LA CHIMIE AU SERVICE DU BRICOLEUR.

Ecrit par Maurice Fraselle .(chimiste)

Ce résumé n’est pas un cours de chimie mais un aperçu des multiples possibilités des produits chimiques que j’ai employés en tant que bricoleur.

L’exposé se divise en huit chapitres:

1. La sécurité et le matériel employé.

2. Les acides.

3. Les bases ou hydrates ou alcalis.

4. L’eau.

5. Les solvants.

6. Les colles.

7. Les décapants du cuivre, de I’aluminium, du fer.

8. Les circuits imprimés: les laques et produits attaquant le cuivre.

 9. Divers.

CHAPITRE 1.

1.1. La sécurité:

- L’utilisation des acides, des alcalis et des autres produits impose des mesures de sécurité qui sont: le port de lunettes, gants, tabliers etc ..., en matière plastique par exemple, pas de flammes vives, aération efficace.

- Tous les produits chlorés sont anesthésiques à divers degrés et toujours toxiques. Les autres solvants utilisés en bricolage radioamateur ne valent pas mieux. Il faut éviter leur inhalation même si leur "odeur" est agréable à respirer. De plus certains sont inflammables.

- Respirer du tétrachlorure pendant 15 secondes pour un dégraissage de potentiomètre puis un quart dl heure plus tard nettoyer un chassis au Perchlorethylène; dix minutes après préparer une solution d’esprit de sel à partir d’HCI concentré ; transvaser de l’ammoniaque ; tout cela est nocif et exige une aération; tout radioamateur possède un petit ventilateur qu'il dirigera du haut vers l'endroit de ses travaux et écartera ainsi les émanations néfastes

- Les produits chimiques doivent être mis hors de la portée des enfants. - Tous les flacons contenant des produits chimiques doivent être munis

d'une étiquette (protégée par une couche de paraffine) ou d'une indication à la "mèche", comportant le nom ou la formule du produit, sa concentration, sa date de fabrication.

- Conserver les solutions en flacons bruns et à l'abri de la lumière solaire car des réactions secondaires sont possibles avec transformation du produit et dégagement de gaz allant jusqu'à l'explosion. Exemple: TRICHLORETHYLENE + traces d'eau + soleil ==> produit acide + gaz toxique. Attention aussi au Persulfate d'Ammonium et à l'eau oxygénée à 30 volumes (H202 à 30 v.).

- Les flacons d'acide chlorhydrique (esprit de sel) doivent être fermés aussitôt après usage et les résidus éliminés et rincés; sans cette précaution, le lendemain tous vos outils seront rouillés - si cela se passe dans le "shack", le cuivre dénudé des composants ou des appareils subit les mêmes dommages.

- Pendant l'emploi des produits chimiques quels qu'ils soient, un seau rempli d'eau à proximité du lieu de travail est une bonne précaution à prendre - Un torchon humide est utile.

Ces recommandations ne sont pas un luxe ni une fantaisie car la moindre inattention peut coûter cher - Une gouttelette d'acide ou de soude dans l'oeil peut rendre aveugle en quelques instants.

1.2. Le matériel utilisé.

- Une éprouvette graduée de 100 cc (centimètre cube ou ml - mi11ilitre) en verre, permet toutes les mesures renseignées dans ce résumé.

- Un entonnoir en verre de préférence. (Pourquoi du matérie1 en verre? Parce qu'il peut être utilisé avec tous les solvants sans dommage).

- 3 ou 4 récipients (+ couvercles) provenant des "crèmes glaces" YSBOERKE ou simi1aires - Entretien facile et matière inaltérable - Dimensions: 200mm / 140 / 100 .

- 1 récipient plus grand pouvant contenir un récipient "crème glace" et provenant d'un "bidon à savon     liquide" en plastique, coupé au bon endroit dans le sens de la longueur sert comme bain-marie et aussi    contient une eau de rinçage tiède.

-Quelques bouteilles en plastique clair (genre Spa Reine) pour conserver  les solutions.

- Deux ou trois flacons "Spa Reine" coupés à 8 cm du goulot pour les   bains de trempage.

CHAPITRE II : LES ACIDES.

2.1. ACIDE SULFURIQUE.

- H~SO4, Zwavelzuur, Schwefels~ure, acide concentré, vitriol, 66° BAUME, acide de batterie, 22° B ou indication du fournisseur.

- Son emploi en bricolage radio ne se justifie pas sauf pour les utilisateurs de batteries.

- L’acide préparé se vend chez les droguistes ou "brico-automobile".

- L’acide sulfurique est dangereux et nécessite absolument une protection par lunettes, gants, tabliers, etc ...

- Sa réaction avec I’eau dégage une chaleur intense qui nécessite un récipient approprié pour la dilution.

- Ne jamais verser de I’eau dans l’acide concentré, mais verser lentement I’acide dans I'eau sinon il y a risque de projection d'acide.

