Stop met het gebruik van Ferric Chloride Etchant! (Een betere etsoplossing.)

IJzerchloride is een traditioneel etsmiddel voor printplaten voor thuisgebruik. Het is gemakkelijk genoeg om langs te komen, en de Ferric is op zichzelf geen groot milieuprobleem. Als je er echter een bord mee hebt geëtst, blijft er een oplossing over met een bosje koperchloride erin. Dit opgeloste koper is een milieuprobleem en je kunt het niet zomaar (legaal) door de afvoer gieten - je zou het naar een gevaarlijk afvalvoorziening moeten brengen. (Bijvoorbeeld: IJzerchloride verwijderen in deze veelgestelde vraag.)

Zou het niet mooi zijn als er een etsmiddel zou zijn dat je voor onbepaalde tijd zou kunnen hergebruiken, zodat je je geen zorgen hoeft te maken over het weggooien van koper, en dat zou kunnen worden gemaakt in levenslange levering voor ongeveer $ 10, 00 met ingrediënten gekocht bij hardware en drogisterijen? (En het is ook mooier.)

Ik heb zeven woorden voor je: koperchloride in waterige zoutzuur! (Uitroepteken!)

Maar hoe krijg je CCiAHAS? Handig genoeg, door te beginnen met een eenvoudig etsmiddel met twee ingrediënten en een heleboel te etsen.

Stap 1: Ingrediënten: de Starter Etchant

Voor het starter-etsmiddel zelf heb je maar twee ingrediënten nodig: zoutzuur en waterstofperoxide.

(OK, eigenlijk drie. Maar de derde is koper. Zie het gedeelte over chemie voor uitleg.)

Zoutzuur (zoutzuur, "poolzuur", etc.) is verkrijgbaar bij een ijzerhandel. Het zuur dat ik kreeg is 31, 45% (of 10 miljoen) en zou rond de $ 5 per gallon moeten lopen. Dat is meer dan je ooit nodig zult hebben.

Het peroxide is normaal 3% voor mondwater of schoonmaakbeurten en kan bij een drogisterij worden gekocht voor $ 2-3 voor een grote fles.

Je hebt ook een niet-metalen container nodig die op je printplaat past en twee gestandaardiseerde maatbekers.

Zolang je in de ijzerhandel bent, pak wat aceton als je er nog geen hebt. Het is handig voor het verwijderen van de etsresist. (Dat is voor een ander instructeerbaar.)

Stap 2: Doe de limoen in de kokosnoot ...

Meet twee hoeveelheden waterstofperoxide af en giet het in uw niet-metalen container.

Meet een hoeveelheid zoutzuur af en giet het in. ("Doe zoals je moet, voeg zuur toe aan water" om de kans op een oncontroleerbare exotherme reactie te minimaliseren.)

Wees voorzichtig met het zuur. Dit spul (bij 10 mol) is sterk. De mijne rook een beetje toen ik de dop eraf haalde. Adem het niet rechtstreeks in en zorg ervoor dat u het keukenraam heeft geopend.

Het etsmiddel dat je zojuist hebt gemaakt, is daarentegen niet zo slecht - ongeveer 3 M HCl met een middelsterke oxidator. Ik merk dat het niet veel rookt bij kamertemperatuur als ik een batch hergebruik.

Dat gezegd hebbende, moet je heel voorzichtig zijn om het uit de buurt van metaal te houden, vooral je roestvrijstalen aanrecht. Het zal de roestvrijstalen coating meteen opeten. Zorg ervoor dat er altijd veel water stroomt als je dit (zelfs een druppel) in de buurt van de gootsteen hebt.

Stap 3: Voeg PCB toe en u etst.

Gooi de PCB in de oplossing en hij zal opstijgen.

Als dit de eerste keer is dat u deze batch oplossing gebruikt (en ik neem aan dat dit zo is), zal het supersnel etsen. Dit kleine bord duurde slechts 2 minuten. Yikes!

Omdat ik een diepe container gebruik, heb ik de neiging om het rond te draaien terwijl het etst. Dit spul is echter zo actief dat ik niet zeker weet of het nodig is.

Houd het raam open voor ventilatie omdat de starteroplossing een beetje chloorgas afgeeft. (Het einde-etsmiddel geeft veel, veel minder af.)

Merk ook op hoe het etsmiddel na verloop van tijd groener wordt naarmate het het koper opeet. Dit is goed nieuws.

Wat er gebeurt, is dat je het koper van het bord oplost en het in koperchloride verandert. Op de lange termijn zal het koperchloride het grootste deel van het etsen uitvoeren (in plaats van verwijdering te vereisen). Kijk voor nu gewoon hoe uw oplossing lichtgroen wordt. De volgende keer dat u het gebruikt, wordt de kleur dieper.

Stap 4: Chemie Break

(Opmerking: ik ben een econoom, geen chemicus. Laat een reactie achter als je correcties en / of aanvullingen hebt op dit spul!)

