塩化第二鉄エッチング液の使用をやめてください! (より良いエッチングソリューション。)

塩化鉄は、従来の家庭用回路基板のエッチング液です。 簡単に手に入り、フェリック自体は大きな環境問題ではありません。 ただし、ボードをエッチングすると、塩化銅がたくさん入ったソリューションが残ります。 この溶解した銅環境問題であり、排水口に(合法的に)それを注ぐことはできません-有害廃棄物施設に持ち込むことになっています。 (たとえば、このFAQの塩化第二鉄の廃棄方法。)

銅を処分することを心配する必要がないように無期限に再利用できるエッチング液があり、ハードウェアで購入した材料で10.00ドルのような生涯の供給で作ることができればいいのではないでしょうか?ドラッグストア? (そしてそれもきれいです。)

私はあなたのために7つの言葉を得ました:水性塩酸溶液中の塩化銅! (感嘆符!)

しかし、どのようにCCiAHASを取得しますか? 便利なことに、単純な2成分のスターターエッチャントで開始し、大量のエッチングを行うことにより。

ステップ1:材料:スターターエッチャント

スターターエッチャント自体には、塩酸と過酸化水素の2つの成分だけが必要です。

(OK、実際には3つ。しかし、3つ目は銅です。説明については、化学セクションを参照してください。)

塩酸(ムリア酸、「プール酸」など)は、金物店で入手できます。 私が得た酸は31.45%(または10M)で、1ガロンあたり約5ドルです。 これは、これまで以上に必要なものです。

過酸化物はマウスウォッシュまたはクリーニングカットでは通常3%で、大きなボトルで2〜3ドルでドラッグストアで購入できます。

PCBと2つの標準化された計量カップに適合する非金属容器も必要です。

ハードウェアストアにいる限り、まだアセトンをお持ちでない場合は、アセトンを取りましょう。 エッチングレジストを除去するのに役立ちます。 (それは別の説明可能です。)

ステップ2:ココナッツにライムを入れる...

2量の過酸化水素を測定し、それを非金属容器に注ぎます。

塩酸を1量分測定し、注ぎます(「あなたが好きなように、水に酸を加えます」。制御不能な発熱反応の可能性を最小限に抑えます)。

酸に注意してください。 このもの(10モル)は強いです。 キャップを外したとき、私は少し気分が悪くなりました。 直接吸わないで、キッチンの窓を開けてください。

一方、先ほど作成したスターターエッチャントはそれほど悪くはありません-中程度の強さの酸化剤を含む3M HCl程度です。 バッチを再使用しているとき、室温ではあまり発煙しません。

とは言っても、金属、特にステンレス製の台所の流し台に近づけないように注意する必要があります。 ステンレスコーティングはすぐに食べられます。 シンクの近くにこのいずれか(一滴でも)がある場合は、常に大量の水を流してください。

ステップ3:PCBを追加して、エッチングします。

PCBをソリューションに放り込むと、飛び出します。

このバッチのソリューションを使用するのがこれが初めての場合(そして、そうだと思われます)、それは超高速でエッチングします。 この小さなボードはわずか2分かかりました。 うわぁ!

私は深い容器を使用しているため、エッチングするにつれて容器を渦巻く傾向があります。 ただし、この機能は非常にアクティブであるため、必要かどうかはわかりません。

スターターソリューションは少量の塩素ガスを放出するため、換気のために窓を開いたままにしてください。 (エンドエッチング液は、はるかに少ない量を放出します。)

また、エッチング液が銅を食い尽くすにつれて、時間が経つにつれて緑色になる様子にも注意してください。 これは良い知らせです。

何が起こっているのかは、ボードから銅を溶かし、それを塩化第二銅に変えていることです。 長期的には、塩化第二銅がほとんどのエッチングを行うことになります(廃棄する必要はありません)。 今のところ、ソリューションが薄緑色に変わるのを見てください。 次に使用すると、色が濃くなります。

ステップ4:化学ブレーク

(注:私は経済学者であり、化学者ではありません。このようなものに修正や追加がある場合は、コメントを残してください!)