- Les brûlures par I’acide sulfurique causent la destruction de la chair qui ne se reforme plus (vitriolage).

- Stocker l’acide en flacon de verre ou de plastique APPROPRIE - jamais de bouchon de liège.

- Apposer toujours une étiquette dûment remplie et protégée par une couche de paraffine.

- En cas de contact avec la peau, laver longtemps à I’eau courante puis consulter un médecin.

- La concentration est déterminée par titrage chimique ou simplement à l'aide d'un densimètre - respecter la température pour faire la mesure. (pour la dilution du chlorure de fer en poudre ou la dilution d/autres acides, les mêmes précautions sont à prendre).

2.2. ACIDE NITRIQUE

- NE PAS EMPLOYER EN SOLUTION CONCENTREE CAR VAPEURS TOXIQUES.

- Pour le nettoyage du cuivre des C.I. : solution à 2% d’acide à 40° B.

- Contact maximum: 1 minute.

 

 

2.3 ACIDE CHLORHYDRIQUE.

- Utilisé pour le nettoyage du fer fortement rouillé ou pour dissoudre le calcaire.

- Il attaque la peau, les vêtements et les pavements - Lors de son emploi les mesures de sécurité sont absolument indispensables - En cas de brûlures, laver à grande eau.

- Un flacon d’HCI ouvert pendant une heure suffit à "rouiller" tous les outils de votre atelier et à attaquer le cuivre de vos appareils. (Voir 1.1. 7' tiret.)

2.4. ACIDE PHOSPHORIQUE.

- Dangereux comme les acides précédents, mais efficace pour "bloquer" la rouille.

- L’acide phosphorique transforme la rouille en phosphate de fer insoluble.

2.5. ACIDE PICRIQUE

- Cristaux brillants jaune pâle, inodores, solubles dans I'eau.

- Sert pour badigeonner les petites brûlures non ouvertes faites avec le fer à souder et permet de continuer le travail sans douleur car il agit comme substance tannante. S’applique à I’aide d’un petit pinceau ou avec de l’ouate.

- Tache la peau et les textiles.

- Il peut être employé pour brunir ou noircir le fer.

 

 

2.6 ACIDE OXALIQUE.

- Sel d’oseille

- Cristaux blancs solubles dans l'eau - POISON!!! – s’achète en droguerie.

- Préparer une solution saturée avec de I'eau de pluie ou de I’eau distillée.

- Cet acide organique est très utile pour enlever les taches de rouille en général et en particulier celles causées par le chlorure ferrique sur les tissus.

 

-Emploi :

.Placer le tissu sur une plaque de verre ou une feuille de plastique, toucher la tache avec la solution d’acide oxalique à l’aide d’un bâtonnet dont le bout a été enrobé d’ouate, NE PAS FROTTER.

. L’acide oxalique transforme le fer (brun) de la tache en oxalate de fer Incolore et soluble. Rincer à l'eau soigneusement.

. Recommencer l’opération s’il reste des traces.

. RINCER et RELAVER le tissu sinon il peut se former des trous aux  endroits des taches. Ne jamais laisser sécher l’acide oxalique dans les textiles. Le trou n'est pas occasionné par I’acidité, comme il le serait avec les acides minéraux cités précédemment, mais par la formation de cristaux aux arêtes coupantes qui cisaillent les fibres du tissu au moindre mouvement du textile.

CHAPITRE III : LES BASES ou HYDRATES ou ALCALIS.

Ce sont des produis "opposés" aux acides et donc les neutralisant. Il y a nécessité absolue de prendre les mêmes précautions que pour l’usage des acIdes.

Ne jamais employer de bouchons en verre sur les flacons de soude.

3.1.1. SOUDE CAUSTIQUE.

- Lessive de soude -

- C’est l’alcali le plus fort et le plus dangereux pour les yeux, la peau, les ongles; il dissout la chair.

- Au contact de l’eau la soude solide engendre une réaction exothermique (productrice de chaleur), son usage exige donc l’emploi d/un récipient adéquat et notamment pas de seau en métal galvanisé ni de récipient en aluminium.

- Procéder par petites quantités à la fois, laisser refroidir et ainsi de suite. Ne pas employer d’eau chaude car Il a risque de projection.

- En cas de brûlures à la soude, rincer à I/eau froide et finalement avec de l'eau contenant un peu de vinaigre pour que la sensation de "gras" provoquée par une brûlure de soude disparaisse.

- Pour les yeux, consulter IMMEDIATEMENT un oculiste.

3.1.2. POTASSE CAUSTIQUE.

- - Caligène.

- Mêmes propriétés et mêmes dangers que la soude caustique

- Sert à décaper les peintures sauf le latex.

-Une solution de KOH 20% en poids(densité 1,25)sert pour les accus Fer-Nickel.

UTILISATIONS DE LA SOUDE.

