Беспорошковый метод травления меди от SD-Graphics.

 

Процесс беспорошкового травления меди разработан сотрудниками Учебно – исследовательского института гравирования (PERI), которому принадлежат патентные права на эту технологию. За право использовать этот процесс фотогравирования необходимо выплачивать отчисления Институту.

 

Патентные отчисления выплачиваются:

  1. В форме ежегодного взноса за право использовать данную технологию в размере 500 долларов США.
  2. Добавочные химикалии можно также приобретать у SD Graphics по повышенной цене, в которую входят и отчисления за патент.

 

Выбрав первый способ оплаты производитель не только получает медные добавки (Cu-Add) по более низкой цене, но и получает дополнительные преимущества, такие как информационное обеспечение и технические услуги от Института (PERI) SD Graphics имеет лицензию на изготовление и распространение нашей технологии в Европе.

Медные гравировальные пластинки фирмы SD Graphics и добавки Cu-Add PERI идеально подходят для технологии травления PERI.

 

 

ГРАВИРОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Машины для гравирования по меди в основе аналогичных машин по обработке цинковых пластинок с постоянным размешиванием ванны и температурным контролем, т.е. поддержанием постоянной температуры ванны на уровне +/- 1 F (18С).

Машины изготовляются из пластмассы или стали, покрытой пластиком, устойчивой к воздействию хлорида железа. Скорость вращения лопаток для размешивания ванны машин по обработке медных пластинок должна быть примерно в два раза выше той, которая необходима для травления цинка. Например машины Chemco и Durats имеют скорость 380 об/мин для цинка и 750 об/мин для меди Master M32 -280 об/мин для цинка и 560 об/мин для меди (Master PC 32).

Обычно требуется две ванны – одна для линейного или глубокого травления, другая для полутонового травления. Подробнее об этом в разделе 7 добавки Cu-Add 76 и77.

Для линейного травления предназначены добавки Cu-Add 13а и 13в. Для полутонового травления используется Cu-Add1.

 

1. ЭМАЛИ

SD Graphics рекомендует использовать медные пластинки с предварительно повышенной чувствительностью. Хорошие результаты дает использование PVA, при этом необходимо строго выполнять инструкции производителя.

 

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ТРАВЛЕНИЕ (удаление окислов и остатков фоторезиста)

Мы рекомендуем солевой раствор уксуса и если оттиски очищены от окислов должным образом высокое качество работы будет обеспечено. Если удаление окислов вызывает трудности воспользуйтесь отбеливателем. Чтобы приготовить соляной раствор уксуса добавьте в 10% водяной раствор уксусной кислоты достаточное количество столовой соли с тем, чтобы получился насыщенный раствор, т.е всегда некоторое количество соли должно остаться нерастворенным на дне сосуда. Другой способ предварительного травления: смочите мягкую губку или тряпочку в 10% уксусном растворе, затем обмакните ее в соль и протирайте медные оттиски до полного очищения. После обработки пластинку необходимо сразу же поместить в машину.

 

 

 

3. ТРАВЛЕНИЕ

Все добросовестные клиенты PERY получают подробную инструкцию по работе на гравировальных машинах с использованием технологии PERY.

Настоящий текст представляет собой резюме этого руководства.

Очень часто в этой брошюре упоминается травильные добавки для меди 13a и 13в. Эта продукция известна также под названием Cu-Add 1, Cu-Add 13a и Cu-Add 13в.

Травильные машины должны быть установлены в горизонтальном положении в соответствии с указанием производителя.

Машина должна быть наполнена 300 Be хлоридом железа (FeCl3) до уровневой отметки, объем которого необходимо тщательно измерить. Рецептура ванны будет полностью зависеть от объема.

 

4. ЛИНЕЙНОЕ ТРАВЛЕНИЕ С ДОБАВКОЙ CU-ADD 13A

4.1 Приготовление ванны:

1. Наполните машину 300 Be хлоридом железа до уровневой отметки

2. Добавьте 2 грамма сернистого аммония на литр хлорида железа и прогоните машину не менее 3 минут

3. Наберите в кувшин хлористого железа из машины и добавьте туда 2 грамма Cu-Add 13a на литр. Тщательно размешайте и вылейте обратно в машину. Прогоните машину не менее 3 минут.

