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. 1.3