Ik kwam dit idee tegen toen ik deze website zag: Ets with Air Regenerated Acid Cupric Chloride van Adam Sechelle. Koperchloride kan voor onbepaalde tijd worden hergebruikt door de zuurniveaus bij te vullen en zuurstof toe te voegen (uit de atmosfeer binnengesijpeld). Klinkt goedkoop en milieuvriendelijk om op te starten.

De website heeft veel goede scheikundige informatie over het etsen van koperchloride. Zijn gegevens over etssnelheden zijn geweldig en zijn eenvoudige titratieprocedure om de zuurgraad van de oplossing te behouden is best aardig.

Om de cupric chloride-oplossing te maken, lost hij een hoop koperdraad op in zoutzuur en vermeldt hij misschien dat hij waterstofperoxide gebruikt om de oxidatie te versnellen, maar hij gaat niet in op details.

Dat zette me aan het denken. Je had nog geen koperchloride, maar je kunt het maken door koper op te lossen. Koper oplossen is de naam van het etsspel. We kunnen dus één ets maken die een andere ets maakt die oneindig oplaadbaar is. Elegant.

Blijkt dat zoutzuur / peroxide een veelvoorkomend etsmiddel voor thuisbrouwen is (en ik heb het wiel opnieuw opnieuw uitgevonden), maar ik denk dat mensen er zo aan gewend zijn geraakt om hun "gebruikte" etsmiddel weg te gooien dat ze niet denken over hergebruik. Het hele punt van dit instructable is dat je het niet weggooit, maar het opgeloste koper voor altijd als je etser op lange termijn gebruikt.

Dit is wat er chemisch aan de hand is:

Voordat er veel koper in de oplossing is opgelost, is Cu + 2 HCl + H2O2 -> CuCl2 + 2H2O de dominante netto-reactie. Dat wil zeggen, de extra zuurstof in oplossing van het peroxide oxideert het kopermetaal, in aanwezigheid van het zuur, om koper (II) chloride te maken. Dat is ons starterset. De resulterende CuCl2 moet een mooie smaragdgroene kleur hebben.

Nadat je veel koper in de oplossing hebt opgelost en al het peroxide hebt opgebruikt, doet het koperchloride het meeste etsen voor je: CuCl2 + Cu -> 2 CuCl. Dat is het einde-etsmiddel.

Uiteindelijk etst u zoveel dat u alle CuCl2 omzet in CuCl, waardoor koper niet oplost (en een vieze bruine kleur heeft). Zolang je genoeg zuur in de oplossing hebt, kun je gewoon meer zuurstof toevoegen om het koper (I) opnieuw te oxideren, waardoor er meer koper (II) chloride en water ontstaat: 2 CuCl + 2 HCl + O -> 2 CuCl2 + H2O. En dan kun je weer etsen.

Bottom Line:

Twee dingen om te behouden: CuCl2-niveaus en zuurniveaus.

CuCl2: Nadat al het peroxide is opgebruikt en de oplossing bruinachtig begint te worden, moet je zuurstof toevoegen om de oplossing opnieuw te regenereren: gooi nog een paar dopjes peroxide of luchtbellen door de oplossing of draai het krachtig rond, of giet het gewoon in een open bak en wacht. Het is gemakkelijk te zien wanneer je weer wilt etsen, want de oplossing wordt groen.

Het is ook onmogelijk om teveel zuurstof toe te voegen door lucht toe te voegen, dus bubbel / wervel naar hartelust. Als u peroxide gebruikt om zuurstof toe te voegen, wees dan zuinig - een beetje gaat ver, en het is meestal water, dus u verdunt uw etsmiddel door het toe te voegen.

Zuur: merk op dat HCl wordt geconsumeerd in het startersetsmiddel en de regeneratiereacties. We zullen dus na verloop van tijd wat meer zuur moeten toevoegen. Als je merkt dat het moeilijker is om je bruine etsmiddel opnieuw groen te maken, is het waarschijnlijk tijd om zuur te gaan denken.

Ik heb de titratie die op de site van Adam is beschreven een paar keer geprobeerd en het is vrij eenvoudig, maar vereist een nauwkeurige schaal en pure loog (terug naar de ijzerhandel ...). Het is gemakkelijker om elke paar batches planken gewoon een dop zuur in te gooien, wat voor mij de oplossing lijkt te zijn.

Stap 5: bewaar het Etchant voor de volgende ronde. Je bent klaar.

Als je klaar bent met etsen, giet je het etsmiddel terug in je bewaarfles, spoel je het bord af, flux, boor je, vul je het in en soldeer je.

