Травление печатных плат бихроматом калия и серной кислотой

Травители на основе бихромата калия и серной кислоты долгое время использовались для травления плат, покрытых припоем или оловом. Однако после внесения шестивалентного хрома Cr(VI) в список чрезвычайно опасных для окружающей среды веществ их использование полностью прекратилось.

Также к недостаткам травителей на основе бихромата калия и серной кислоты относят трудность регенерации, недостаточную скорость травления, низкое предельное количество растворенной меди (от 0,534 до 0,801 кг/м³) и опасное ухудшение оборудования из ПВХ и полипропилена. Травители на основе хромовой кислоты совместимы с пайкой, сплавом олова и никеля, золотом, защитным виниловым лаком, а также сухим или жидким пленочным фоторезистом. Травление меди в смеси хромовой и серной кислот протекает медленно, поэтому для увеличения скорости необходимы добавки, в частности, сульфат натрия и йод. Щелочные травители зарекомендовали себя более безопасными и дешевыми травителями, нежели растворы хромовой кислоты.

Ниже представлены некоторые трудности, возникающие при травлении печатных плат серной кислотой.

1. Разъедание припоя. Защитные свойства припоя зависят от химического состава нерастворимых соединений на поверхности платы. Припой разъедается, если содержание сульфата в ванне с серной кислотой становится чрезмерно низким или если в ней образуются хлориды и нитраты. На разъедание припоя травителем также влияют содержащиеся в нем химические вещества. При уменьшении содержания свинца защитная сульфатная пленка истончается и защитный слой теряется.
2. Низкая скорость травления или отсутствие травления меди. Может быть вызвано низким содержанием хрома, низкой температурой, недостатком серной кислоты или высоким содержанием меди. Раствор необходимо поддерживать ближе к 30°Боме (рН примерно 0,1, температура 21—26 °С), а при уровне меди выше 0,7 кг/м³ – сливать.
3. Появление пятен на материалах платы. Поверхности диэлектрического основания, как например бумагосодержащие фенольные смолы, разъедаются травителем на основе хромовой кислоты. Удаление проблематично, платы обычно признаются бракованными.
4. Сброс. Отработанные травители на основе хромовой кислоты представляют серьезную проблему при сбросе. Сброс необходимо проводить в соответствии с принятыми стандартами и практиками.
5. Угрозы безопасности. Хромовая кислота (раствор бихромата натрия) чрезвычайно сильный окислитель. Она разъедает ткань, резину, пластик и многие металлы. В рамках мероприятий по охране труда необходимо обеспечить соответствующую вентиляцию рабочих помещений, чтобы не допустить проникновения испарений, предоставить операторам перчатки из синтетической резины, фартуки, защиту для лица и глаз, а также хранить химическое вещество вдали от горючих материалов. Возможно появления дерматита и повреждение носовой мембраны.