1. Sert à nettoyer les limes encombrées par de la limaille d'aluminium (par trempage).

2. sert à dissoudre la résine des circuits imprimés (C.I.) après exposition aux ultraviolets (U.V.). La solution habituelle pour cet usage est de 7 grammes de soude par litre.

3. Voir le chapitre VII: attaque de l'aluminium pour le "satinage".

4. Préparation d'une solution de soude à une concentration de X grammes au 1itre à partir de la soude caustique en pastilles (Brico) :

Peser par exemple 100 grammes de pastilles (refermer immédiatement le flacon). Dans un récipient en plastique (Spa Reine), verser 500 cc d'eau douce (ou de pluie ou disti1iée) - ajouter petit à petit les 100 grammes de granulés, mélanger puis faire volume à 1 litre avec de l'eau distillée soit 1000 cc en tout

- Il y a donc 1 gramme de soude pure par 10 cc de solution.

Exemple: Pour faire une solution à 7 grammes de soude au litre: mesurer 70 cc (à l'aide de l'éprouvette graduée de 100 cc) de la solution à 100 grammes/litre préparée précédemment et faire volume à un litre c-à-d ajouter 930 cc d'eau distillée. Coller une étiquette sur le flacon indiquant la formule, la concentration, et la date de fabrication. Le flacon doit rester fermé sinon la soude perd de sa force par suite de sa réaction avec l'acide carbonique de l'air (CO2).

3.2. CARBONATE DE SOUDE

- Soude Solvay - - soluble en eau chaude.

- ou Cristaux de Soude :NA2CO3.10H20 - même produit mais cristallisé et soluble dans l'eau froide.

- ATTENTION ces produits ne sont pas du BICARBONATE de soude.

- Le carbonate est un alcali de force moyenne qui sert à neutraliser les acides répandus sur le sol ou versés à l'égout.

- Il sert aussi à dégraisser les métaux; la soude Solvay plus de l'eau chaude saponifie les graisses végétales et animales, comme la soude caustique d'ailIeurs, mais de façon moins dangereuse.

- Rincer à l'eau après usage.

 

3.3 AMMONIAQUE ET AMMONIAC.

 

- AMMONIAQUE solution -

- AMMONIAC gaz - NH3.

- L'ammoniaque est une solution aqueuse de gaz ammoniac.

- Sécurité habituelle: ne pas respirer les vapeurs, mettre le petit ventilateur en marche.

- L'ammoniaque dissout le cuivre et les vapeurs attaquent superficiellement les conducteurs nus mêmes à plusieurs mètres.

- Nettoyage par trempage des limes encombrés de cuivre ou de laiton. Rincer et sécher après le nettoyage.

- Récupérer les solutions d'ammoniaque dans un flacon en plastique pour des utilisations secondaires (voir chapitre IV).

- Tout contact de l'ammoniaque avec la peau doit être lavé à grande eau.

CHAPITRE IV : L’EAU.

4.1. L'EAU.

- H²0 - water - Wasser - l'eau pure est neutre - L'eau recueilli en ville est acide (pollution).

- L'eau servant à faire les solutions de bases, d'acides ou d'autres produits chimiques peut être:

a) de l'eau distillée ou déminéralisée, b) de l'eau de pluie.

- L'eau de pluie suffit aux besoins du radio amateur. On prend un bidon plastique bien rincé et coupé dans le sens de la longueur, ce qui donne deux grandes surfaces de récupération qui placée sur une terrasse ou au jardin donnent très rapidement un volume d'eau Important - vu qu'Il ne pleut guère dans notre pays -. Un autre moyen est de placer dans une descente d'eau un tuyau en plastique mou (diamètre 10 mm) aboutissant à un flacon propre en contrebas - on peut filtrer cette eau sur de l'ouate placée dans un entonnoIr.

- Conserver l'eau à l'abri de la lumière (à cause de la formation d'algues vertes).

- Les eaux des réglons schisteuses sont en général douces et peuvent servir telles quelles.

- Ne pas utiliser d'eau calcaire car elle entraîne des réactions secondaires et des dépôts désagréables.

-L’eau recueillie en ville n’est pas toujours pure (dissolution de gaz de combustion) ;rejeter la première eau de nettoyage du toit; cependant elle est utilisable pour diluer des acides ou des bases.

CHAPITRE V : LES SOLVANTS.

Il existe deux sortes de solvants:

5.1. LES SOLVANTS GRAS.

ex : gasoil, pétrole, térébenthine, white spirit, essence (+ sels de plomb).

- Les solvants gras laissent un film gras après séchage.

- Ils peuvent servir pour de gros nettoyages à l’air libre. - Ne pas les employer en radio.

5.2. LES SOLVANTS SECS.

- Donnent des réactions diverses. - Sont anesthésiques et nocifs.

5.2.1. PER.

- Perchloréthylène - C2Ci4 - Solvant du nettoyage à sec - Perchlorathylen.

