Травление медных пластин

Технология травления медных пластин сложнее технологии травления магния. При травлении магния, регулируя скорость вращения лопаток, температуру раствора и т. д., можно получить необходимые параметры клише. При травлении меди все намного сложнее, так как в состав раствора может входить до шести добавок в различных сочетаниях, которые определяются видом клише: глубокое плашечное или неглубокое растровое. Постоянная добавка в травильный раствор для меди - антивспениватель, который плавает на поверхности в виде тонкой пленки и препятствует образованию пены.

Все добавки для травления меди делятся на возобновляемые, которые необходимо обновлять после каждой вытравленной в растворе пластины или после долгого перерыва в травлении, и невозобновляемые, которые добавляются в раствор один раз и используются до его замены.

В травильном растворе возобновляемые и невозобновляемые добавки в совокупности образуют сложную органическую ПАВ-смесь, которая в процессе травления абсорбируется на поверхности медной пластины и далее смывается к боковым граням печатающих элементов клише, защищая их от действия травящего раствора, способствуя таким образом получению положительного угла травления. Со временем возобновляемые добавки теряют свои рабочие свойства, ПАВ-смесь перестает работать правильно. Так, например, если машина простояла ночь без работы, на утро необходимо в травильный раствор добавить полную порцию возобновляемой добавки, так как старая добавка уже потеряла свои рабочие свойства.

Перейдем к самой технологии изготовления медных клише. Операции по засветке, проявлению и предварительной протравке аналогичны процедурам при травлении магния. Отличается только коэффициент термического расширения меди (учитываемый при выводе пленок): он в 2 раза меньше, чем для магния.

После проявления необходимо провести ретушь спиртовыми чернилами необрабатываемых поверхностей (в том числе пробельных элементов). Это делается для сокращения затрат травильного раствора.

Следующий этап - предварительное травление в 10-процентном растворе муравьиной кислоты. Это необходимо для того, чтобы снять имеющиеся на пластине окислы и предотвратить появление новых.

После предварительных операций по обработке медной пластины переходят к процессу травления.

Добавки разбавляются в соотношении 1:10 чистым травильным раствором, представляющим собой раствор хлорного железа концентрацией 1,26 г-моль/л.

Пример подготовки рабочего раствора для травления меди:

- в рабочую ванну заливается 56,7 л раствора хлорного железа концентрацией 1,26г-моль/л;

- разводится 90 г порошка добавки 13A в 900 мл раствора хлорного железа, и эта смесь заливается в рабочую ванну;

- добавляется 5 капель антивспенивателя;

- разводится 60 г порошка добавки 13B в 600 мл раствора хлорного железа и эта смесь заливается в рабочую ванну.

После составления раствора его перемешивают около 15 мин, устанавливают рабочий режим машины: температура раствора 20 0C, скорость вращения лопаток 800 об./мин.

Для оптимальной защиты боковых стенок свежий рабочий раствор в ванне должен содержать не менее 15 г меди на 1 л жидкости. Поэтому, прежде чем приступить к выполнению производственного задания, свежеприготовленный раствор необходимо стабилизировать путем растворения в нем требуемого количества меди. Медь добавляется в раствор после полного растворения ПАВ-добавок. На держателе устанавливается предварительно взвешенная медная пластина и вытравливается в течение промежутка времени, достаточного для растворения необходимого количества меди. Затем пластина изымается из раствора и взвешивается повторно для точного определения массы растворенной меди.

Для проверки качества раствора проводят травление тестового клише и проверяют угол травления. Если угол меньше нужного, в ванну добавляется 150 мл раствора хлорного железа с 15 г добавки 13В. Если угол травления больше нужного, достаточно в течение 5 мин перемешивать рабочий раствор, в результате чего часть добавки теряет свои рабочие свойства. После получения хорошего качества травления тестовой пластины приступают к травлению рабочей пластины.

Время травления зависит от необходимой глубины элементов. В среднем глубину в 1 мм получают за 30 мин, для клише глубиной 0,7 мм требуется 20 мин, 0,3-0,4 мм - 8-10 мин.

Как уже было сказано выше, медные пластины не травят на глубину более 1 мм, большую глубину получают методом фрезерования. Это связано с тем, что раствор для травления меди достаточно дорог, а чем больше меди вытравливается из пластины, тем быстрее раствор насыщается солями меди и теряет свои качества. Кроме того, при большой глубине травления увеличивается вероятность стравливания тонких линий.

После травления клише промывают в воде, удаляют ацетоном остатки фоторезиста и чернила и сушат сжатым воздухом. Далее производят механическую доработку клише, включающую фрезерование пробельных элементов на нужную глубину и фасок на гранях клише, а также удаление лишних точек.

После механической доработки клише готово. Иногда для придания клише большей твердости и тиражестойкости после травления или гравировки их хромируют.

Перед следующим травлением в травильный раствор снова добавляют возобновляемую добавку и изготовляют тестовое клише.

При достижении определенной концентрации меди в травильном растворе его сливают, травильную ванну промывают и составляют новый раствор. Концентрацию меди в растворе проверяют при помощи спектрофотометра (наиболее точный метод), либо измеряя массу растворенной в травильном растворе меди (путем сложения между собой разниц между массой пластины до травления и после). Максимальная концентрация меди составляет 31-32 г меди на 1л раствора.

Моют машину раствором муравьиной кислоты.