Metodos para Metalizacion de plasticos.

[jjjimenez]

Hola a todos, he visto que teneis algunos intereses en metalizar plasticos, y como es un tema del que llevo varios años trabajando, a lo mejor os puedo ayudar.

Lo primero que debeis tener en cuenta es si el material a metalizar contiene o no metales. Por ejemplo, en la insdustria, quizas el caso mas comun de metalizacion se realiza en placas de circuito impreso de electronica, para metalizar los taladros. Aqui, las placas son de fibra de vidrio, y contienen ya dos chapas de cobre.
Otro caso es el de metalizar figuras de plastico, aqui no hay metales.

La diferencia entre los dos casos es el activador catalitico. Siempre es una sal de un metal noble (oro, plata o paladio) y aqui esta el problema; si introducimos un metal menos noble (cobre por ejemplo) en una solucion de estos metales nobles, el mas noble se reduce, precipitandose en forma de metal, y el menos noble, el cobre en este ejemplo, se disuelve. Como consecuencia, se destruye el activador, y fastidiamos el proceso.

Si el material a metalizar contiene metales, el activados a usar es un coloide de paladio u oro estabilizados en Sn 2 y vainillina.
Si no contiene metales, el activador es una solucion poco concentrada de una sal estable de oro, plata o paladio.
Con este sistema podreis metalizar practicamente cuanquier plastico a ecepcion del sufrido teflon y similares.

Vamos con el proceso por partes:

1- Limpieza de la pieza. Cosa evidente. A partir de aqui guantes, y ya no solo por nuestra seguridad, sino por el exito.

2- Hidrofilizacion del plastico. Sumerjimos la pieza en solucion de sulfurico al 10% (cuidado... recordad aquello de siempre El sobre Ella!!)

3- Mordiente. Inmersion en solucion de estaño 2. Una solucion de 100 gr/l de cloruro de estaño en agua. Al mezclar debeis añadir algunas gotas de CLH para que el oxiclururo de estaño formado ( blanco) se redisuelva. Saturar la solucion con sal comun para aumentar la estabilidad de la solucion. Esta solucion "pegara" iones de estaño a los puntos del plastico hidrofilizados anteriormente.

4-Desclorado. Enjuagar con agua destilada. El cloro arrastrado del mordiente podria fastidiar el activado posterior (sobre todo si se usa plata)

5- Activado. Una solucion al 10% de nitrato de plata o cloruro de paladio o clururo de oro va de perlas. El Estaño "pegado" anteriormente al plastico reducira al metal noble y lo convertira en islote de metal en el mismo plastico. Vereis como el plastico se oscurece. Unos 20 minutos a T ambiente es suficiente. Cuidado con los cloruros, fastidiareis la solucion de nitrato de plata.

6- Cobre electroless. Hay muchas formulas, pero esta es la que a mi mas me gusta. 100Gr/l de cobre sulfato, a Ph 13 con sosa y la minima cantidad de glicerina para redisolver el cobre. Esta solucion es estable. A la hora de usarla, se añade 15 ml /l de formaldeido y a esperar. El plastico se ira recubriendo de una finisima capa de cobre homogeneo. Segun la concentracion de cobre que useis y la temperatura de la solucion, el cobre sera mas o menos rosa, pero esto no interferira en la calidad final.

7- Engrosado del cobre. Con cualquier formula para cobrear usando, esta vez si, electricidad. Por cierto, un secreto. Añadir 10 Gr/l de nescafe
a la solucion de cobrear. El resultado es impresionante !.... Guardad los derechos de autor!!!.

8- Metalizado final. Ya tenemos totalmente metalizada la pieza con cobre. Ya solo nos falta recubrirla del metal preferido, niquel (os aconsejo la formula del sulfamato, mas que la de Wat con sacarina), oro, plata ...