このウェブサイトを見たとき、私はこのアイデアに出会った:アダム・セシェルによる空気再生酸銅塩化物によるエッチング。 塩化第二銅は、酸レベルを補充し、酸素を追加することにより(大気からバブルイン)、無期限に再利用できます。 安くて環境に優しい起動が可能です。

このウェブサイトには、塩化第二銅エッチングに関する多くの優れた化学情報があります。 エッチング速度に関する彼のデータは素晴らしく、溶液の酸性度を維持するための彼の簡単な滴定手順は非常に素晴らしいです。

塩化第二銅溶液を作るために、彼は銅線の束を塩酸に溶かし、過酸化水素を使って酸化を加速するかもしれないと述べているが、詳細には触れていない。

それは私に考えさせられました。 まだ塩化第二銅はありませんでしたが、銅を溶かすことで作ることができます。 銅の溶解は、エッチングゲームの名前です。 したがって、1つのエッチャントを作成して、無限に再充電可能な別のエッチャントを作成できます。 エレガント。

塩酸/過酸化物は一般的な自家製のエッチャントであることが判明しました(そして、私は再び車輪を再発明しました)が、人々は彼らの「使いきった」エッチャントを捨てるのに慣れてしまったと思います再利用について。 この説明できることの全体的なポイントは、それを捨てるのではなく、溶解した銅を長期のエッチング液として永遠に使用することです。

これは化学的に何が起こっているかです:

溶液に多くの銅が溶解する前は、Cu + 2 HCl + H2O2-> CuCl2 + 2H2Oが主な正味反応です。 すなわち、過酸化物からの溶液中の余分な酸素は、酸の存在下で銅金属を酸化して、塩化銅(II)を作ります。 それが私たちのスターターエッチング液です。 結果として得られるCuCl2は、素敵なエメラルドグリーンです。

大量の銅を溶液に溶解し、すべての過酸化物を使い果たした後、塩化銅がほとんどのエッチングを行います:CuCl2 + Cu-> 2 CuCl。 それが最終エッチング液です。

最終的には、すべてをエッチングしてCuCl2をCuClに変換しますが、CuCl2は銅を溶解せず(そして茶色がかっこいいです)。 溶液に十分な酸があれば、酸素を追加して銅(I)を再酸化し、塩化銅(II)と水をさらに増やすことができます:2 CuCl + 2 HCl + O-> 2 CuCl2 + H2O。 そして、もう一度エッチングできます。

ボトムライン:

維持すべき2つのこと:CuCl2レベルと酸レベル。

CuCl2:すべての過酸化物が使い果たされ、溶液が茶色がかった状態になったら、酸素を追加して溶液を再生成する必要があります。または、開いているコンテナに注いで待つだけです。 ソリューションが緑色に変わるので、再びエッチングする準備ができたことを簡単に判断できます。

また、空気を追加して酸素を過剰に追加することは不可能なので、心のコンテンツにバブル/渦巻きができます。 酸素を追加するために過酸化物を使用している場合は、控えめにしてください-少しは長い道のりであり、ほとんどが水なので、エッチング液を追加することで希釈します。

酸:HClはスターターエッチャントと再生反応で消費されていることに注意してください。 そのため、時間が経つにつれて少し酸を追加する必要があります。 茶色のエッチング液を緑化するのが難しいことに気づいたら、おそらく酸のことを考え始めましょう。

Adamのサイトで説明されている滴定を数回試してみましたが、非常に簡単ですが、正確なスケールと純粋な灰汁が必要です(ハードウェアストアに戻る...)。 ボードのいくつかのバッチごとに大量の酸を投げる方が簡単です。これは私にとってトリックをしているようです。

ステップ5:次のラウンドのためにEtchantを保存します。 完了です。

エッチングが完了したら、エッチング液をストレージボトルに戻し、ボードを洗い流し、フラックス、ドリル、投入、はんだ付けします。

ここにいくつかの最後のメモ:

1)このようなものをかなり簡単に作成できます。再利用しているので、skiする理由はありません。 「タンク」に大量のエッチング液を入れます。 たとえば、使用するFeClエッチャントが少なすぎると、銅で飽和して速度が低下する可能性があり、その結果、エッチング時間が長くなり、ピッチングまたはアンダーカットが発生するか、悪化します。 塩化銅でボードをエッチングするとき、容器に数インチ余分な溶液を注ぎます。 とにかく再利用可能であり、酸素への余分な露出はちょうどそれを再生します。 大規模なライブ。

