Металлизация отверстий в домашних условиях

[ВячеславX]

savvey Я примерно год назад активно занимался исследованием способов металлизации. После нестабильных результатов с гипофосфитом, я попробовал использовать гипофосфит как активатор. Смачивал плату в растворе, в центрифуге удалял лишний раствор, нагревал плату. Плата покрывалась черным слоем восстановленной меди. Потом в раствор меднения. Все хорошо кроме адгезии. Сразу после гальваники адгезия вроде хорошая, но как только прикоснешься паяльником - отваливается при не значительном усилии. Я пришел к выводу - в пограничном слое меди есть микропоры с инородными включениями. При нагреве медь реагирует с остатками вещества в пограничном слое, который закупорен слоем гальваники, что приводит к ослаблению адгезии.
П.С. патенты это не книга и не руководство. Это просто кто-то обнаружил что-то и надеется что это будут применять везде и платить ему. Или патенты нужны человеку для престижа. Часто этот кто-то далёк от всех тонкостей той области, где он видит перспективы применения своего патента.

[savvey]

у меня нет стеклотекстолита, и я пробовал на блюдце глазурованном, зеркальное покрытие было не отодрать.
что касается эпоксидной смолы, то я почти уверен в превосходной адгезии.

то есть, это не совсем теория, а годный рабочие метод, и я бы не сравнивал его с гипофосфитным, по ряду ключевых свойств это совершенно другое.

[Ruzik]

комплексообразователь 2-амино-2-метил-1-propanol (аминоэтанол тоже работает)

А где это взять и сколько стоит? И сколько его надо?

[savvey]

я делал несколько вариантов и оказалось, что обычный моноэтаноламин работает также прекрасно как и 2-амино-2-метил-1-пропанол.
моноэтаноламин стоит как изопропанол примерно, точно не помню, но дешев.

его надо ровно столько, чтобы полностью растворить навеску формиата меди, можно чуть больше.

либо можно сделать так - налить некоторое количество моноэтаноламина к заведомому избытку медной соли и после того как он растворит в себе максимум возможного, добавить изопропилового спирта, и после выстаивания - отфильтровать.

готовится просто.

[Ruzik]

Это?
http://nevareaktiv.ru/catalog/zhidkie-h ... in-9700--3
http://rushim.ru/product_info.php?products_id=837

[savvey]

Ruzik писал(а):

Это?
http://nevareaktiv.ru/catalog/zhidkie-h ... in-9700--3
http://rushim.ru/product_info.php?products_id=837

да-да.

[Ruzik]

А формиат меди делаем так.. viewtopic.php?p=3155149#p3155149 ?
Или можно ацетат или гидроокись, что лучше?

[vsteshak]

С ацетатом формиат не получится. Берите гидроокись или основной карбонат

[Ruzik]

vsteshak
Нет, не из ацетата делать формиат, а использовать вместо формиата ацетат или гидроксид меди, вот про что речь..

savvey писал(а):

компаунд:
меди формиат или ацетат, лучше формиат, но я успешно металлизировал и с гидроксидом меди,

[savvey]

Ruzik писал(а):

А формиат меди делаем так.. viewtopic.php?p=3155149#p3155149 ?
Или можно ацетат или гидроокись, что лучше?

я делал из формиата, ацетата и гидроксида, во всех случаях были получены пленки меди, но гидроксид хуже растворяется и содержит меньше восстановителя чем формиат, но ровно столько же, как ацетат.

рекомендую формиат, потому что анион муравьиной кислоты полностью восстанавливает двух валентную медь сам посебе, разлагаясь на водород и углекислый газ, то есть муравьиная восстанавливает медь.

формиат делал из хлорида, но можно из сульфата.
сначала кухонной содой, гидрокарбонатом, осаждаем смешанный гидрооксид-карбонат меди, осадок несколько раз промываем (взболтать, дать отстоятся, воду с осадка слить), после чего сушим и растворяем в смеси 85% муравьиной кислоты и дист.воды, кислоты взять чуть в избытке, а воду наливать при нагреве на водяной бане, так - чтобы только все растворилось, это занимает время, и нужно не торопится подливать воду, так как потом ее же придется сушить.

