Metallizzazione di circuiti stampati

[FabioS]

Ciao a tutti, vi chiedo informazioni su un esperimento che ho provato a realizzare e che con tutta probabilita' mi e' fallito miseramente...

L'obiettivo finale e' quello di riuscire a metallizzare con del rame dei fori fatti su una piastra di vetroresina, per realizzare dei circuiti stampati in casa. Essendo un elettronico e non un chimico, chiedo aiuto a voi per capire cosa posso fare/cosa ho sbagliato nella prova.

Ho preso spunto da cio' che e' stato scritto in questa pagina, nel cui procedimento, per ottenere l'ipofosfito di rame necessario alla metallizzazione, si parte dal miscelare l'ipofosfito di calcio con il solfato di rame. Dato che l'ipofosfito di calcio e' quasi introvabile, se non a prezzi elevati, ho provato a partire da cio' che e' stato scritto in uno dei commenti presenti nella stessa pagina. Percio' ho miscelato in 400g di acqua distillata 150g di solfato di rame con 108g di ipofosfito di sodio, sperando che si formasse l'ipofosfito di rame, e che potessi poi filtrare il solfato di sodio dopo aver raffreddato la miscela. Invece miscelando si sono formati quasi subito degli agglomerati biancastri (non so se fosse effettivamente solfato di sodio), e dopo aver mescolato ancora con cura ho lasciato "riposare" al fresco. Dopo un po' il risultato che ho ottenuto era una quantita' elevata di cristalli trasparenti sul fondo e sui bordi del recipiente di vetro utilizzato, e il restante liquido azzurro ho paura che sia solamente solfato di rame disciolto in acqua piu' che ipofosfito di rame.

Ora, per esserne sicuro potrei provare ad utilizzare questa miscela secondo il resto della procedura per provare la metallizzazione, ma ho tutta l'impressione che sia tempo (e materiale) buttato... Qualcuno di voi sa dirmi se c'e' qualcosa di palesemente errato nella procedura o se c'e' un metodo piu' efficace per ottenere l'ipofosfito di rame?

Grazie a tutti in anticipo

[Mario]

L'articolo che hai linkato non è di facile comprensione e se devo dirla tutta, mi lascia perplesso in alcuni punti.
Non ho mai sperimentato la cosa, ma so con certezza che gli ipofosfiti non riducono il rame solfato a metallo.
Lascio quindi a te le conclusioni.


saluti
Mario

[FabioS]

Innanzi tutto, grazie Mario per la risposta rapida.

Secondo l'articolo, la soluzione risultante non metallizza i fori direttamente, ma dovrebbe essere utilizzata per creare un percorso conduttivo fra entrambi i lati del supporto di vetroresina (il quale è già ricoperto di rame sulle 2 facce) per poi effettuare la metallizzazione vera e propria secondo un altro procedimento che si può trovare spiegato in altri posti (tipo questo video).

E' proprio la creazione del percorso conduttivo fra entrambi i lati dei fori che è difficile: l'articolo si proponeva di farlo con questo bagno chimico, mentre in altri casi suggeriscono di farlo ad esempio con un impasto di polvere di grafite e argento (metodo però poco pulito in tutti i sensi). Speravo di riuscire ad utilizzare il metodo chimico, garantirebbe risultati migliori.

[Mario]

Dai video youtube non ci ho quasi mai ricavato niente di buono.
La via migliore è ancora quella in uso nell'industria e il dilettante può solo copiarla e/o adattarla alle sue esigenze.
Sappia che il procedimento prevede numerosi step ognuno dei quali abbastanza critico.
Dapprima si deve pulire con appositi detergenti decapanti, poi si fa seguire il condizionamento, l'attivazione e la ramatura.

Lo scopo è quello di avere una superficie perfettamente pulita e microrugosa in modo da poter essere attivata con sali di Sn/Pd e sulla quale poter depositare il rame usando soluzioni alcaline contenenti sali di rame e un riducente (di solito un'aldeide o idrazina aromatica).


saluti
Mario

[al-ham-bic]

Ho letto tutto l'articolo e letto anche tutta la discussione sul forum di Syevtushenko.