4. Добавьте 4 мл. изопропанолаливнов на каждый литр и прогоните машину не менее 3 минут и пока температура не установится на отметке 76 F (25С).

5. Возьмите небольшой кусочек меди, взвесьте его и нанесите на него несколько линий лаком. Удалите окалину как указано в разделе 2 и травите его в течении 15 минут.

6. Затем пластинку необходимо высушить, взвесить и проверить плечо. Если оно очень крутое, добавьте Cu-Add 13a. Если слишком широкое продолжайте травление, чтобы использовать добавку. Угол плеча контролируется количеством Cu-Add 13a в ванне. В 44 литровой ванне около 10 граммов Cu-Add 13a изменит вертикальное плечо на более покатый на следующей пластинке, как это и требуется.

 

7. После каждой пластинки для поддержания баланса в ванне можно добавить Cu-Add 13a. Количество добавки должно составлять 7 граммов 13a на 100 граммов вытравленной меди. Необходимо контролировать угол плеча и если оно становится круче необходимо немного увеличить объем добавки, а если более пологое – то уменьшить.

Постоянно отливайте Fe CL3 для разведения добавки в отдельном сосуде, тщательно размешивайте и выливайте обратно в машину.

 

4.2 Обновление ванны

Если ванна останется без работы несколько часов и Cu-Add 13a начнет разрушаться под воздействием Fe CL3, необходимо протравить тестовую пластинку и добавить Cu-Add 13a для восстановления правильного угла плеча.

Если ванна простоит без работы в течении ночи большая часть Cu-Add 13a разрушится. Метод восстановления ванны здесь следующий.

  1. Добавьте то же самое количество сернистого аммония что и при первоначальном составе ванны. Прогоните машину не менее 3 минут.
  2. Добавьте 60% от первоначального количества Cu-Add 13a для восстановления. Прогоните машину не менее 3 минут.
  3. Протравите тестовую пластинку.
  4. Добавьте Cu-Add 13a для восстановления плеча. Предельная концентрация меди в ванне – 30 граммов меди на литр раствора.

 

 

 

 

5.              ЛИНЕЙНОЕ ТРАВЛЕНИЕ С ДОБАВКОЙ CU-ADD 13B

Если ванна с Cu-Add 13а обновляется ежедневно в течении нескольких дней, то происходит накопление субстанции, обозначаемого как PF 20. Когда уровень PF 20 достигает определенной отметки, возрастает вероятность обколов. Осколки имеют вид крови отколотые от плеча испещренной пластинки. Обколы происходят когда объем добавок Cu-Add 13а достигает 5 грамм на литр и выше.

Использование Cu-Add 13в помогает преодолеть эту проблему.

Применяя технику частичной замены ванны (раздел 4.2) составляйте свежую ванну с Cu-Add 13а, а для текущих добавок используйте Cu-Add 13в

 

5.1 Использование добавки Cu-Add 13в

Ванну с Cu-Add 13а составляется так как это описано в разделе 4.1

Добавки, сделанные после травления, производятся с добавкой Cu-Add 13в в пропорции 7 граммов 13в на каждые 100 гр. вытравленной меди.

 

6. ПОЛУТОНОВОЕ ТРАВЛЕНИЕ С ДОБАВКОЙ CU-ADD 1

6.1 Составление ванны

1. Заполните машину до отмеченного уровня 300 Be хлоридом железа (FeCl3).

2. Добавьте 2 гр. сернистого аммония на литр FeCl3 и прогоните машину не менее 4 минут.

3. Отлейте в кувшин часть FeCl3 и добавьте 2 гр. Cu-Add 1 на литр раствора. Тщательно размешайте и вылейте обратно в машину. Прогоните машину не менее 3 минут.

