Ativação Com Prata e Metalização Com Cobre Eletrolítico – Furos Metalizados

Olá pessoal, depois de muito tempo sem postar, venho com um artigo muito esperado por todos, trata-se da ativação dos furos com banho químico de cobre (sem eletricidade).

Como já visto em outro artigo (http://www.engenhariacaseira.com.br/blog/?p=43), para fazer a metalização dos furos por galvanoplastia é necessário antes fazer com que a parede dos furos se torne eletricamente condutora. Vimos que isto pode ser feito usando uma solução baseada em hipofosfito de cobre, que quando submetido a uma certa temperatura acaba precipitando cobre formando uma pequena película condutora sobre a superfície.

Este outro processo tem a mesma finalidade, porém, enquanto a solução com hipofosfito tem algumas limitações quanto a sua performance e confiabilidade, esta outra é muito superior!

O processo baseia-se em vários banhos químicos até que toda a placa ganhe uma fina camada de cobre, suficiente para se fazer a galvanoplastia na placa.

(http://www.engenhariacaseira.com.br/blog/?p=40).

Antes de começar

Os processos aqui descritos usam produtos químicos, sendo que alguns são perigosos e controlados por órgãos do governo. Não me responsabilizo por nenhum tipo de acidente que possa ser causado pelo uso irresponsável desses produtos. Eu não sou químico e sei do perigo que existe em usar alguns produtos sem ter um mínimo de conhecimento em química, portanto, encorajo cada um a estudar e saber mais sobre os produtos e suas características antes de usá-los. Você deve ao menos ter algum conhecimento básico em química como por exemplo saber que nunca se mistura água a um ácido, mas sempre o contrário (ácido na água)… Também não preciso mencionar que se deve usar respiradores com o filtro adequado, luvas, avental, etc… Não vou me aprofundar no assunto pois não é o foco,  apenas seja responsável.

O meu objetivo aqui é trazer aos profissionais e hobbystas em eletrônica, um método para metalizar os furos de uma PCI que esteja ao alcance de todos. Não estou preocupado em tratar de temas como o descarte correto das soluções aqui usadas nem como combater a poluição do planeta, portanto, não me faça perguntas do tipo “como e onde descarto a solução ?”. Se a sua preocupação for o meio ambiente (não que eu não me preocupe com o tema) você está no lugar errado, tente o blog de alguém que tenha como hobby cuidar do meio ambiente. Se cada pessoa que detém conhecimento em uma área fizer como eu e compartilhar o seu conhecimento tudo ficará bem. Então se você for um ativista ambiental, compartilhe com as pessoas e fale sobre como deve ser o descarte deste material.

Primeiro vou postar como funciona todo o processo e no final a fórmula e a quantidade usada de cada componente.

ETAPA 1 – Preparo

O primeiro passo da metalização é o preparo da placa. Neste ponto temos uma placa de fibra, dupla face, já adequadamente furada.

Banho 1 – O primeiro passo é retirar qualquer tipo de resíduo indesejável e para isso a placa é mergulhada em um banho de ácido sulfúrico concentrado, cuidado! A placa permanece no banho durante 10 minutos ou mais. Após o banho a placa é lavada com água.

Banho 2 (opcional) – Este banho é usado para amolecer a resina da placa e facilitar a próxima etapa. Devemos mergulhar a placa durante 15 minutos em algum solvente solúvel em água, idealmente acetona. Após o banho a placa é lavada com água.

Banho 3 – Agora a placa passará por um processo de micro corrosão, onde ela permanecerá em um banho de uma solução fortemente alcalina por 10 minutos ou mais. Este banho pode ser feito preferencialmente usando uma solução de permanganato de potássio (1g para cad 100ml de água) ou soda cáustica + metanol (5g para cada 100ml). Esta etapa ajuda a criar micro cavidades nas paredes dos furos, essencial para garantir uma boa fixação da camada de metal que será formada nos processos posteriores.

ETAPA 2 – Sensibilização

A placa é mergulhada agora em uma solução sensibilizante a base de cloreto de estanho II. O cloreto de estanho penetrará nas micro cavidades provocadas pela corrosão da resina e será suportado por alguns elementos presentes nela como o SiO2. Após o banho a placa deverá ser lavada com água DESTILADA. Não enxague a placa excessivamente, apenas mergulhe em um recipiente com água e mexa o recipiente levemente durante um minuto.

