Итак, химическое серебрение — это процесс, основанный на осаждении серебра из растворов его комплексных солей без применения электрического тока. Химическое серебрение относится к иммерсионным процессам.
Иммерсионные процессы — это контактное восстановление металлов из их растворов на электроотрицательных поверхностях. При таком восстановлении происходит реакция замещения металла основы на металл из раствора (олово, сплав олово-висмут, серебро, золото и пр.). Если на осаждаемой поверхности образуется плотная металлическая пленка, ее можно использовать в качестве функционального покрытия.
Химическое серебрение в электронике может применяться для следующих целей:
Для проверки возможности серебрения в домашних условиях провел пару опытов.
Электролит для первого эксперимента имел следующий состав:
1. Нитрат серебра 10-30 г/л;
2. Лимонная кислота 120 г/л;
3. Тиомочевина 100 г/л.
Результат серебрения представлен в подборке фото ниже.
Иммерсионные процессы — это контактное восстановление металлов из их растворов на электроотрицательных поверхностях. При таком восстановлении происходит реакция замещения металла основы на металл из раствора (олово, сплав олово-висмут, серебро, золото и пр.). Если на осаждаемой поверхности образуется плотная металлическая пленка, ее можно использовать в качестве функционального покрытия.
Химическое серебрение в электронике может применяться для следующих целей:
- В качестве финишного покрытия печатных плат под пайку (т.к. серебро обладает высокой химической стойкостью: не окисляется кислородом воздуха даже при высоких температурах. Привычный многим тёмный налёт на серебре — это сульфид серебра. Он образуется во влажном воздухе в присутствии следов двухвалентной серы — сероводорода, тиосульфатов, резины и пр. Платы с подобным финишным покрытием в промышленных масштабах необходимо хранить в вакуумной упаковке с влагопоглотителем, а вскрывать непосредственно перед монтажом и пайкой);
- В качестве покрытия проводящего рисунка высокочастотных печатных плат (т.к. серебро обладает наименьшим электрическим сопротивлением среди металлов);
- В качестве покрытия проволоки высокочастотных катушек индуктивности для повышения их добротности (т.к. серебро обладает наименьшим электрическим сопротивлением среди металлов).
Для проверки возможности серебрения в домашних условиях провел пару опытов.
Электролит для первого эксперимента имел следующий состав:
1. Нитрат серебра 10-30 г/л;
2. Лимонная кислота 120 г/л;
3. Тиомочевина 100 г/л.
Результат серебрения представлен в подборке фото ниже.
По фото хорошо видно, что покрытие получилось равномерным, мелкие детали проработались хорошо, что подтверждает возможность использования данного состава для финишного покрытия печатных плат с небольшой шириной дорожек. Впрочем, на больших площадях покрытие так же получилось равномерным, без пятен и разводов.
Электролит для второго эксперимента имел следующий состав:
Нитрат серебра 10-30 г/л;
Тиомочевина 100 г/л;
Серная кислота 150 мл 30% раствора/л;
Гидроксид натрия 6 г/л.
Раствор готовится следующим образом: в 0.7 литрах тёплой воды растворяется 70 грамм тиомочевины. После полного растворения тиомочевины в раствор добавляется 6 грамм гидроксида натрия. Гидроксид натрия необходимо присыпать понемногу, тщательно и интенсивно перемешивая раствор. После полного растворения гидроксида натрия к раствору приливается 120 мл. 30% раствора серной кислоты и тщательно перемешивается. Далее в раствор добавляется 20…50 грамм нитрата серебра. Нитрат серебра так же добавляется небольшими порциями, а раствор при этом интенсивно и тщательно перемешивается вплоть до полного растворения добавленной порции. После этого необходимо добавить в раствор дистиллированной воды до 1 литра итогового раствора и тщательно его перемешать.
Готовый раствор прозрачен, имеет небольшой запах серы. Хранить раствор необходимо в тёмном месте. Использовать можно многократно вплоть до полного истощения либо загрязнения раствора. Данный раствор пригоден для серебрения меди и её сплавов.
Результат серебрения представлен в подборке фото ниже.
Электролит для второго эксперимента имел следующий состав:
Нитрат серебра 10-30 г/л;
Тиомочевина 100 г/л;
Серная кислота 150 мл 30% раствора/л;
Гидроксид натрия 6 г/л.
Раствор готовится следующим образом: в 0.7 литрах тёплой воды растворяется 70 грамм тиомочевины. После полного растворения тиомочевины в раствор добавляется 6 грамм гидроксида натрия. Гидроксид натрия необходимо присыпать понемногу, тщательно и интенсивно перемешивая раствор. После полного растворения гидроксида натрия к раствору приливается 120 мл. 30% раствора серной кислоты и тщательно перемешивается. Далее в раствор добавляется 20…50 грамм нитрата серебра. Нитрат серебра так же добавляется небольшими порциями, а раствор при этом интенсивно и тщательно перемешивается вплоть до полного растворения добавленной порции. После этого необходимо добавить в раствор дистиллированной воды до 1 литра итогового раствора и тщательно его перемешать.
Готовый раствор прозрачен, имеет небольшой запах серы. Хранить раствор необходимо в тёмном месте. Использовать можно многократно вплоть до полного истощения либо загрязнения раствора. Данный раствор пригоден для серебрения меди и её сплавов.
Результат серебрения представлен в подборке фото ниже.
