Autor: D.Weisser
23.02.2007

Erzeugen der Manganschicht

Eine gute Mangandioxidschicht (Braunstein) ist der Schlüssel zum Erfolg dieses Verfahrens, sämtliche Fehler beim Erzeugen der Mangandioxid Schicht führen zu einer schlechten Leitfähigkeit im Polypyrrol und somit zu schlechten Durchkontaktierungen in der Platine. Im Prinzip gibt es mehrere verschiedene Möglichkeiten die Manganschicht auf dem Epoxid zu erzeugen. Die Verfahren lassen sich grob in 2 Gruppen einteilen, alkalische Verfahren welche bei einem PH von ca 10 arbeiten und saure Verfahren welche im PH-Bereich 1-3 arbeiten. Die meisten sauren Verfahren haben den Nachteil, dass sie das Kupfer anlösen, bei zu langen Verweilzeit im Bad kann das Kupfer auch komplett aufgelöst werden, eine Ausnahme stellt das Verfahren auf Basis von Borsäure dar, welches zum Schluss behandelt wird.
Zuerst das zuvor beschriebene alkalische Verfahren.

alkalisches Verfahren: Dazu werden in 1l Dest. Wasser 45g Kaliumpermanganat (KMnO4) und 45g NaOH gelöst. Bei ca 80°C bleibt die Platine 20min mit hoher Bewegung im Bad. Die Kanten der Leiterkarte müssen danach dunkelbraun gefärbt sein ( Braunstein ).

saure Verfahren:
(siehe auch Thread im Progforum 'Durchkontaktierung ohne Paladiumsalze'

Kaliumpermanganat in Schwefelsäure:
das saure Verfahren hat den Nachteil, dass jedesmal neu KMnO4 zugegeben werden muss und auch immer etwas neue H2SO4, jedoch werden jeweils immer nur 10g KMnO4 benötigt. Kaliumpermanganat ist aufgrund der Gefahrstoffverordnung nur noch schwer zu bekommen, somit bevorzuge ich das saure Verfahren, da es nicht soviel KMnO4 benötigt. (auch das alkalische Verfahren ist nicht beliebig haltbar!!!).
1l 10% Schwefelsäure wird zunächst auf 50° erwärmt. In einem Becherglas o.ä. werden dann die 10g KMnO4 in etwa 200ml Wasser gelöst. Die Platine wird in die heiße Schwefelsäure gegeben und laufend bewegt. (Die Löcher sollten keine Luftblasen mehr enthalten). Nun wird die Kaliumpermanganatlösung zugegen und rasch mit der Schwefelsäure vermischt. Die Platine bleibt bei starker Bewegung ca 10min im der Lösung. Die Lösung wird dabei allmählich braun und es fällt auch Braunstein aus. Anschließend wird die Platine in destilliertem Wasser gewaschen. Die restliche Lösung kann wiederverwendet werden. Dazu wird die Lösung dekantiert.Der restliche Braunstein kommt zum Chemiemüll. Folgende Fehler können auftreten:

1.) Das Kupfer verfärbt sich dunkel, dann ist entweder zu viel KMnO4 benutzt worden oder die Konzentration an H2SO4 ist zu gering. Dies ist schlecht, da das Kupferoxid eine Isolierschicht zwischen PPY und Kupferbildet und somit die Durchkontaktierungen nicht leitfähig werden.

2.) Die Epoxidstellen sind nur leicht braun. Entweder zu kalt,zu kurz oder einfach zu wenig KMnO4.

3.) Einige Löcher sind nicht braun. Ein Problem was besonders bei kleinen Bohrungen auftritt. Es waren dann Luftblasen in den Bohrungen. Dies kann etwas verbessert werden wenn die LP vor dem Beizen in Dest.Wasser + Netzmittel getaucht wird.

Die Farbe des Bohrloch sollte dunkelbraun sein (siehe rechte Seite) auf der linken Seite im Bild ist eine Fehlstelle zu sehen welche durch eine kleine Luftblase verursacht wurde!