- Le per est ininflammable, plus lourd que l/air, que l/eau, ainsi que ses vapeurs.

- C’est un solvant chloré qui laisse une réaction acide.

 

 

5.2.2  TRI.

 

- Trichloréthylène - C2HCI~ - Trichlorathylen.

 - ininflammable

                                                               ATTENTION .

* le PER et le TRI, comme la plupart des solvants chlorés, forment de I’HCI dans les poumons. Si I’on fume en utilisant ces solvants, les vapeurs passant par la cigarette, le cigare ou la pipe se transforment en phosgène = Ypérite de la première guerre mondiale.

* ces produits dégraissent la peau et peuvent donner des eczémas.

* utiliser seulement à I’air libre - ne pas respirer - ne pas utiliser en circuit radio. Utiliser le petit ventilateur pour chasser les vapeurs vers le bas.

* la ventilation doit être placée à la partie basse de I’atelier.

                                                       

                                         Toujours verser l'acide lentement dans l'eau.

5.2.3. ACETONE.

- CHa-CO-CHa - acetone - Azeton - INFLAMMABLE.

- L’acétone dissout certains textiles (acétate) et attaque presque toutes les matières plastiques, peintures et vernis, et beaucoup de   composants radio.

- Utilisé pour enlever les vernis des circuits imprimés après passage au chlorure de fer.

- Très volatile, il ne faut pas la respirer.

5.2.4. ACETATE d’AMYLE.

- CHa-COOC5H11 - Amylacetate - Amylazetat - Pearoil - Bananaoil - Birnether.

- Propriétés presque identiques à I’acétone, moins actif sur l'acétate et moins solvant; ses réactions sont plus lentes et il est moins volatil.

- Employé pour désodoriser le pétrole. Enlève les taches de peintures au "latex" durcies ou fraîches sur tous supports, ainsi que les vieilles   peintures à l’huile ou vernis.

- Se rince à I’eau ou au Per (pendant le nettoyage à sec) par exemple.

- Voir les propriétés spéciales pour les fabrications des laques pour les C.I. au chapitre VIII.

 

5.2.5.1  ALCOOL METHYLIQUE.

 

- CH³0H - Méthanol - Methylalkohol - alcool de bois - POISON.

- Sert de nettoyant et solvant; enlève les excédents de pâte à souder après soudure effectuée sur C.I.; Antigel.

 5.2.5.2. ALCOOL ETHYLIQUE DENATURE.

- C2H5-OH dénaturé - Ethanol - alcool à brûler - POISON. - Athylalkohol Denaturierter (Spiritus). - idem méthanol.

5.2.6. TETRACHLORURE DE CARBONE.

- CC14 - Tetrachlorkohlenstoff - Non-inflammable - anciennement employé dans les extincteurs.

- Ancien "SASSI" de détachage, le meilleur solvant pour radioamateur car il ne laisse pas de trace, ni acide ni basique; enlève le film de   graisse plus les saletés qui y adhèrent.

- Evaporation rapide, n'attaque pas les composants radio.

- S'emploie par "spray" ou mieux, par vaporisateur ou au pinceau.

- Idéal pour nettoyer les potentiomètres qui crépitent ou pour remettre à neuf les vieilles radios.

- Se vend en droguerie. Les "sprays" de produits commerciaux à usages équivalents se vendent CENT  FOIS le prix du tétrachlorure de   carbone pur.

- Vapeurs très TOXIQUES - anesthésiant -- petit ventilateur.

5.2.7. CHLOROFORME.

- CHCI³ - non Inflammable - anesthésiant - petit ventilateur.

- Peut être obtenu chez son pharmacien en petites quantités.

- N'est pas utilisé en radio pour sa qualité de solvant car il dissout certains éléments en matière plastique (entrant dans la fabrications de beaucoup de composants).

- Voir le chapitre VI : les colles.

5.2.8. LE PETROLE.

- Ce solvant gras sert à dégripper le matériel rouillé, les roulements, buselures, crapaudines, etc ...

- Action par trempage de la pièce; si l'attaque par la rouille est profonde, le résultat peut être lent à se manifester.

- Récupérer et filtrer le pétrole après usage.

 

CHAPITRE VI : LES COLLES.

 

Il ne sera pas question ici des colles du commerce qui sont aussi nombreuses que variées tant du point de vue prix que dans 1e domaine des applications mais des colles utiles à l'OM et réalisables à peu de frais.

La colle la plus économique se fabrique avec des déchets ou mieux avec de la sciure de plexiglas mis en solution par du chloroforme. Deux méthodes sont possibles pour le collage:

6.1. COLLAGE DE DEUX PIECES EN PLEXI.

- par exemple pour fixer les fils d/une bobine en l'air, pour supports, cornières, ..., isolants; pour fabriquer des centres de dipôles étanches, etc .