Como os decia, si la pieza contiene ya metal, teneis que usar el coloide de paladio u oro. Si lo necesitais, os lo publico por aqui. Son formulas de mas de 30 años, y por lo tanto sus patentes ya han caducado.
Suerte y espero que os haya gustado.
Juan.

[Luis Arturo]

no tinews idea de cuanto he buscado concentraciones en especifico pero que hay de utilizar tambien cromico con suslfurico en la hidrofilizacion tengo entendido es indispensable cual es la diferencia miñl gracias

[tulkas_the_vala]

pero que buen aporte este!
y me llamo la atención lo del nescafé :p, que efecto logrará?
agradezco que nos brindes tus conocimientos en esto
han habido varios temas al respecto y siempre se llega a un punto en particular
los que tienen estos conocimientos generalmente se los llevan a la tumba xD

[FastCast]

mmmmm existe alguna diferencia entre los tipos de plastico?? osea se puede tratar cualquier plastico asi??? porque la verdad me causó curiosidad y tengo unas laminas maleables de poliestiero jejeje

[jjjimenez]

Hola de nuevo.
Me alegro que os sea de utilidad.
La mezcla sulfocromica es la mezcla oxidante para compuestos organicos mas potente que se conoce. Se hace indispensable en algunos plasticos demasiado estables. La cuestion es no usar estos plasticos, sino otros que se "dejen" tocar. No obstante, si no hay mas remedio que usar estos plasticos, habra que hacerlos pasar por la sulfocromica.
En principio, y con la excepion de los polifluorcarbonados (teflones), todos los plasticos pueden ser metalizados por este metodo. Los PVC´s las resinas epoxidicas, poliestirenos, poliesteres, ABS, y un largo ecetera.
Lo importante es cobrear primero antes de recubrirlos del metal final. En la bibliografia se hace referencia al niquel electroless en lugar del cobre que yo describo, la razon es porque el niquel puede ser parado con solo enfriar la solucion, mientras que el cobre es mas dificil. Una vez que se monta la solucion electroless de cobreado, esta irremediablemente, tiende a agotar y reducir todo el cobre, hasta terminar. En la industria, este control se hace burbujeando la solucion con aire, y añadiendo trazas de cianuro, sal divina para los metales, pero demasiado toxica.
El uso del coloide de paladio es muy atractivo, y ademas, es una compuesto que tiene una historia muy bonita. Nace con la purpura de cassius del siglo XIX y termina con los quimicos de RONALD a mediados del XX. AL final, es la historia del coloide metalico mas estable jamas conocido.
Un factor imprescindible en todo el proceso, y que no he mencionado, es la pulcritud en la limpieza. Que sepais; una minuscula mancha es un fallo en la metalizacion. El uso de guantes y cubetas limpias es la base para el exito.
Supongo que con lo ya expuesto ya teneis para jugar y practicar; de todas formas, si teneis o os surgen dudas, preguntad... es gratis.

Por cierto, lo del nescafe es tan ciento como que me llamo Juan. Yo lo lei hace ya varios años, en una patente americana, y el resultado, aunque no tan lustroso como el de la sacarina en el niquel, es en la practica, indispensable.
La alternatica al nescafe es usar complicados compuesto organicos donantes de S, y os aseguro que no hay tanta diferencia.
Saludos... Juan

[Schopen]

Hola, me ha parecido muy buena la forma de metalizar plásticos.
Solo preguntarte cuanto tiempo se debe de hidrolizar el plástico. ¿podría servir para fabricar placas de cobre ultradelgadas en casa para montar en sandwich y hacer un circuito multicapa?
¿Se podría hacer que la electroless solamente afectase a una zona del plástico?. De esa manera podríamos hacer la electroless plating directamente del circuito impreso.
Saludos.

