Forum: Platinen Erst passiert nichts, dann komplett überätzt


von M. M. (Gast)


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Guten Morgen,

ich bin schon gelegentlich hier am Stöbern gewesen, jedoch komme ich 
jetzt auch ins Forum mit einem eigenem Problem.

Ich habe mir einen Belichter gebaut aus UV-LED's aus der Bucht und ein 
wenig Lochraster und nem Scanner, damit ich vom Lochraster endlich mal 
unabhängig werde. Das Belichten hiermit von Platinen klappt 
augenscheinlich auch gut. Nach dem Belichtungsvorgang lässt sich eine 
ganz leicht schimmernde Farbänderung von belichtet zu unbelichtet grade 
so mit den Augen erkennen.

Anschließend packe ich die belichtete Platine in die Entwicklerlösung 
(NaOH etwa 5-6 gramm auf 500 ml) für etwa 90 Sekunden (Es sind 
Bungard-Platinen, die geben an, dass zu viel nicht schaden solle, habe 
es auch mal mit 45 Sekunden getestet, gleiches Ende).
Hierbei wird, wie es soll gleich das Layout sichtbar und das Kuper, was 
weg soll wird blank.

Anschließend packe ich die Entwickelte und abgespülte Platine in das 
Ätzbad (Na2S2O8 ~ 125 gr / 500 ml). Hier tut sich nach anfänglichem 
Abtragen von Material, was sich durch die "Kupferflockung" im Ätzmittel 
bemerkbar macht offenbar nichts. Nach 10 Minuten im geschwenktem Ätzbad 
sieht man weiterhin nichts. Nach 15 Minuten ebenso. Nach 20 Minuten 
brach ich das Schwenken ab und überliess die Sache sich selbst, mit 
Blick auf die Uhr und den Zustand.. Nach etwa 35 Minuten, wobei ich in 
der Zwischenzeit in etwa 1 minütigem Abstand geschaut habe und nichts 
sehen konnte fing das gesamte Kupfer an sich von aussen her wegzuätzen. 
Nach etwa 50 Minuten war dann das Material blank.

Wo sollte ich den Fehler suchen? Kann ich das eventuell auf den 
Entwickler schieben? Ich könnte mir folgendes vorstellen:

Ich habe keine volle Europlatine geätzt, da dies nur ein Testlayout sein 
sollte um zu schauen, wie fein die Strukturen werden. Daher habe ich die 
Europlatine gesägt in kleinere Stücke. An der Schnittstelle ist 
sicherlich der Fotolack beschädigt, mittig jedoch nicht. Nehme ich an, 
dass der Entwickler nicht richtig entwickelt hat und das Kupfer noch zu 
stark geschützt hat. Es könnte doch sein, dass sich das Kupfer dann 
quasi seitlich und nicht von oben abgelöst hat. So  sah es auch etwa 
aus. Es fing dann, als es anfing immer aussen am rand an und ging dann 
in die Fläche der Platine über.

Vielleicht hat ja jemand schonmal das selbe Problem gehabt oder eine 
weitere Idee, wo ich das Problem suchen sollte.

Vielen Dank im voraus!

von Christian V. (michse)


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Ätzbad zu kalt?

von Sebastian (Gast)


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Vielleicht überentwickelt, Vorlage zu durchlässig, daher Layout porös 
und die Unterätzung macht den Rest?

von Einhart P. (einhart)


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Marcel M. schrieb:
> "Kupferflockung"

Was meinst du damit? Normalerweise wird die Ätzlösung leicht blau - 
ausflocken darf da garnichts.

von bernte (Gast)


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kannst du wohl mal ein paar bilder einstellen?

das was du als kupferflockung beschreibst ist evtl sogar die 
photoschicht die sich ablöst?

von M. M. (Gast)


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Also Bilder habe ich leider gerade leider keine. Ich werde nachher noch 
einen Versuch starten und das dann mit Bildern dokumentieren.

Mit Kupferflockung meine ich eben dieses feine bläuliche Färben des 
Ätzbades.

Das Ätzbad war zu Beginn auf etwa 40°, hat sich dann runtergekühlt. Laut 
anderen Beiträgen hier, soll ein Ätzbad auf Raumtemperatur allerdings 
funktionieren, nur ein wenig länger dauern.