4. Добавьте 4 мл. изопропаноланиров на литр и прогоните машину не менее 3 минут и до того как не установится температура 76 F (25 С).

5. Экспонируйте контрольную тестовую пластинку PERY, проведите с ней операцию предварительного травления и травите ее точно 2 ½ минуты. Обработайте пластинку мелом и удалите его обычным образом.

На нижней шкале точек все точки должны находиться на пятой ступени и несколько на ступени 4. Мел, задержанный в точках, делает их заметными.

6. Все полутоновые партии должны иметь контрольно – тестовые таблицы, которые должны проверяться после травления. Сохраненная ступень будет двигаться назад от ступени 5 во время травления.  Добавьте Cu-Add 1 с тем, чтобы вернуться опять на ступень 5. Пропорция добавки 0,1 гр. на 1 литр на одном шаге, т.е. в 44 литровую ванну нужно будет добавить 0,1 х 2 шага х 44 литра = 8,8 грамма.

Чрезмерное количество добавки приведет к потере глубины. Недостаточное количество приводит к потере на тоновой шкале.

 

6.2 Обновление ванны с добавкой Cu-Add 1

После нескольких часов простоя Cu-Add 1 будет частично разрушен под воздействием Fe CL3. Протравите контрольно – тестовую пластинку и добавьте Cu-Add 1 как это указано в предыдущем подразделе с тем, чтобы восстановить ванну до 5 ступени.

После простоя с вечера до утра и дольше Cu-Add почти полностью разрушится. Восстановление ванны производится следующим образом:

  1. Добавьте такое же количество сернистого аммония как и при первоначальном составе. Прогоните машину 3 минуты.
  2. Добавьте 60% от первоначального объема Cu-Add 1. Прогоните машину 3 минуты.
  3. Протравите контрольно – тестовую пластинку 2 ½ минуты.
  4. Добавьте Cu-Add 1, чтобы вернуть ванну на ступень 5. Новая ванна должна обеспечивать глубину травления около 0,0625 мм. Когда глубина травления составляет всего около 0,0375 мм., это означает, что ванна выработала ресурс.

 

6.3 Поддержание ванны в рабочем состоянии, частичная замена

PERI (Институт) рекомендует поддерживать содержание меди в ванне в определенных границах, чтобы получать оптимальный результат. Самый простой способ – слить половину ванны после ее окончательной выработки и добавить свежий раствор кислоты и Cu-Add.

PERI рекомендует поддерживать ванну в пределах от 15 гр. на литр до 30 гр. на литр.

Сначала тщательно размешайте ванну прогнав машину на скорости для травления 15 минут затем слейте половину ванны. Это легче всего сделать если на стенке ванны есть специальная отметка. Составьте ванну из половины обычного объема свежей кислоты и Cu-Add как описано в разделе 4.2. Прогоните машину и делайте добавки как и раньше. Перед сливом половины ванны необходимо обязательно ее перемешать.

 

7. CU-ADD 76 И 77

Эти химикалии были разработаны PERI и используются вместо сернистого аммония. Эти препараты предназначены для использования в высокопроизводительных травильных машинах и обеспечивают улучшенное качество. Эти препарате можно использовать и со старыми машинами также с большим преимуществом. С этим препаратом можно проводить как линейное так и полутоновое травление в той же самой ванне, но только не в одно и то же время. Для получения  наилучших результатов с полутонами и максимальную глубину при линейном травлении необходимо обрабатывать их отдельно, однако можно использовать ту же самую ванну с 13а.

Темп травления выше при использовании данного препарата и уменьшается расход добавок. Особенностью препаратов 76 и 77 заключается в том, что при их использовании не образуется широких плечей. Избыток добавок приводит к загрязнению пластинок и оставшимся необработанным участкам.

 

7.1 Инструкция по использованию Cu-Add 76 и 77

 

1. Приготовление добавок

Cu-Add 76 готова к использованию

Cu-Add 77 содержание маленькой бутылки необходимо растворить в дистиллированной воде для получения 1 литра раствора, который необходимо хранить в темном холодном месте в бутылке коричневого цвета. При таких условиях раствор Cu-Add 77 можно хранить до трех недель.