- Les deux parties sont sciées ou ajustées à la scie circulaire ou à la scie à métaux.

- Ne pas polir les surfaces à coller. Quelques stries d’une lime demi douce sont favorables à la diffusion du chloroforme sur les parties à coller.

- Placer les deux pièces à coller à leur emplacement définitif et les fixer éventuellement avec une pince à    linge, un poids ou un serre-joint.

- Prendre une seringue de récupération et aspirer un peu de chloroforme dans le cylindre.

- Verser un léger filet de chloroforme aux joints formés par les deux pièces à coller.

- Laisser sécher à bonne température ou près d’un radiateur.

- Attendre une demi-heure avant de contrôler la solidité du collage.

- Ajouter un filet de solvant si nécessaire. Laisser sécher à fond.

- La colle est invisible contrairement à certaines colles du commerce qui contiennent des bulles d'air, et ne laisse pas de trace sur les pièces collées.

6.2. COLLE EPAISSE.

- Employée au pinceau ou à la spatule.

- Pour le collage de matériaux de natures diverses (essais préalables nécessaires).

- Cette colle est constituée de déchets, rognures, sciures de plexiglas mis en solution par du chloroforme. La consistance de la colle dépend de la quantité de solvant utilisée. Nettoyer le bouchon ou le filet du flacon avant de le refermer en cas de collage,un filet de chloroforme arrangera les choses. Les pièces à coller doivent être dégraissée préalablement au chloroforme.

6.3. TEST de solubilité d'un plastique.

Verser une goutte de chloroforme ou d'un autre solvant sur le plastique à tester, laissé agir quelques secondes et tester avec le doigt s'il y a dissolution ou non.

6.4. MEK : méthylethylcetone.

- Inflammable.

- Solvant des encres et de certains plastiques.

- Le MEK sert à coller l'ABS (Acrylométhyl Butadiene Styrene), matière plastique que l'on rencontre de plus en plus et qui se travaille bien à la scie, à la lime, au tour ou au couteau.

- Le MEK s'emploie comme le chloroforme.

- Le collage se fait rapidement mais l’inconvénient majeur est qu'il laisse des traces au moindre contact.

- On peut coller de l'ABS sur du Piexi : procédé à examiner!

POLYSTYRENE EXPANSE = FRIGOLIT.

- Matériel d'isolation, d'emballage, etc ... soluble dans le MEK. Cette solution hydrophobe sert à isoler de l'eau les pieds de mats, support, etc - Une solution visqueuse est valable. Laisser sécher entre une ou plusieurs couches. Il est préférable de faire des essais préliminaires.

CHAPITRE VII: LES DECAPANTS.

. du fer

. du cuivre

. de l'aluminium

. des circuits imprimés

- sécurités et aération indispensables - petit ventilateur.

7.1. DECAPANTS DU FER.

- procéder tout d'abord au dégraissage du fer.

 

7.1.2. ACIDE CHLORIDRIQUE..

 

- HCI, la rouille se reforme après le traitement.

7.1.2. ACIDE PHOSPHORIQUE.

- H3PO4, la rouille est "bloquée" après traitement par la formation de phosphate de fer insoluble.

- Mode d'emploi:

. Suivant les dimensions de la surface à traiter, procéder avec une brosse (à soles synthétiques) ou par trempage.

. La concentration va de pure à 50/50.

. Plusieurs brossages sont parfois nécessaIres.

. Dès que le fer est argenté, rincer sérieusement à l'eau, essuyer puis sécher.

- Pour une protection durable (à l'extérieur), peindre le fer avec une peinture à l'huile, vernis pour métaux ou Black Varnish à base de bitume (Brico). Pas de Latex!

7.2. DECAPANTS DE CUIVRE ET DE SES DERIVES.

- procéder tout d'abord au dégraissage. - Avec de la poudre de pierre ponce (ou VIM ou AJAX) et une éponge spontex mouillée, nettoyer la surface du cuivre jusqu'à la teinte rose unIforme. Rincer puis traiter ensuite avec spontex propre plus ponce et HNO3 2% pendant une minute environ. Rincer à l'eau directement après le décapage. Sécher avec un drap propre sans peluche et directement photo sensibiliser à l'abri de la lumière avec POSITIV 20 (Kontakt Chemle) avant la réoxydatlon du cuivre.

7.3. DECAPANT DE L'ALUMINIUM.

- procéder tout d'abord au dégraIssage.

- La soude caustique attaque vigoureusement l'alumInIum.

- Des concentrations diverses sont utilisées (normalement: solution à 5%) pour "SATINER" l'aluminium brillant c-à-d rendre la surface mate

soit pour la laisser telle quelle soit pour permettre "l'accrochage" d'une peinture ultérIeure.

-          Un essai est nécessaire pour déterminer la durée de réactIon. - L'aluminium attaqué par la soude produit des vapeurs constituées d'hydrogène, il est donc impératif de travailler à l'abri de toute flamme ou objet incandescent (cigarette) et dans un endroit bien aéré .si on ne veut pas envoyer le shak sur orbite ---petit ventilateur à l'extérieur.