[jjjimenez]

Hola, me ha parecido muy buena la forma de metalizar plásticos.
Solo preguntarte cuanto tiempo se debe de hidrolizar el plástico. ¿podría servir para fabricar placas de cobre ultradelgadas en casa para montar en sandwich y hacer un circuito multicapa?
¿Se podría hacer que la electroless solamente afectase a una zona del plástico?. De esa manera podríamos hacer la electroless plating directamente del circuito impreso.
Saludos.

Hola de nuevo.
Sobre la multicapa, la respuesta es si, pero el inconveniente es que la capa de cobre electrorres, por muy gruesa que la hagas, jamas te quedara brillante, y es antiestetica.
Sobre el tiempo de hidrolizacion, es variable, pero una fibra de vidio, (poliester cargado con FDV), solo necesita unos 20 minutos a T ambiente.

La deposicion selectiva es tambien factible, pero seguro que no has pensado en el inconveniente de cómo engrosar las partes aisladas. Este sistema se usa en los circuitos integrados hibridos, sobre porcelana, y el engrosado se efectua con Ni electroless. Finalizando con oro.Aqui hay que hilar muy fino para obtener calidad y seguridad. Trabajar en ambientes cero, etc..
Saludos...

[Schopen]

Saludos y gracias por la respuesta previa.
Estoy recopilando los compuestos necesarios para realizar la metalización del plástico. El cloruro de estaño es bastante caro y he optado por fabricarlo. He utilizado hilo de estaño-plata macizo de fontanería para realizar la reacción. Es una reacción bastante lenta y me ha tocado hervir el salfumant con los hilos de estaño plata cerca de unas tres horas. He obtenido un precipitado negro de cloruro de plata. Tras filtrar dos veces he calentado hasta que quedaba una pasta blanca que después se ha secado en un calefactor de aire caliente unas dos horas aprox. Mis preguntas son:
¿está correctamente realizada la experiencia? ¿tendrá la pureza necesaria para el metalizado?. Al calentar para evaporar casi toda el agua y el ácido habré alterado la composición química del cloruro de estaño tal vez oxidándolo?. Sabes de algún catalizador que acelere la reacción?.
Tienes toda la razón cuando afirmas cómo voy a engrosar las islas. Tendría que aplicar electricidad a cada pista y sería muy complicado. Tal vez con sputering a vacío pueda hacerlo. De todas formas me conformo con conseguir el electroless puesto que la galvanoplastia con cobre ácido ya la manejo bastante bien, mi objetivo es realizar circuitos impresos ultradelgados y multicapa ya que realizo muchos prototipos y quiero ahorrarme el dinero de comprar las placas. Se me olvidó comentarte si hay que lavar la placa de plástico con agua destilada entre etapa y etapa, para que no se contaminen las cubetas.
Gracias por todo, y si tienes alguna duda de electrónica e informática no dudes en preguntarme lo que quieras. Saludos

[jjjimenez]

Saludos y gracias por la respuesta previa.
Estoy recopilando los compuestos necesarios para realizar la metalización del plástico. El cloruro de estaño es bastante caro y he optado por fabricarlo. He utilizado hilo de estaño-plata macizo de fontanería para realizar la reacción. Es una reacción bastante lenta y me ha tocado hervir el salfumant con los hilos de estaño plata cerca de unas tres horas. He obtenido un precipitado negro de cloruro de plata. Tras filtrar dos veces he calentado hasta que quedaba una pasta blanca que después se ha secado en un calefactor de aire caliente unas dos horas aprox. Mis preguntas son:
¿está correctamente realizada la experiencia? ¿tendrá la pureza necesaria para el metalizado?. Al calentar para evaporar casi toda el agua y el ácido habré alterado la composición química del cloruro de estaño tal vez oxidándolo?. Sabes de algún catalizador que acelere la reacción?.
Tienes toda la razón cuando afirmas cómo voy a engrosar las islas. Tendría que aplicar electricidad a cada pista y sería muy complicado. Tal vez con sputering a vacío pueda hacerlo. De todas formas me conformo con conseguir el electroless puesto que la galvanoplastia con cobre ácido ya la manejo bastante bien, mi objetivo es realizar circuitos impresos ultradelgados y multicapa ya que realizo muchos prototipos y quiero ahorrarme el dinero de comprar las placas. Se me olvidó comentarte si hay que lavar la placa de plástico con agua destilada entre etapa y etapa, para que no se contaminen las cubetas.
Gracias por todo, y si tienes alguna duda de electrónica e informática no dudes en preguntarme lo que quieras. Saludos

