой расход палладия, труднодоставаемые жидкие полимеры и спец-оборудование (на уровне термостата,автотаймера итп)
да и не так уж оно и безвредное... меркаптобензотиазол только чего стоит..а цианиды, формамиды да и полиэтиленгликоли воняют некисло

Остается только классический метод сенсибилизация поверхности -> активация -> хим. меднение -> гальваническая затяжка

можно без сенсибелизации - совмещенный раствор. советую сварить сначала его мало (грамм 20 в пробирке) и натренироватся.

Для активации поверхности вместо хлорида палладия можно использовать азотнокислое серебро, но раствор на основе AgNO3 нестабилен, врямя его работы очень ограничено, и составляет от десятков минут до десятков часов в разных комбинациях составов.

второй год живет и даже цвет почти не помрнял и работает отлично. нужно темную бутылку(совсем не прозрачную). и раствор должен быть не простым, а комплексным. я люблю трилонатные и аммиачные. но там со временем скапливается гремучее серебро и/или нитрид серебра. при низких концентрациях не рванет, но при чуть более высоких может хорошо бабахнуть. будьте осторожны.

вот раствор хлорида олова долго не живет, особенно в тепле - гидролизуется.

я держу в холодильнике - живет несколько месяцев. хотя сейчас перешел на палладий, серебром и оловом не пользуюсь.

Более того промелькнула инфа о неком процессе миграции серебра ,что именно это означает я не в курсе, но явно не сулит нифига хорошего.

молекулы серебра "залазят" в полимер.. тем самым нарушая диэлектрическую проницаемость.

И в конце стоит упомянуть о взрывоопасности нитридов серебра(которые могут образовываться на высохших от составов поверхностях сосудов), что совсем уже нехорошо

мыть надо химическую посуду до и после работы. моя жена чуть не траванулась, налив уксуса в посуду, где у меня была капля высохшего концентрурованного раствора ККС(варил электролит для серебрения). задышки небыло, но нелады с башкой длились. скормил 2 ложки меда, через время попустило.
посуду не помыл, тк бегал на улицу по делам не на долго..а так мою всегда.

а фото результата можно посмотреть?

из старых
[attachment=37535:DSC09963.JPG]
еще более старая, еще были гальванопистоны
[attachment=37536:DSC09945.jpg]

Не, ванночки-кюветочки - это уже целая химлаборатория. С проволочкой было бы проще.

750-2000 отверстий? сомневаюсь. но кому как, о вкусах(кому альдегид, кому спирт, кому дым) не спорят

А если плату не досверливать ? И сверлить не сверлом, а цилиндрической фрезой, до меди с противоположной стороны. А потом просто все (глухие!) отверстия заполнить припоем. Или гальванически, медью, электрод только к глухой стороне.

гемор жуткий. во первых - нужен качественный прижим платы вокруг инструмента. на промышленных станках можно посмотреть его конструкцию (кольцо такое, прижимает до опускания инструмента).
во вторых - очень точную вертикальную подачу
в третьих - где же таких фрез набрать такого малого диаметра (<=0.3мм)?
в четвертых - как быть с 3-4 слойными платами?

Автоматом, естественно. Хотя и припять можно автоматом, только сложнее, кажется.

в большинства людей дома нету дрели нормальной и точила, а тут уже автомат
есть специальные линии для изготовления опытных образцов 1-6слойных ПП. стоят около 20000EUR. тот же LPKF.
сомневаюсь, что построение станка для пропихивания, сжигания, пропайки,сверловки оправдает себя по отношении к вышеуказанной сумме... оборудование то прецизионное должно быть, а 30см прецизионной направляющей стоит около 800 зеленых. а движки, а каркас, а софт, а исполнительный узел...

Так сверлят же ?

0.2 еще сверлят, только не до меди, а насквозь, а потом попарное прессование. все, что тоньше - прожигают. да и 0.15-0.3 китайцы тоже прожигают - смотрел под микроскопом разлам платы.

С этим хуже - переход можно сделать и рядом

когда-то так делал, когда не владел химией, а клепал заклепки затем пропаивал. вспоминаю те времена, как страшный сон

[Огурцов]

представляю себе станок...

Можно попробовать.