Gran parte dei discorsi sono fatti riguardo l'introvabile ipofsfito di calcio, e tutti chiedono se è possibile sostituirlo con il normale sale sodico, ricorrendo a fantasiosi modi pur di ottenere il sale di calcio.
(L'autore usa quello di calcio perchè così questo catione può essere poi eliminato come gesso).
I procedimento nel suo complesso è chiaro ma è molto macchinoso e critico e sarei pronto a scommettere anche una gamba (si fa per dire...) che almeno nei primi dieci tentativi non funzionerà. E forse neanche nei successivi...
Comunque se Syevtushenko dice che funziona, per ora non poniamo preclusioni senza prove.
Ma anche eseguita la preliminare attivazione della labile conducibilità intra-foro (dovuta a rame metallico!), occorre poi sottoporre tutto il PCB a ramatura pesante, con i soliti metodi elettrolitici.
Ammesso di poter fare anche questo (e di sicuro non è poco! ma è tutto un altro discorso) rimane il dubbio prettamente chimico espresso da Mario, a cui mi rivolgo:

- Mario, è sicuro che a caldo (175°) l'ipofosfito di rame non si decomponga (almeno parzialmente) fornendo rame metallico?

Il testo dell'autore è esplicito in questo senso, ma gradirei una sua ulteriore conferma a quanto già espresso poco sopra, magari con un piccolo test da mettere in cantiere (io sono al momento sprovvisto di ipofosfiti).

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Dato che anch'io ho avuto a che fare innumerevoli volte con PCB, tiro la seguente conclusione: lasciare a Syevtushenko quello che è di Syevtushenko...   Fare in casa un'operazione del genere, magari per pochi prototipi, è improponibile.

[Mario]

Al,
ovviamente confermo tutto.
La temperatura che hai scritto (175° ) però mi sembra strana.
In ogni caso ribadisco che gli ipofosfiti reagiscono con le soluzioni di solfato di rame solo a caldo e non danno rame metallico.


saluti
Mario

[al-ham-bic]

175° è la temperatura di "cottura" indicata per quell'ipofosfito di rame precipitando gesso con ipofosfito di calcio e solfato di rame.
Così almeno dice il russo 
Lasciamo la questione come sta.
Grazie

[FabioS]

Grazie ad entrambi per le risposte
Penso proprio che lascerò stare questa strada; riguardo alla creazione del percorso conduttivo nei fori proverò con l'impasto grafite-argento, anche se ho l'impressione che non darà risultati di qualità elevata.

[al-ham-bic]

Non so come sono le tue condizioni operative, ma come intendi procedere?
Hai il PCB (con le piste) e il foro: lo riempi di questa pasta (in che modo?) e poi? 
Deve rimanere la pastaccia nel foro? E la conduttività, come sarà? E l'affidabilità se passa un minimo di corrente? 
E per quanti prototipi lo devi fare?
Insomma non so niente di questo procedimento... è una cosa realmente fattibile o lo stai "inventando"?
Se mi aggiungi due parole diventa tutto più chiaro, grazie Fabio.

[FabioS]

Il procedimento è utilizzato a livello prototipale, c'è un'azienda statunitense ad esempio che vende un inchiostro conduttivo col quale è possibile rendere conduttivi i fori del circuito stampato in modo da poter poi essere utilizzato nel bagno elettrolitico per la metallizzazione vera e propria. Il metodo è ripreso anche da altri siti.

Il fatto è che questo mix di grafite e argento (opzionale), impregnato in un inchiostro non solubile in acqua, va spalmato alla meglio sulla scheda e poi risucchiato con un aspirapolvere dall'altro lato per liberare il foro e cercare di mantenere una patina di questa sostanza ai lati del foro stesso, in modo da rendere conducibile il foro per la successiva metallizzazione.
I limiti di questo procedimento sono a mio avviso una bassa resistenza meccanica ed uniformità della metallizzazione finale, oltre ad avere limiti sulla minima dimensione dei fori e a sporcare notevolmente l'ambiente di lavoro se non si sta più che attenti (per via della grafite che andrà ovunque...)

Per questo che il metodo indicato nel mio primo post mi attraeva, se avesse funzionato sarebbe stato a mio avviso migliore da un punto di vista qualitativo.