Hola de nuevo.
Gracias por tu oferta. Yo en realidad soy tambien electronico e informatico, y entre en esto de la metalizacion por necesidad. Ya ves...

AL tema:
Lo mas seguro es que el producto obtenido sea acido metaestannico, o sea staño IV. Que no sirve. La obtencion del cloruro de estaño II es muy complicada y lenta. Te aconsejo que lo compres. No es necesario que lo compres de alta pureza... busca en ebay...
Sobre el enjuague, efectivamente es obligatorio entre etapas, y ademas, debes escurrir antes de pasar a otra cubeta.
Usa cubetas verticales en lugar de horizontales.
Por ultimo, decirte que el cobre electroless tiene muy alto indice de cobre II y muy alta resistencia de conduccion. No te servira para conexiones. Es obligado el engrose.
Tampoco puedes usa el sputtering por dos razones;
- El sputtering del cobre es muy costoso, debes eliminar cualquier traza de oxigeno o se depositara el oxido.
- No es selectivo, no podras deponer SOLO sobre las pistas.

Un saludo... Juan

[jjjimenez]

Como veo que tu interes se centra en la fabricacion de PCB multicapa, te voy a explicar como las fabrico yo.
Si necesitas fotos de alguna parte del proceso o maquina que utilizo, al ser todas autoconstruidas, solo indicame donde las dejo:

-Partir de una PCB doble cara ( aunque tambien se puede iniciar a partir de una placa de plastico limpia, sin cobre)

-Taladrado con robot. Los taladros han de estar perfectamnte posicionados. Utilizo un robot de diseño y construccion propios. Tambien tiene un laser de CO2, pero no lo utilizo para este proceso.

-Metalizado completo. Aqui tenemos la PCB taladrada y con los taladros metalizados en su interior. Se puede usar la tecnica del coloide de Pd ( el que yo uso) o, pero solo si se parte de una placa sin cobre, la tecnica de la solucion de plata.
Estas tecnicas son las que esplique anteriormente.

-Impresion en la placa del negativo del circuito. Para esto utilizo una Epson C84 modificada con una guia de precision central. Esta maquina utiliza un doble sistema de traccion, uno para la placa y otro para el sistema de autolimpieza. En la Web hay descripciones sobre como usar esta impresora para este proceso, pero solo es usable para positivos, o sea, para una sola cara o para dos sin metalizar. Mediante este sistema que he fabricado se puede llegar a la multicapa metalizada. Uso un programa mio para imprimir en varias pasadas y en el sitio adecuado (coincidir con los taladros) y una tecnica de surfactacion previa de la PCB, (tecnica tambien mia) que garantiza una homogizacion de la deposicion de la tinta. Uso la tinta MisPro (esto ya es conocido), y honeo a 200 º. El resultado es perfecto, y no se necesita sistema fotografico. Hago lo mismo con la cara B. La coincidencia entre caras y con los taladros es perfecta gracias a las modificaciones de la impresora.

-Estañado galvanico. Se estaña en la parte que formara el circuito. Recuerda que que impreso el negativo.

-Limpieza de la tinta con disolvente.

-Atacado con cobre amoniacal. Se ataca la zona no estañada.

Al final, en una mañana, se obtiene una PCB multicapa profesional y con calidad hasta 8 mils.

PD: He enviado algunas fotos del sistema que utilizo a RapidShare:

http://rapidshare.com/files/166034866/fotos.rar.html

Un saludo... Juan