Enkele laatste opmerkingen hier:

1) Je kunt heel wat van dit spul heel gemakkelijk maken, en aangezien je het opnieuw gebruikt, is er geen echte reden om te beknibbelen; stop veel ets in je "tank". Als u bijvoorbeeld te weinig FeCl-etsmiddel gebruikt, kan het verzadigd raken met koper en vertragen, wat kan leiden tot lange ets-tijden en putjes of onderbieding of erger. Als ik een bord met koperchloride ets, giet ik een paar centimeter extra oplossing in de container. Het is hoe dan ook herbruikbaar en de extra blootstelling aan zuurstof regenereert het gewoon. Leef groot.

2) Maak niet teveel. Terwijl u de oplossing blijft hergebruiken, moet u af en toe een beetje meer zuur en een beetje meer peroxide toevoegen. Als je een container van 750 milliliter hebt, begin dan met minder dan 500 milliliter oplossing. Geef jezelf wat ruimte om in de loop van de tijd te groeien. Het belangrijkste is immers om te voorkomen dat het koper in het gebruikte etsmiddel moet worden weggegooid.

3) Als je te veel etsmiddel hebt (het zal uiteindelijk gebeuren), kun je het extra water verdampen door het in een ondiepe (niet-metalen) pan of beker of wat dan ook te doen en het een tijdje te laten zitten. Dit concentreert het koper in oplossing, waardoor je een sterker etsmiddel krijgt. Het zal ook een deel van het koper voor je opnieuw oxideren, een bonus. Onthoud dat wanneer je het peroxide toevoegt, je eigenlijk 97% water toevoegt.

4) De gelinkte website suggereert dat de zuurniveaus in het etsmiddel niet kritisch zijn, zolang er wat zuur in oplossing is om de CuCl2-regeneratie uit te voeren. De hoeveelheid CuCl2 (vs. CuCl) die aanwezig is, is eenvoudig te diagnosticeren aan de hand van de kleur van de oplossing. Voeg zuurstof toe om opnieuw groen te maken en voeg een beetje zuur toe als dat niet werkt. In het ergste geval is het mogelijk dat u per ets nog een paar minuten moet wachten met een suboptimaal bad. Dit is geen raketoperatie.

5) Ik heb een aquariumpomp ($ 6 bij een viswinkel) die ik heb gebruikt om mijn oplossing opnieuw te activeren. Soms liet ik het een paar uur staan ​​terwijl ik aan het werk ben als ik veel heb geëtst. Maar de laatste tijd ben ik lui / ongeduldig en gooide ik een paar dopjes peroxide in. Beide lijken prima te werken.

6) Het milieuvoordeel van etsen met koper boven ferri-ijzer ligt meestal in het niet hoeven te ontdoen van het koper dat om de paar keer dat u etst van uw platen komt. Wanneer en als u toch te veel koperen etsmiddel krijgt, behandel het dan als het gevaarlijke afval dat het is - kijk naar uw lokale mogelijkheden voor het verwijderen van gevaarlijke chemicaliën. Het valt niet te ontkennen dat koperzouten (bijvoorbeeld) zelfs in zeer verdunde concentraties giftig zijn voor vissen.

Stap 6: Alternatieve (te complexe) methode: maak Cupric Chloride sneller.

Toen ik oorspronkelijk begon met het maken van een etsmiddel van Cupric Chloride, had ik er niet aan gedacht om gewoon de etsprocedure te gebruiken om daar te komen. Dus heb ik opzettelijk een hoop koper uit een draad opgelost.

Ik denk niet dat het een bijzonder goed idee is, maar hier is hoe ik sneller bij het eindstadium kwam.

Ik heb het zuur / peroxide 1: 1 gemengd in plaats van 1: 2. Het idee was om een ​​hoop zuur over te houden voor latere regeneratie. Ik denk niet dat het een goed idee is en ik zou het niet nog een keer doen. 1: 2 is waarschijnlijk beter en resulteert sneller in meer koper in oplossing met minder rook.

Om de dampen onder controle te houden, gebruikte ik het gepatenteerde (grapje) Two-Pint-Glass Fume-Containment-Apparatus. Giet het peroxide erin, voeg het koper toe en plaats het ene glas op het andere. Giet het zuur door een kleine opening tussen de twee glazen en sluit opnieuw af. Voila. Geen dampen. (Zie video. Ik denk dat ik het met water als voorbeeld heb gedaan.)

Ik heb ook een begin gemaakt met de vorming van koperchloride door eerst koperoxide te maken, dat in aanwezigheid van alleen zuur in koperchloride verandert. Dit is helemaal niet nodig, maar het was leuk. Verwarm een ​​spoel van koperdraad op de kachel tot roodgloeiend en je krijgt een slappe coating van koperoxide.

Anders is het in feite de vorige procedure, dus bekijk de foto's voor notities. Ik zou het toch niet aanraden. Hoe minder koper je oplost, hoe minder koper (uiteindelijk?) Moet worden verwijderd en het zuur / peroxide-etsmiddel is gemakkelijk te gebruiken.

De techniek met twee kopjes is schattig. Ik raad het nog steeds aan.

Bijlagen

  • quick etchant 00073.avi Downloaden

Verwante Artikelen