2)作りすぎないでください。 溶液を再利用し続けると、時々少しずつ酸と過酸化物を追加する必要があります。 750ミリリットルの容器をお持ちの場合は、500ミリリットル未満の溶液で始めてください。 時間とともに成長する余地を与えてください。 結局のところ、主なポイントは、使用済みのエッチング液に銅を廃棄する必要を避けることです。

3)エッチャントの量が多すぎる場合(最終的には発生します)、浅い(非金属)鍋またはビーカーなどに入れてしばらく放置することで、余分な水を蒸発させることができます。 これにより、溶液中の銅が濃縮され、より強力なエッチング液が得られます。 また、ボーナスとして銅の一部を再酸化します。 過酸化物を追加するときは、実際に97%の水を追加していることに注意してください。

4)リンクされたWebサイトは、CuCl2の再生を行うために溶液に酸が含まれている限り、エッチング液の酸レベルは重要ではないことを示唆しています。 存在するCuCl2(vs CuCl)の量は、溶液の色によって簡単に診断できます。 酸素を追加して緑に戻し、それが機能しない場合は少し酸を追加します。 最悪の場合は、最適ではないバスを使用して、エッチングごとにさらに数分待たなければならない場合があります。 これはロケット手術ではありません。

5)アクアリウムポンプ(魚屋で6ドル)があり、これを使用してソリューションを再度アクティブにしました。 仕事をしている間、私がたくさんエッチングしていると、時々私はそれを数時間そのままにしておきます。 しかし、最近私は怠け者であり、イライラし、過酸化状態のカップルに投げ込まれました。 両方ともうまくいくようです。

6)銅を鉄でエッチングすることの環境上の利点は、ほとんどの場合、基板から出る銅を数回エッチングするたびに廃棄する必要がないことです。 銅のエッチャントが過剰になった場合は、それを有害廃棄物のように処理してください。地元の有害化学物質処理オプションを調べてください。 銅塩は、非常に希薄な濃度であっても(たとえば)魚に有毒であるという事実を回避することはできません。

ステップ6:別の(過度に複雑な)方法:塩化第二銅をより速くします。

当初、塩化第二銅のエッチング液を作ろうとしたとき、そこに到達するために通常のエッチング手順を使用することを考えていませんでした。 そこで、意図的にワイヤーから銅の束を溶解しました。

私はそれが特に良い考えだとは思いませんが、ここで私がより早く最終段階のエッチング液に到達した方法を示します。

1:2の代わりに酸/過酸化物を1:1で混合しました。 アイデアは、後の再生のために酸の残りをたくさん持つことでした。 私はそれが良い考えだとは思わないし、私は再びそれをしないだろう。 おそらく1:2の方が優れており、結果として、より少ない発煙で、より多くの銅がより早く溶液に含まれます。

ヒュームを制御するために、私は特許出願中の(冗談を言っている)Two-Pint-Glass Fume-Containment-Apparatusを使用しました。 過酸化物を注ぎ、銅を追加してから、1枚のグラスを他のグラスの上に置きます。 2つのグラスの間の小さな隙間から酸を流し込み、再度密封します。 出来上がり。 煙はありません。 (ビデオを参照してください。水を例にしたと思います。)

また、最初に酸化銅を作ることで塩化第二銅の形成を開始しました。これは、酸だけの存在下で塩化第二銅に変わります。 これはまったく必要ありませんが、楽しかったです。 ストーブ上の銅線のコイルを赤熱するまで加熱すると、酸化銅の薄片状のコーティングが得られます。

それ以外の場合、基本的には前の手順なので、メモについては写真を参照してください。 とにかくお勧めしません。 溶解する銅が少なければ少ないほど、(最終的には)廃棄する銅が少なくなり、酸/過酸化物のエッチング液は非常に使いやすくなります。

2カップテクニックはかわいいです。 私はまだそれをお勧めします。

添付ファイル

  • クイックエッチャント00073.aviダウンロード

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