Химическое лужение печатных плат

При изготовлении печатных плат, радиолюбители сталкиваются c вопросом лужения медных дорожек печатной платы. Это необходимо в первую очередь для хорошего смачивания припоем медных проводников, а также, для защиты дорожек от коррозии.
Существуют несколько способов лужения печатных плат, и каждый радиолюбитель использует наиболее подходящий. Традиционный способ лужения печатных плат — при помощи паяльника и медной оплётки, пропитанной припоем. Но этот способ довольно трудоемкий, особенно при частом изготовлении плат. Другой способ основан на использовании легкоплавкого сплава Розе, который наносится при помощи кисточки на проводники печатной платы в горячей воде. Это неплохой способ лужения, но он не очень удобен для крупных плат.
Существует ещё один способ лужения печатных плат — химическое лужение. Этот способ наиболее быстрый и легкий в исполнении. В основе химического лужения лежит реакция замещения меди оловом из оловосодержащего раствора. В ходе реакции, медь частично переходит в раствор, а олово, замещаясь, покрывает тонким и блестящим слоем всю поверхность медных проводников. Вся эта операция длится не более минуты, и позволяет покрыть слоем олова довольно большие печатные платы.

Приготовление раствора химического лужения

Для осуществления химического лужения необходимо приготовить соответствующий раствор, или как его ещё называют жидкое олово (liquid tin). Существует несколько рецептур приготовления данного раствора. Ниже приведен самый простой состав химического лужения (на 1 л раствора):

• 20 г хлористого олова SnCl₂ • 2H₂O;
• 40 г концентрированной серной кислоты H₂SO₄;
• 80 г тиомочевины;
• 5 г препарата ОС-20;
• до 1 л дистиллированной воды.

Порядок приготовления раствора «жидкого олова» следующий. Серную кислоту растворяют в 0,5 л дистиллированной воды и добавляют в полученный раствор навеску хлористого олова. Хорошо перемешивают несколько минут. Раствор обычно получается очень мутным, так как за счёт гидролиза хлорида олова в растворе образуется белый осадок. В полученный мутный раствор добавляют навеску тиомочевины, хорошо перемешивают до полного растворения.
Отдельно растворяют препарат ОС-20 в 200 мл воды. ОС-20 обычно долго растворяется, немного набухает и прилипает к стенкам стакана, поэтому раствор перемешивают периодически через каждые 5-10 минут до полного растворения.
Смешивают оба раствора, доводят дистиллированной водой до общего объёма 1 л и хорошо перемешивают.

Раствору дают выстояться 1-3 часа, затем его сливают для хранения в герметичную пластиковую или стеклянную бутылку соответствующего объёма. Не смотря на то что раствор мутный, фильтровать его не стоит, так как он плохо фильтруется, а во вторых, он окисляется и после фильтрования всё равно образуется осадок. Поэтому, достаточно просто слить отстоявшийся раствор с осадка. Получается бесцветный или слегка желтоватый раствор химического лужения, готовый к употреблению.

Для улучшения качества покрытий, в раствор химического лужения рекомендуется добавлять висмут. Он улучшает структуру покрытия, увеличивая так же и стойкость к коррозии. При этом покрытие получается не чисто оловянное, а содержащее до 1% висмута. Висмут вводят в раствор в виде сульфата, в количестве 1,5-2 грамм на литр раствора. Раствор химического лужения с добавкой висмута получается соломенно-желтого цвета.

Подготовка печатной платы

Подготовка печатной платы к химическому лужению очень проста и сводится к очистке вытравленной платы при помощи смеси жидкого и порошкообразного моющего средства. Для этого, на плату насыпают немного твёрдого моющего средства для мытья посуды, добавляют сверху жидкое моющее и хорошо натирают пальцами полученную кашицу по плате. Затем, тщательно смывают моющее проточной водой. Отмытая плата должна полностью смачиваться водой.

Лужение печатной платы

Процесс химического лужения очень прост. В пластиковую или стеклянную ёмкость помещают только что отмытую печатную плату, и заливают сверху раствором «жидкого олова», так чтобы раствор покрывал плату на 0,5-1см. Интенсивно перемешивают, покачивая емкость с раствором.

Как только плата полностью покроется блестящим слоем олова, её вынимают из раствора химического лужения, тщательно промывают сначала проточной водой, затем смесью жидкого и порошкообразного моющего средства, протирают полотенцем и высушивают. Раствор химического лужения сливают обратно в бутылку для повторного использования.

Химическое лужение необходимо проводить незадолго до пайки. Облуженную плату хранят в пакетике или файле.

Дополнительно можно почитать здесь>