 

2. Для полутонового травления используется следующая композиция:

300 Be хлорид железа (FeCl3).

Наполнить машину на глубину погружения лопаток в 15,87 мм для машин марки Master и в 9,52 мм для машин Luth

Cu-Add 76 - 4 мл. на литр

Cu-Add 77 - 4 мл на литр

Cu-Add 1 - 2,3 гр. на литр

Травление полутонов производится при t = 250 С (760 F)

520-580 об/мин для машин Master

650-800 об/мин для машин Luth

 

3. Для линейного травления используется следующий состав:

300 Be хлорид железа (FeCl3).

Заполните машину на глубину погружения лопаток в 22.22 мм для машин Master и 9.52 мм для машин Luth *.

Cu-Add 76 - 4 мл. на литр

 

Cu-Add 77

   - 2 мл на литр при составлении ванны

   - 2 мл на литр когда содержание меди достаточно 22,5 гр. на литр

Cu-Add 13a - 2,8-3,0 гр. на литр

 

Травление проведите при t = 26,60 С (800 F)

650-850 об/мин для машин Master

900-1000 об/мин для машин Luth

 

·       Примечание. Master – типичная травильная машина с лопатками диаметром 203 мм

                    Luth – типичная машина с четырьмя или больше лопатками диаметром 102 мм.

 

4. Поддержание баланса ванны.

Протравите тестовую пластинку в обычном режиме, добавьте Cu-Add 1 или 13а в нужном количестве для образования необходимого уровня защиты. Для линейного травления используйте пустую медную пластинку до получения соотношения 15 гр. меди на 1 литр прежде чем приступить к основной работе.

 

5. Восполнение добавок.

Полутоновое травление восполняется Cu-Add 1. Ванна линейного травления восполняется Cu-Add 13в обычным способом.

 

ВНИМАНИЕ! Объем добавок необходимый для восполнения должен быть меньше, чем при составлении предыдущей.

 

6. На второй день и далее:

Проведите тестовое травление. Добавьте Cu-Add 1 или Cu-Add 13в в количестве, необходимом для поддержания баланса ванны

ВНИМАНИЕ! Объем добавок необходимый для восполнения должен быть меньше, чем при составлении предыдущей, особенно это относится к глубокому травления.

 

7. Ванна линейного травления – контроль за уровнем концентрации меди.

Когда концентрация меди в ванне составляет 3,75 гр. на литр, слейте 60% ванны и долейте ее свежим раствором 300 Be хлорид железа (FeCl3). Добавьте 4 мл Cu-Add 76 на литр свежего добавленного Fе Cl3. Когда содержание мели снова достигнет 22,5 гр на литр, добавьте 2 мл Cu-Add 77 на литр свежего, добавленного Fe CL3.

 

8. Примечание

1.При полутоновом травлении в ванне с Cu-Add 1 следите за глубиной тени. Если травление слишком мелкое, добавьте 2 мл. изопропаноламинов на литр.

 

2. Темп травления будет выше чем в предыдущем случае, поэтому необходимо отрегулировать время травления.

 

3.  Ванну для полутонового травления Cu-Add 1 можно омолаживать более 3х дней

 

4. Полутоновое травление можно осуществлять в ванне для глубокого травления. Установите такую же температуру и скорость вращения, отрегулируйте время травления.

 

5. Можно проводить травление комбинаций из 100-110 линий когда содержание меди в ванне достигнет 22,5-26 гр на литр

 

6. Cu-Add 77 можно добавлять в объеме до 1 мл на литр, когда содержание меди достигнет 33,7 гр на литр для уменьшения пологости плеч при линейном травлении.

 

7. Если в ванну для линейного травления добавлено слишком много Cu-Add 13а, плечо не удлиняется как в случае с сернистым амонием / IPA. Сыпь и пустые места указывают на избыток добавок. Это можно исправить травлением меди в ванну, что приведет к уменьшению содержания добавок.