- Note pour les perfectionnistes: si l'on veut obtenir un velouté "commercial", on peut ajouter à la solution de soude, 0,5% de gluconate de soude de chez PFIZER.

- L'application la plus spectaculaire de l'attaque de l'AI est la suivante. Pour emboîter deux tubes d'antenne en ALU soit par ex. : (A) 25 X 21 mm à introduire dans (B) 28 X 25 mm - sans papier de verre, sans tour, sans effort - enlever les bavures de coupe de A et B. Placer A dans un container "Spa Reine", verser une solution de soude caustique Jusqu'à la distance dont il faut réduire le diamètre. Laisser agir la solution et ventiler pour évacuer l'hydrogène formé. Après 30 minutes, enlever le tube, le rincer à l'eau (sécher avec un chiffon propre) mesurer au 1/100 et Juger de la durée qu'il faudra pour réduire le diamètre de 2 ou 3/100. Après 2 mesures, essayer d'introduire A dans B. Ne Jamais forcer pour introduire A dans B, car il serait impossible de l'extraire. Le A doit entrer dans B à frottement doux. A ce moment fixer les tubes par fentes + collier de serrage ou par boulon + écrou de part en part.

- NOTE : Le tube A peut être bouché par un bouchon plastique pour ne pas attaquer l'intérieur.

- Sécurité: remettre la soude en place + étiquette. Sécurité d'abord.

De toute façon, et ceci est valable pour tous les métaux décapés y compris les C.I., le dégraissage préalable est indispensable et lorsque le travail est terminé, on ne peut plus toucher la surface traitée avec les doigts (mettre des gants en plastique rincés à l'eau avant de toucher le métal). Les traces q'empreintes digitales n'apparaissent parfois qu'après plusieurs mois sur la surface du métal; il est alors trop tard pour rectifier.

CHAPITRE VIII: CIRCUITS IMPRIMES.

8.1. LES LAQUES.

Pour "s'amuser" lorsqu'on doit couvrir de grandes surfaces d'un circuit

imprimé, on peut fabriquer quelques jours à l'avance une laque qui protégera le cuivre de l'attaque au chlorure ferrique.

 

 

8.1.1.

- Certains manches de brosses à dents colorés de préférence - rasoir BIC jaunes - BIC noir ou rouge sont solubles soit dans I’acétone soit dans I’acétate d’amyle ou autre solvant sec (à essayer dans un petit flacon à bouchon étanche).

- Jouer au chimiste pour donner une viscosité idéale pour vos tracés soit à la "plume à réservoir" soit au pinceau ou à la plume ordinaire. Attention à la fermeture du flacon (blocage) s’il y a des traces de vernis sur les bords. Nettoyage du matériel avec le solvant utilisé pour la fonte des manches.

- Les "manches" noirs ou rouges donnent une laque plus visible sur les C.I.

8.1.2. Gomme laque en paillettes.

- Solubiliser dans le méthanol ou l’éthanol.

- Inconvénient: peu de coloration sauf si l’on ajoute un colorant soluble dans I’alcool !

8.1.3. Laque universelle.

Produit "miracle" pour le bricoleur car il possède plusieurs propriétés:

- Produit couvrant pour C.I. (très peu coloré sauf ajoute de colorant soluble dans I’alcool).

. Dissoudre 50 gr de colophane en poudre dans 100 cc d’alcool isopropylique (CH~)~CHOH de préférence (à la rigueur dans I/éthanol ou le méthanol). Ne pas descendre en dessous de 40 gr de colophane par 100 cc d’alcool pour faire la solution car à cette concentration le vernis est poreux. Plus de 50gr/l00cc d’alcool est valable si la viscosité vous convient; à tester d/abord. Cette laque résiste au FeCI~

. Facilité de soudure après séchage de la laque (étamage de grande surface); même avec étain sans âme de résine..

. Pour le soudage rapide et efficace des supports de circuits intégrés ou de transistors, tremper l'extrémité des pins ou pattes dans une solution de laque de 1 à 2 mm d'épaisseur, laisser sécher, placer le matériel dans le trou du circuit imprimé, SOUDER.

. Laque de protection contre l’oxydation (presque incolore tel quel). . Nettoyage à I’alcool.

 

REMARQUES :

.- Les dissolutions ne sont pas aussi rapides que les hautes fréquences, mais sont plus rapides près d'un radiateur qu'au frigo. Remuer la solution de temps en temps.

- La coloration des laques se fait avec des colorants solubles dans l'alcool, ou directement par la coloration du plastique de base employé; les plastiques rouges ou noirs sont les plus efficaces pour le traçage visible des C.I.

8.2. LES DECAPANTS POUR CIRCUITS IMPRIMES.

- Etching chemicals for Printed-Circuits (PC boards).