немного пованивает муравьинкой, но терпимо для кухонных условий.
при охлаждении раствора сразу выпадают крупные кристаллы тетрагидрата формиата меди, их можно сразу отделить а остальное выкинуть, либо остаток налить в лоток или выпарную чашу и выставить под вытяжку, так как вместе с водой уходит избыток муравьинки и пованивает.

в общем, кристаллы надо отделить, высушить и растереть в ступке, а потом насыпать в лоток( тарелку) тонким слоем и поместить в сушилку или электропечь при 110-130 градусах.
после сушки, они меняют цвет на ярко-синий, не знаю как описать, с голубого, это, в основном, дигидрат формиата меди, в смеси с тетрагидратом.

вот и все.

дальше навеску этой соли постепенно растворяют в моноэтаноламине,
постепенно, это прибавляют по чуть-чуть, и долго выжидают, пока не станет ясно что больше не растворится и прибавляют еще моноэтаноламина.

раствор темно-темно синий, кажется, что не прозрачный, но это не так, он пропускает свет, это видно если посмотреть на лампу, но через него никаких кристаллов не видно, это факт, поэтому можно прибавить моноэтаноламин к избытку формиата дать время полностью растворить максимум возможного и растворить в изопропаноле с фильтрацией не растворенного остатка.

вопрос сколько нужно прибавит спирта все еще предмет обсуждения, так как возможны варианты.
например, можно пожиже и медь тонким слоем намертво приклеится к пластику, это будет совсем дешево и экономично, но тонкий слой быстро окисляется, хотя даже если в итоге будет пленка оксида меди, намертво приваренная к эпоксидке это тоже не плохо, так как пленку оксида можно восстановить формалином или боргидридом.

можно погуще, но надо пробовать.

еще можно добавить какое-то количество муравьиной кислоты в моноэтаноламин, чтобы сделать его соль, и эту соль в виде спиртового раствора наносить на окисленную медь и нагревать, чтобы восстановить.

вариантов много, все надо пробовать.

[Ruzik]

Я бы сейчас попробовал, но у меня нет этих реактивов.

savvey писал(а):

но без атмосферы аргона слой частично окисляется и местами прерывается электропроводность на участках.
это не проблема, так как нанесение нескольких слоев, либо восстановление в спирто-формалиновом растворе или в другом восстановителе (формиат натрия или боргидрид) решает задачу.

Не думаю, что в процессе металлизации что то успеет окислится до зеленого цвета, процесс вроде как бы непрерывный.

[savvey]

немного поразвлекался с медным комплексом

на стекле основной карбонат-моноэтаноламин-изопропанол (соотношение неизвестно, не взвешивалось)
он получился с меньшим содержанием меди, по ощущениям, но... результат выдал таки зеркало с однотонным оранжево-кирпичным оттенком.

другой сэмпл формиат меди 2 г., 3,75 г. моноэтаноламина и 14,75 г изопропанола, зеркало более радужное на фото.

есть кое-какие изменения в рецептуре, и пока буду копать дальше по мере сил, технология пока сырая, но весьма-весьма перспективная.

Вложения

air_burn_copper_compaund_formate_2g-3,75g-14,75g.JPG

(216.02 KiB) Скачиваний: 1106

air_burn_copper_compaund_hydroxycarbonate.jpg

(222.38 KiB) Скачиваний: 1372

[Ruzik]

savvey
А на фольгированном текстолите, где необходимо металлизировать только отверстия, этот метод будет работать?
Интересует адгезия этого слоя к основной меди.

[savvey]

Ruzik писал(а):

savvey
А на фольгированном текстолите, где необходимо металлизировать только отверстия, этот метод будет работать?
Интересует адгезия этого слоя к основной меди.

должон...

суть в том, что все органические примеси улетают, остается только медь, если правильно отжечь, ну, или чутка оксидов еще.