Dass das Layout zu durchlässig ist vermute ich nicht, da es nach dem 
Belichten gut erkennbar gewesen ist und beim Entwickeln auch das Layout 
gut sichtbar geworden ist. Nichtsdestotrotz auch das werde ich nochmal 
prüfen.

von Minimalist (Gast)


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40 Grad ist zu kalt für persulfate, da dauert es zu lange. Ab 50° steigt 
die ätzgeschwindigkeit steil an, ab 60° beginnt dann langsam die 
Zersetzung des Ätzmittels. Daher mit knapp unter 60° ätzen, du wirst 
überrascht sein.

von Nemesis (Gast)


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Marcel M. schrieb:
> Vielleicht hat ja jemand schonmal das selbe Problem gehabt oder eine
> weitere Idee, wo ich das Problem suchen sollte.

Schon mal die Foren-Suche benutzt? Das Thema ist doch schon gefühlt
tausend mal wiedergekäut worden. "Belichtungsreihe" machen und
optimierte Prozessparameter heraus finden.
Oft ist die Platine nicht vollständig entwickelt und noch ein
Schleier drauf. Auch das wurde schon besprochen. Über deine
Belichtungsvorlage und deine Entwickler-und Ätz-Utensilien hast du
noch nichts erwähnt. Schalen sind zwar solala ausreichend, aber
mit Sprühgeräten bekommt man bessere Ergebnisse. Ein Hochdruckreiniger
hat ja auch mehr Wirkung beim Reinigen als wie nur mal nass machen.

von MaWin (Gast)


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Marcel M. schrieb:
> Wo sollte ich den Fehler suchen?

Bei dir.

Du glaubst offenbar, man könne an der Photoschicht erkennen, ob sie 
durchbelichtet und durchentwickelt ist, und nicht bloss gerade anfängt 
zu reagieren.

MAN KANN ES NICHT KLAR SEHEN !

Und du glaubst, ohne Belichtungereihe durchzukommen. NATÜRLICH geht das 
nicht. Es ist Chemie, Photochemie, nichts was ohne Erfahrung einfach 
immer klappt egel wie viele Fehler man macht.


> was sich durch die "Kupferflockung" im Ätzmittel bemerkbar macht

Das war wohl eher deine Photoschicht.

Egal wie, man MUSS eine Belichtungsreihe machen, um die passende 
Belichtungszeit für dein Platinenmaterial/Belichter/Abdeckglas 
herauszufinden.

Und man MUSS einen Ätztest machen, um zu erfahren, ob das 
durchentwickelt wurde.

Das steht auch alles lang und breit hier drin:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.6

Also Platine 1, 2, 4, 8, 16, 32 Minuten mit Vorlage unter den Belichter, 
immer gleich entwckeln (früher sagte ich 1 Minute, inzwischen empfehle 
ich eher 2,5 Minuten wobei mir deine Konzentration für 2,5 Minuten zu 
hoch erscheint, sage also 2,5 Minuten für korrekte Dosierung), dann
(EGAL WIE DIE PLATINE AUSSIEHT denn man sieht nicht wann sie 
durchentwickelt ist das ist jedenfalls deutlich später der Fall als die 
ersten Schimmer die man sieht) in das Ätzbad WAS bei Natriumpersulfat 
unbedingt mindestens 40 und maximal 50 GradC heiss sein muss, denn unter 
40 GradC tut sich da nichts.

Die Platine, bei der es dann ordentlich wird, hatte die richtige 
Belichtungszeit (also merken, d.h. vor dem belichten hinten mit Edding 
draufschreiben).

Ganz speziell zu deinem Aufbau: Schlechte Vorlage (d.h. gedruck mit 
Tintenpisser) in schlechtem Belichte (Helligkeitsschwankungen in der 
Fläche wegen der LED durchaus 1:4, vielleicht sogar 1:10) führt zu so 
unregelmässigem Belichten, daß einige Stellen gut sind während andere 
nur halb so lange und andere doppelt so lange belichtet werden sollten, 
du bekommst also immer "Wolken" bei grösseren Platinenstücken.

von michael_ (Gast)


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Minimalist schrieb:
> 40 Grad ist zu kalt für persulfate, da dauert es zu lange. Ab 50° steigt
> die ätzgeschwindigkeit steil an, ab 60° beginnt dann langsam die
> Zersetzung des Ätzmittels. Daher mit knapp unter 60° ätzen, du wirst
> überrascht sein.