ETAPA 3 – Ativação

Agora a placa é colocada em um recipiente vazio onde será adicionado a solução ativadora baseada em nitrato de prata. O estanho reduzirá o nitrato de prata em prata metal que servirá de núcleo para a deposição química de cobre. Deixe a placa mergulhada nesta solução por 20 minutos virando-a a cada 10 minutos. Tome muito cuidado para que a solução não entre em contato com a pele que ficará manchada de preto por alguns dias se isto acontecer. É normal o cobre escurecer durante esta etapa. A solução então se tornará inútil. Você poderá guardá-la para aproveitar as nano partículas de prata que decantarão no fundo do recipiente. Após o banho a placa deverá ser lavada com água DESTILADA. Não enxague a placa excessivamente, apenas mergulhe em um recipiente com água e mexa o recipiente levemente apenas para retirar o excesso da solução ativadora.

ETAPA 4 – Deposição de cobre químico

Após a ativação a placa deverá ser mergulhada na solução de cobre eletrolítico que formará uma camada de cobre por toda a placa. Este banho deverá permanecer constantemente em movimento e com temperatura controlada entre 60 – 65C. Caso a temperatura seja superior, todo o cobre presente será precipitado tornando-a inútil. Mantenha a placa no banho durante 30 minutos. No final do processo a placa terá sido coberta por uma fina camada de cobre. Este cobre será mais escuro que o eventual por conta da solução que é alcalina. Se o seu projeto trabalha com correntes pequenas, da ordem de miliampères, você não precisa fazer a galvanoplastia, embora recomendado.


FÓRMULAS

Cada reagente deve ser misturado na sequência indicada. Se o reagente for algum sólido, misture até dissolver antes de adicionar o próximo ou no caso de líquidos, certifique-se de que foi bem misturado.

Todo produto que contem sais de metais devem ser manuseados com cautela. Alguns metais são absorvidos pelo corpo e tem efeito acumulativo causando a falência de alguns órgãos. Use luvas e não beba nenhuma solução aqui descrita. Cuidado com os olhos! Se informe sobre os reagentes antes de manuseá-los.


Sensibilizante

  • 200ml de água destilada ou deionizada
  • 2 ml de ácido clorídrico concentrado (33%)
  • 1,5g de cloreto de estanho II (SnCl2)

Modo de usar

Despeje o conteúdo em um recipiente limpo e seco, de preferência de plástico e mergulhe a placa. A cada uso, retorne a solução para o frasco e adicione uma gota de ácido clorídrico concentrado (33%). Quando a solução se tornar turva e amarelada, é hora de substituir.


Ativador Concentrado

  • 180ml de água destilada ou deionizada
  • 0,8g de nitrato de prata (AgNO3)
  • 10g de sulfato de amônio ((NH4)2SO4)
  • 20ml de hidróxido de amônio concentrado 22% (NH4OH)

Observação

Se o nitrato de prata ou a solução já pronta entrar em contato com a pele, ela ficará manchada de preto após contato com a luz do sol.

Modo de usar

Adicione de 3 ml da solução ativadora em 100 ml de água para cada 100cm2 de placa (10cm x 10cm) e mexa bem. A quantidade de água deve ser suficiente para cobrir totalmente a placa. Depois use como descrito na ETAPA 3.

Use regra de três para ajustar a quantidade da solução.

Ex…: dimensão da placa: 20cm x 12cm = 240cm2 à (240 * 3) / 100 = 7,2ml.


Banho de Cobre

  • 180ml de água destilada ou deionizada
  • 0,75g de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4)
  • 3,7ml de EDTA líquido ou 2,5g de EDTA em pó.
  • 2,6g de Hidróxido de Sódio – Soda Cáustica (NaOH)**
  • 0,7g de formol (CH2O)
  • 0,05g de polietilenoglicol (PEG1500)***

** A quantidade deve ser ajustada de forma a manter o PH em torno de 9.

*** Dilua 0,5g em 6ml de água e use 1 gota. (opcional)

Modo de usar

Adicione a solução em um recipiente de preferência de vidro. Deve se ter o cuidado para manter o recipiente muito bem limpo e isento de partículas. Dependendo da partícula presente na solução, pode ocorrer uma reação que desencadeará a deposição contínua de cobre sobre ela mesma, deteriorando a solução. A temperatura deve ser mantida entre 60 e 65C.

2 comentários sobre “Ativação Com Prata e Metalização Com Cobre Eletrolítico – Furos Metalizados

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