По фото хорошо видно, что на и на мелких элементах и на больших площадях покрытие так же получилось равномерным, без пятен и разводов. Это подтверждает возможность использования данного состава для химического серебрения печатных плат
Во втором опыте был интересный момент. Подготовил монету, забросил, жду пока закончился серебрение, покачивая ванну. Смотрю, слой стал равномерным, а потом начал понемногу краснеть.
Возникло 2 предположения: либо поверх вторым слоем ложится ушедшая ранее в раствор медь, либо пошёл обратный процесс...
Вытаскиваю монету, промываю порошковым чистящим средством типа Сорти/Пемолюкс при помощи х/б ткани - под низом блестящий белый слой. Снова 2 предположения - или это серебро или какой-то дополнительный подслой на самой монете.
Беру наждачную бумагу, сдираю белый слой в районе цифры "0", обезжириваю, снова закидываю в раствор. Жду появления красноватого оттенка, достаю, снова промываю порошковым чистящим средством - под низом белый слой. Значит изначально всё же осело серебро как положено, а потом начала садиться поверх ушедшая в раствор медь.
И благо садится она оооочень рыхлым слоем. В противном случае в таком растворе пришлось бы чётко контролировать время выдержки и циркуляцию электролита.
В обеих случаях подготовка поверхности стандартная: удаление окислов с поверхности, тщательное обезжиривание. Второй готовый раствор нужно хранить в тёмном месте и можно использовать многократно до полного истощения / загрязнения.
К сожалению, несмотря на простоту нанесения покрытий, а так же стойкость самого серебра к окислению данные покрытия всё же обладают рядом недостатков.
Во-первых, несмотря на стойкость самого серебра к окислению кислородом воздуха хранить готовые печатные платы необходимо в вакуумной упаковке с влагопоглотителем (если планируется долгое хранение). Как уже отмечалось выше, во влажной среде серебро тускнеет из-за образования на поверхности сульфида серебра (в воздухе всегда присутствует небольшое количество соединений серы. Особенно в городских условиях). При этом сам сульфид серебра достаточно инертен, что создаёт определённые проблемы при лужении даже с использованием некоторых активных флюсов.
Во-вторых, более качественное покрытие можно получить из электролитов с использованием циан-ионов. Но данные электролиты непригодны для использования в домашних условиях из-за высокой токсичности цианистого натрия (цианистого калия), а так же возможности образования циановодорода.
В-третьих, в домашних условиях возможно использование двухкомпонентных электролитов. Первый раствор обычно содержит аммиачный или цианидный комплекс серебра. Второй раствор содержит восстановитель. В качестве восстановителя применяют глюкозу (либо инвертный сахар), сегнетову соль, формалин и пр. Основным недостатком подобных составов является невозможность длительного хранения готового раствора.
По отдельности растворы можно хранить длительное время, но после смешивания основного раствора и восстановителя готовый раствор необходимо использовать в течение суток. Таким образом подобные составы также малопригодны для домашнего применения.
Во втором опыте был интересный момент. Подготовил монету, забросил, жду пока закончился серебрение, покачивая ванну. Смотрю, слой стал равномерным, а потом начал понемногу краснеть.
Возникло 2 предположения: либо поверх вторым слоем ложится ушедшая ранее в раствор медь, либо пошёл обратный процесс...
Вытаскиваю монету, промываю порошковым чистящим средством типа Сорти/Пемолюкс при помощи х/б ткани - под низом блестящий белый слой. Снова 2 предположения - или это серебро или какой-то дополнительный подслой на самой монете.
Беру наждачную бумагу, сдираю белый слой в районе цифры "0", обезжириваю, снова закидываю в раствор. Жду появления красноватого оттенка, достаю, снова промываю порошковым чистящим средством - под низом белый слой. Значит изначально всё же осело серебро как положено, а потом начала садиться поверх ушедшая в раствор медь.
И благо садится она оооочень рыхлым слоем. В противном случае в таком растворе пришлось бы чётко контролировать время выдержки и циркуляцию электролита.
В обеих случаях подготовка поверхности стандартная: удаление окислов с поверхности, тщательное обезжиривание. Второй готовый раствор нужно хранить в тёмном месте и можно использовать многократно до полного истощения / загрязнения.
К сожалению, несмотря на простоту нанесения покрытий, а так же стойкость самого серебра к окислению данные покрытия всё же обладают рядом недостатков.
Во-первых, несмотря на стойкость самого серебра к окислению кислородом воздуха хранить готовые печатные платы необходимо в вакуумной упаковке с влагопоглотителем (если планируется долгое хранение). Как уже отмечалось выше, во влажной среде серебро тускнеет из-за образования на поверхности сульфида серебра (в воздухе всегда присутствует небольшое количество соединений серы. Особенно в городских условиях). При этом сам сульфид серебра достаточно инертен, что создаёт определённые проблемы при лужении даже с использованием некоторых активных флюсов.
Во-вторых, более качественное покрытие можно получить из электролитов с использованием циан-ионов. Но данные электролиты непригодны для использования в домашних условиях из-за высокой токсичности цианистого натрия (цианистого калия), а так же возможности образования циановодорода.
В-третьих, в домашних условиях возможно использование двухкомпонентных электролитов. Первый раствор обычно содержит аммиачный или цианидный комплекс серебра. Второй раствор содержит восстановитель. В качестве восстановителя применяют глюкозу (либо инвертный сахар), сегнетову соль, формалин и пр. Основным недостатком подобных составов является невозможность длительного хранения готового раствора.
По отдельности растворы можно хранить длительное время, но после смешивания основного раствора и восстановителя готовый раствор необходимо использовать в течение суток. Таким образом подобные составы также малопригодны для домашнего применения.