- Beizchemikalien fUr Printplatinen.

L'énumération des décapants qui suit est faite uniquement à titre documentaire. Elle peut servir à l'expérimentation d'un OM désirant rompre avec la routine.

Ces différentes formules sont avec beaucoup d'autres, utilisées dans l'industrie spécialisée et des techniques nouvelles apparaissent continuellement.

Un matériel adéquat est nécessaire.

Les décapages se font par procédés divers:

1" Par spray: circulation du bain projeté sur C.I. par pulvérisation dans un container étanche.

2" Par barbotage d'air: insufflation d'air par petit compresseur ou pompe d'aquarium; le C.I. est placé verticalement.

3" Par circulation de bain: aspiré en bas et diffusé au-dessus du C.I. 4" Par immersion: avec agitation mécanique ou manuelle. Le C.I. plongé

dans le bain et sorti à l'air au moyen d'un fil de nylon pendant la durée du décapage. Ce système est le procédé n"2 sans matériel.

Pour le bricoleur, n'ayant pas beaucoup de C.I. à faire, la méthode par barbotage d'air (n"2) ou (n"4) est la plus simple, la plus rationnelle et la plus rapide (5 à 10 minutes).

Le compresseur ou la pompe doivent être placés plus haut que le niveau du bain (éviter un retour accidentel).

Le local du décapage doit être bien ventilé et les consignes de sécurités respectées (petit ventilateur en marche !).

Le matériel pour 1, 2 et 3 doit et~e étanche pour éviter les projections d'acide; température souhaitée de la solution: de 25 à 35 degrés centigrades au moyen d'un bain marie.

-Une mise à l’air avec chambre d’expansion et récupération est  nécessaire; un tuyau plastique (6 à 10 mm GD) fixé dans le couvercle (étanchéité nécessaire par exemple: Joint de silicone) est dirigé dans un récipient stable sous l'établi, par exemple un magnum de champagne, vide naturellement!!!

8.3. Quelques formules utilisées pour le décapage.

8.3.1. Avant d'énumérer quelques formules, examinons le chlorure ferrique, et sa façon d'attaquer le cuivre.

- Perchlorure de fer - chlorure ferrique - FeCI~ anhydre - FeC13.6 H20. IJZER (III) chloride - Ferric chloride - EISEN (III) - chloride.

- Production industrielle : traitement adéquat des effluents provenant du nettoyage par HCI conc. des fers sortant des laminoirs (OM, Métallurgistes, profitez-en!)

- Le FeCl3 est vendu en drogueries ou magasins spécialisés soit en solution de concentrations diverses - soit en sachets plastiques de 250 à 1000 gr. contenant un aggloméré de couleur Jaune permettant de préparer soi-même des solutions à concentrations connues.

- La concentration idéale pour la plus grande vitesse d'attaque est de 30 - 33' B soit +/- 30 % de FeCI~ ou 48 % de FeC13.6 H20.

- De 40 à 45' B, l’attaque est lente et réservée aux travaux fins. - La température habituellement recommandée va de 25 à 30' C. – L’action du FeCI2 est toujours régulière.

- L’attaque du cuivre est donnée par la réaction suivante:

2 FeCI2 + Cu --) 2 FeCl2 + CUCi2.

- Pourquoi I'agitation du bain pendant le décapage est-elle nécessaire? Le mélange de CuCl2 (chlorure cuivrique) et FeCl2 (chlorure ferreux) qui se forme pendant le décapage est d/une consistance onctueuse. Il reste donc collé au cuivre qu'il isole de l’action ultérieure du perchlorure, donc diminuant ou arrêtant l'attaque du cuivre.

. L’immobilité du bain prolonge le contact jusqu'à une heure et favorise I’infiltration de l’acide sous la couche protectrice par les sillons creusés par le matériel abrasif employé pour le nettoyage mécanique initial.

, En remuant le bain ou mieux en y insufflant de l’air, on obtient le double avantage de remuer le bain, d'oxyder la solution et ainsi éliminer rapidement la couche "huileuse", réduisant parfois I'élimination du cuivre à quelques minutes seulement.

, Bien entendu, le bain frais de perchlorure s’use au fur et à mesure du nombre de plaquettes traitées. Il en résulte une vitesse d’attaque réduite qui se manifeste par une prolongation de la durée du décapage.

Le bain passe aussi du rouge au verdâtre.

. En principe, il faut remplacer le bain dès que sa durée de décapage est doublée.

. Il Y a un moyen de contrôler le degré d'usure du bain par sa teneur en cuivre. On traite 1 cc de solution usée par I’ammoniaque pour précipiter le fer sous forme d'hydroxyde ferrique (couleur rouille) puis après filtration et lavage, on compare la solution bleue avec plusieurs solutions étalonnées de sulfate de cuivre (CUSO4.S H20) mais ceci est une autre histoire!