кстати, радуга- это оксиды меди разной толщины, сами по себе они довольно прочные и держатся очень крепко, даже с оксидами адгезия должна быть на высочайшем уровне в теории. (это даже не слой соединений олова, разной степени гидрированности, неизбежно образующийся при любом активаторе с участием олова, а лютая твердь)

во время отжига на воздухе, как на фото, видно что кислород таки образует на поверхности оксиды, от синего до оранжевого цвета

в гальванике такой прием часто применяется для художественных эффектов при меднении

"цветное оксидирование"


в случае PCB придется либо избавится от оксидов, либо игнорировать их, есть разные варианты.
опять-таки надо пробовать.

в инертной атмосфере проблемы оксидов бы не было, но это не значит, что это нельзя исправить каким-нибудь дешевым способом восстановления окисленной поверхности меди, отжигая на обычной кухонной печи.

плюс много нюансов, которые сейчас упускаются из виду, как то, при нагреве металлизированного текстолита до 200-250, что станет с его адгезией с основным слоем и т.п.

[Ruzik]

А декапирование не поможет в борьбе с оксидами?

[savvey]

смотря в чем и как.
я же говорю, что варианты избавится от оксидов есть, но последнее слово всегда за практикой. так что все надо тестировать.

лично я бы, имея даже начальный, гаражный, уровень промышленного производства плат для начала озаботился герметичным контейнером, с впуском аргона\аргона-водорода\аргона-формальдегида(пар), с подогревом до 250, и тогда бы этой проблемы не было вообще, но это отдельное технологическое устройство, хотя и не сложное.

а можно и чисто химически решить проблему.

[ВячеславX]

savvey
Избавиться от оксидов - не вижу никаких проблем, прополоскать в соляной кислоте 10...12%. Попробуй салфеткой протереть с кислотой, промыть водой, потом сухой салфеткой высушить.
Соединения олова на плате не остаются при правильном юзании классического метода. При полоскании платы после активатора в растворе щёлочи или кислоты остаётся только палладий.
А сколько минут надо прогревать при 200С ? Я так понял чем больше температура, тем меньше прогревать. Если более 1...2 минуты 250С - может быть плохо для стеклотекстолита. Наверняка многим знакомо - долго греешь контакт и он отваливается.

[savvey]

прогревать довольно недолго, минут пять.
оно сразу видно как идет, и идет быстро.

тут вопрос в том - как металлизировать, либо голый текстолит, тогда никаких проблем с температурой не вижу, оксиды там, не оксиды, все равно должно покрыться химической медью.

либо только отверстия, при наличии меди на текстолите, и тоже должно пойти, хотя выдержит ли металлизированный текстолит нагрев, я не знаю, а оксиды действительно не проблема, правда, растворять их лучше не в кислоте.

и на первом месте, пока, вовсе не оксиды, а, собственно, оптимальный состав, который пока еще не установлен.

[Seriyvolk]

хотя выдержит ли металлизированный текстолит нагрев, я не знаю

Ну час же выдерживает при 150 градусах без последствий. Неужели этой температуры не хватит для процесса?

[Forward]

сэмпл формиат меди 2 г., 3,75 г. моноэтаноламина и 14,75 г изопропанола

Теоретический пересчет данного эксперимента на толщину возможного слоя меди в отверстиях (рассчитывалось исходя из молекулярной массы тетрагидрата формиата, плотности изопропанола и 100% заполнения отверстия) показывает следующее: - для отверстия 0.3 мм - 0.18 мкм, 0.5 мм - 0.31 мкм. Далее - зависит от смачиваемости и поверхностного натяжения.

озаботился герметичным контейнером, с впуском аргона\аргона-водорода\аргона-формальдегида(пар), с подогревом до 250

Герметичным - нельзя. Лучше с небольшим протоком. И аргоновыми смесями список газов я бы не ограничивал: азот, к примеру, тоже подойдет.
Для фольгированных материалов есть datasheet-ы в которых указаны допустимые температурные режимы. Например для одного представителя семейства FR-4 Kingboard производитель гарантирует устойчивость к температуре 260о в течении 10 минут http://www.kblaminates.com/upfile/20160 ... 913011.pdf. Там же есть данные и по другим представителям семейства FR-4 этого производителя.