Nein, man sollte 45°C nicht überschreiten!
Ab 50°C beginnt die Zersetzung. Auch bei kurzeitiger Überschreitung.

von c.m. (Gast)


Angehängte Dateien:

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so sah das bei MIR im NAPS-ätzbad aus (bild 1). war aber auch irgendwas 
faul, brauchte 2 stunden bei frisch angesetzter lösung und ~45°C bis das 
kupfer weg war. bin danach auf HCL/H2O2 umgestiegen (bild 2).

hast du nach dem entwickeln in der NaOH-lösung das positiv-bild deiner 
schaltung gut sehen können (so wie in bild 2)?
weil… ich kann mir bei dir nicht erklären wie das positiv, wenn es 
ordentlich da war, in der NAPS-lösung verschwinden sollte.

von Thomas H. (thoern)


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Ich glaube ehrlich gesagt nicht, dass es an einer schlecht etwickelten 
Platine liegt. Ich habe mich vom Ätzen mit NAPS bzw. FE3CL schon vor 20 
Jahren verabschiedet. Auch ich verwende die HCL+H2O2 Methode. Da kannst 
du zuschauen, wie das Kupfer weggeätzt wird und in wenigen Minuten ist 
die Platine fertig - kein Erhitzen notwendig, keine Unterätzungen. Keine 
komplizierten Techniken mit Küvetten, etc. Tupperschüssel reicht.

Also ich kann hier dem Vorredner nur zustimmen!

Gruß,
thoern

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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c.m. schrieb:
> hast du nach dem entwickeln in der NaOH-lösung das positiv-bild deiner
> schaltung gut sehen können (so wie in bild 2)?

Wie schon erwähnt, man SIEHT es nicht ob DURCHbelichtet oder 
DURCHentwickelt ist, erst der Ätztest nach einer Belichguntsreihe zeigt, 
daß es nicht reichte. Wer nach "Augenschein" geht, hat immer Probleme:

> war aber auch irgendwas faul

Siehste (nein, du bist ja merkbefreit).



T. T. schrieb:
> Auch ich verwende die HCL+H2O2 Methode.

Es ist hinreichend ausdiskutiert, daß Leute, die von Chemie zwar nicht 
die blasseste Ahnung haben (sonst hätte auch Fe(III)Cl und NaPS 
erfolgreich problemlos geklappt, Fe(III)Cl ist sogar das Ätzmittel mit 
der schnellsten Ätzrate), immer zu den Verfahren raten, bei denen am 
meisten schief gehen kann, und deren Zutaten (hier H2O2) von alleine 
zerfallen und daher schon bei der nächsten Benutzung einfach nichts mehr 
taugen.

von Thomas H. (thoern)


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> T. T. schrieb:
>> Auch ich verwende die HCL+H2O2 Methode.
>
> Es ist hinreichend ausdiskutiert, daß Leute, die von Chemie zwar nicht
> die blasseste Ahnung haben

Was soll eine deartige Anmache? Meiner Meinung nach ist es die 
einfachste, beste, schnellste und effektivste Methode. Kannst ja gerne 
anderer Meinung sein....

Gruß,
thoern

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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MaWin schrieb:

> Zutaten (hier H2O2) von alleine zerfallen

...und ausserdem zunehmend schwieriger erhältlich sind.

von herbert (Gast)


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Kalt geht das nur mit Eisen3 Chlorid. Natriumpersulfat muß mindestens 
40Grad haben, beser 50. Bei über 60 Grad wird das Atzbad kaputt.

von Minimalist (Gast)


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> "Bei über 60 Grad wird das Atzbad kaputt."
Stimmt so nicht...
Hier ist mal was primärliteratur zur Zersetzung von Persulfaten in 
wässriger Lösung (Tabelle 3 s.189)
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr60217a001

Die vergleichbarsten Punkte sind sie bei 0.1M H+ in wässriger Lsg:
Temperatur - Geschwindigkeitskonstante(Zersetzung)[min^-1]
25°C - ~5E-6
50°C - ~4E-4 (100x schneller)
60°C - ~2E-3 (nochmal 5x so schnell)
70°C - ~6.5E-3
80°C - ~2E-2

der große Sprung ist schon vor 50°C, sprich bei 60°C geht das Ätzbad 
gerade mal 5x schneller kaputt.
Allerding gebe ich euch insofern recht, dass die Reaktionsraten mit 
Kupfer einen ähnlichen Verlauf haben sollten, also die Ätzrate ab 50°C 
auch nicht mehr so schnell steigt.
50°C scheinen also sinvoll zu sein, ich habe bisher aber immer mit 60°C 
geätzt und nie Probleme gehabt. Daher hab ich auch nie drüber 
nachgedacht -> never change a running system...

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