если газ или вакуум

Именно газ - очень просто. Вот вакуум - сложно, при том, что в вакууме трущиеся детали начнут свариваться.

та ну его, таскать в квартиру/гараж баллоны, еще какую-то муть проще пойти в хим-контору и по-человечески купить по пару килограмчиков нужных реактивов

Баллоны и по 5 литров бывают - налил в гараже из большого в маленький и пользуй на несколько раз.

750-2000 отверстий? сомневаюсь

Ну не руками же. Поэтому какая разница - 20 или 2000.

гемор жуткий. во первых - нужен качественный прижим платы вокруг инструмента.

Легко.

во вторых - очень точную вертикальную подачу

Легко.

в третьих - где же таких фрез набрать такого малого диаметра (<=0.3мм)?

Меня бы и 0.5 устроило. Переточить сверло ? На _станке_

в четвертых - как быть с 3-4 слойными платами?

Точно так же.

есть специальные линии для изготовления опытных образцов 1-6слойных ПП. стоят около 20000EUR. тот же LPKF.

Нереально. $2000 и то довольно тяжело. Но на комплектующие уже хватит.

0.2 еще сверлят, только не до меди, а насквозь, а потом попарное прессование. все, что тоньше - прожигают. да и 0.15-0.3 китайцы тоже прожигают - смотрел под микроскопом разлам платы.

Да нет же, вопрос не в том, как просверлить, а в том, будет ли физически работать такая технология по заливке припоем глухих отверстий и ее повторяемость ?

а клепал заклепки затем пропаивал. вспоминаю те времена, как страшный сон

Заклепки - это совсем другое.

[brag]

Ну не руками же. Поэтому какая разница - 20 или 2000.
Легко.

Это здорово! мне это не под силу...
слепить бы до кучи наши возможности

Меня бы и 0.5 устроило. Переточить сверло ? На _станке_

0.5 меня не устраивает..0.3 еще пока устраивает..
переточить - мне точно не удастся. во первых сверло ломается, если оно даже упадет с 10см высоты. на станке я его точно сломаю. да и если бы не ломалось, то всеравно не заточу руки не туда растут

Точно так же.

а сквозное как? в hispeed без сквозных очень трудно.без глухих еще можно обойтись.я обхожусь

Нереально. $2000 и то довольно тяжело. Но на комплектующие уже хватит.

мне не хватило искал по-дешевле -всеравно не хватило.
решил не парится и купил proxon гавенцо, конечно, но туда легко пристроить движки и стоит дешево. со временем сделаю нормальный станок(на данный момент это мне обойдется в штуки 3)

Да нет же, вопрос не в том, как просверлить, а в том, будет ли физически работать такая технология по заливке припоем глухих отверстий и ее повторяемость ?
Заклепки - это совсем другое.

под вопросом. обработка меди и заливка должна быть очень качественной.
потом, как вы собираетесь рисунок получить? тентинг-метод довольно нестабильный..даже со специальными фоторезистами, тк если где-то уплывет рисунок, в итоге попадет травитель в дырку и в первую очередь вытравит ее.
потом разрешение в негативного способа низкое - боковой подтрав портит всю картину. а о расчетном волновом сопротивлении не может быть и речи.
я с начинал с тентинга. потом юзал металлорезист никель, серебро(опасный для жизни раствор в случаи попадания туда серняги), потом перешел на чисто позитивный метод.

а так, я бы рекомендовал:
1. для тех,кто не хочет заморачиватся и не нужна высокая разрешающая способность - баллончик с графитом GRAFIT 33 - продается на каждом шагу, простой электролит серняга,купорос,спирт (все можно купить в соответствующих магазинах). только тока больше 0.3А/дм2 не давать. рисунок формировать тентингом. затем после травления осматривать, где повыедало и пропаивать проволочками
2. кому не страшна химия - освоить теорию и технику безопасности и вперед. моя методика здесь и на ixbit хорошо описана.
3. если возможности позволяют другие технологии, более перспективные - это круто, стоит воспользоватся и довести до ума

и вот несколько фото по теме
мой PCB-участок

палладиевый активатор
[attachment=37539:pd.jpg]
[attachment=37540:pd1.jpg]



растворы всякие. половина не относится к PCB либо устарели