Die gängigen Verfahren

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1 Die gängigen Verfahren Das hier in diesem Buch vorgestellte Verfahren ist die Unterätzung. Im englischen Sprachraum auch als CBX benannt. Normalerweise ist die Unterätzung ein unerwünschter Fehler beim Herstellen von Ätzobjekten, wir aber wollen unterätzen! Was den Amis recht ist, ist uns billig. Deswegen nennen wir das Ganze auch UÄX für Unter-Ätzen-EXtraktions Verfahren. In der Elektrotechnik wurden früher Platinen durch das Ätzen von kupferbeschichteten Glasfaserplatten hergestellt. Heute gibt es hierfür wesentlich ausgefeiltere und bessere Verfahren, die aber an dieser nicht bis in aller Tiefe ergründet werden sollen. Nur soviel sei gesagt, heute trägt man die Leiterbahnen eher auf, als, so wie früher, die Zwischenräume weg zu ätzen. Das Ätzen ist ein komplizierter Prozess, der von vielen Faktoren, sogenannten Prozessparametern abhängig ist (Temperatur, Materialschwankungen, Layout usw.) Daher muss ständig darauf geachtet werden, dass die Platine nicht zu lange dem Ätzmittel ausgesetzt wird. Ansonsten sind die Leiterbahnen weggeätzt oder werden zu dünn. Diesen Moment abzupassen war schon von jeher eine kleine Kunst. Beendet man das Ätzen zu früh, hat man unter Umständen noch Brücken, die zu Kurzschlüssen führen, ätzt man zu lange, gibt es Unterbrechungen. In jedem Fall ist die Produktion Ausschuss. Nachdem nun wenn alles gut gegangen ist - die Leiterbahnen aus Kupfer entstanden sind, muss manchmal an stark belasteten Stellen, wie zum Beispiel bei Steckleisten, eine zusätzliche 1

2 Schicht eines Metalls aufgebracht werden. Da Kupfer schnell an der Luft oxidiert, muss man ein edles Metall in aller Regel Gold- verwenden. Dieses Gold wird nun chemisch-elektrolytisch auf den Steckleisten aufgebracht. Es ist dieses Gold, dass wir nun zurückgewinnen wollen. Abbildung 3: Ziel erreicht: Platine und Gold getrennt! Hierzu eine kurze Erläuterung, wie das Ganze funktioniert. Grundsätzlich gibt es zwei Wege Gold aus Elektronik zu gewinnen. 2

3 Königswasser/Aqua Regia Methode Man kann zum einen das Gold aus der Verbindung heraus ätzen, so dass es sich in eine Lösung begibt. Hierzu verwendet man das berühmte Königswasser, eine Mischung von konzentrierter Salzsäure und Salpetersäure im Verhältnis 3:1. Es ist die einzige Flüssigkeit, die Gold auflösen kann. Sie wird auch als Aqua Regia im anglophonen Sprachraum verkauft. Das Gold wird dann in einem zweiten Schritt ausgefällt, d.h. Durch einen weiteren chemischen Vorgang setzt es sich ab, wir gefiltert oder per Elektrolyse aus der Lösung gefischt. All diese Gold lösenden Verfahren erfordern eine genaue Kenntnis der Chemie und die verwendeten Mittel sind teilweise sehr giftig oder ätzend. Manchmal geht es aber auch einfach nicht anders, bei den hier verwendeten Goldfingern gibt es jedoch einen viel besseren Weg! Daher wird in diesem Buch die Aqua Regia Methode nicht weiter besprochen. Sie ist nur für fortgeschrittene Benutzer mit entsprechender Laborausstattung, Luftabzug und Kenntnis der verwendeten Chemikalien vertretbar. Für Einsteiger und gelegentliche Anwender ist sie aufgrund der Reaktionsprodukte und Risiken nicht geeignet. Sollte man zur Raffinierung im Endschritt dieses Verfahren benötigen, so wird empfohlen sich an einen Dienstleister wie Scheideanstalten oder kleinere Labors zu wenden. Örtliche Galvanikbetrieb können solche Behandlungen ebenfalls problemlos abwickeln. 3

4 Die UÄX/CBX Unterätzen Methode Diese Methode löst nicht das Gold im Ausgangsmaterial auf, sondern alles andere. Da Gold das edelste Metall ist, bietet den Vorteil, dass man mit relativ umgänglichen Chemikalien und sogar mit Hausmitteln wie Essig oder Zitronensäure arbeiten kann. Diese Zutaten bekommt man in fast jeder Drogerie ohne Formalitäten. Auf der Website findet sich auch ein eigens eingerichteter Amazon-Shop in dem man alle benötigten Komponenten bequem bestellen kann. Die Theorie dahinter Wir gelangen an das Gold, indem wir die Platine einer Säure aussetzen, die in der Lage ist, das vom Gold abgedeckte Kupfer, also die Zwischenschicht wegzuätzen. Hierbei dringen die Säuremoleküle in die ca. 8 Mikrometer dünne Kupferschicht seitlich ein und schmelzen das Kupfer immer schmaler zusammen bis das Gold seinen Halt verliert und einfach abfällt. Dabei wandelt sich das Kupfer in ein Kupfersalz um dass als trübe bläuliche Färbung in der Lösung erkennbar wird. Die vergoldeten Kontaktleisten sind in mehreren Lagen wie ein Sandwich aufgebaut. Auf der Abbildung 3. sehen wir einen Schnitt durch die Schichten einer Anschlussleiste. Sie sind farbig markiert. Im Inneren befindet sich der für Säuren unzerstörbare Kern, die eigentliche Leiterplatte. Sie besteht aus Epoxidharz und einem Gemisch von weiteren Stoffen. Auf diesen Kern (grün schraffiert) wird nun eine Lage Kupfer 4

5 (rot) mit den Leiterbahnen aufgebracht, die wie Leitungen, die einzelnen Bauteile auf der Platine verdrahten und verbinden. Abbildung 4: Schnitt durch PCI Steckleiste Dieser Abschnitt der Leiterplatte, der als Kontakt zu einem Stecksockel dient wird dann über dem Kupfer nochmals mit einer Schicht Gold (hier Gelb) überzogen.da dies auf beiden Seiten erforderlich ist ergibt sich der hier gezeigt Sandwich Aufbau. 5