- Pour tenir les plaquettes verticalement pendant le décapage, on peut fabriquer un support en triangles de plexiglas collé avec du chloroforme (voir chapitre des colles).

8.3.2. Attention.

- Certains magasins vendent par exemple 250 gr. de FeCI3 pour un litre de solution, d'autres pour 5OO cc.

- En fait, 250 gr de FeCI3 + eau de pluie pour obtenir 5OO cc de solution finale est la concentration recommandée et donne +/- 30. B. soit 29 % FeCI3 et 48 % FeC13.6 H20.

- La solution à 250 gr pour faire volume à un litre ne donne que l5. B soit +/- 15,5 FeCI3 et est trop vite épuisée et le décapage plus long.

- Une solution vendue en kit dans un magasin radio est à 31 % FeCI3 et donne de bons résultats.

- Une solution plus concentrée contenant 250 gr de FeCI3 pour un volume final de 300 cc soit 833 g de FeC13.6 H20 1 1 = 40. B. ne donne pas de dépôt après 24 h à 15.c.

- La solution industrielle titre 45" B est brun rouge, se vend en tourie et sert en général de floculant dans I/épuration des eaux. Elle peut servir pour les besoins de I'amateur en la diluant.

- Une autre formule pour la gravure sur cuivre est composée de FeCI3 44% + HCI conc 4 gr/l+ CuCI2 20 gr/l.

- Il Y a beaucoup de choix, mais aussi beaucoup de prix prohibitifs!!

8.3.3. Sol FeCI3 à 600 gr/l:

La vitesse d’attaque de cette solution est plus rapide que celle de la formule 8.3.4.

Inconvénient: la solution  n’est pas régénérée par oxydation c-à-d. par injection d/air.

8.3.4. Sol. FeCI3 à 600 gr + 300 cc H Cl conc / 1 :

Vitesse d’attaque moins rapide qu’en 8..3.3. mais régénération par aération lente pendant 24 H

8.3.5. ACIDE CHLORHYDRIQUE à 30 %

Il est insensé pour le bricoleur  de faire les C.I. par cette méthode qui  est indiquée uniquement à titre documentaIre.

D'abord, le perhydrol est dangereux à manipuler. Il attaque fortement la peau, les yeux, d'où les précautions habituelles à respecter. La solution attaque tout, de plus, Il y a formation de chlore gazeux toxique - méthode déconseillée.

8.3.6. PERSULFATE D'AMMONIUM :

- Poudre blanche - solution incolore.

- Oxydant très énergique par son soufre heptavalant (S7++).

- Agent d'oxydation du cuivre - tenir au frais et à I'abri des rayons solaires (explosion).

- Solution préconisée: +/- 220 gr de persulfate/l + 10 mgr de chlorure mercurique (HgCI2 - poison) ou 1 cc de nitrate d/argent (AgNO~ NIlO) qui agit comme catalyseur c-à-d. accélérateur de réaction.

- Cette solution est claire, mais combien dangereuse, comparée au chlorure ferrique.

- La tache de FeCI2 est visible Immédiatement tandis que celle du persulfate est presque Invisible et détruit sans être dérangée Jusqu'au moment où apparaît le trou dans le bois. le papier ou le vêtement. L’attaque est à vitesse variable dépendant de plusieurs facteurs physiques et chimiques d'où, résultats Jamais identIques.

- Il n’y a, de plus, aucune différence notable de coloration pour signaler son degré d/épuisement.

- Il faut en principe une solution fraîche chaque fois!

Note: Kontakt Chemie recommande 538 gr de persulfatell à 40' c., avec

agitatIon continuelle - durée de la gravure: 10 /.

- D'après Marcel Boll, une solution diluée de Persulfate d/NH4 se décompose vers 20'c sans dégagement d'oxygène car celui-ci sert à transformer une partie de l'azote en anion nitrique suivant la réaction (NH4)2 S20e --) 16 S04- + 2 NO~-- + 20H+. Donc solution très agressive composée d’acide sulfurIque + acide nitrIque.

- A plus haute température. Il y a un dégagement d'oxygène et formation d’acide sulfurique.

Donc, deux attaques différentes suivant la t° d’utilisation !!

 

8.3.7. ACIDE CHROMIQUE :

- CrO3.

- 200 gr de Trioxide de chrome + 200 cc ac.sulfurique conc. (H2S04)

--pour un volume final de 1000 cc avec eau distillée.

- Ce produit super dangereux et appelé "mélange sulfochromique" par les chimistes qui s'en servent pour nettoyer les récipients "INNETTOYABLES". Ii doit être manipulé avec des précautions renforcées de sécurité c-à-d. gants, lunettes, tablier, aération. Il sert pour attaquer le cuivre, par pulvérisation dans les ateliers spécialisés munis du matériel adéquat. Le chrome ne peut être rejeté à l'égout.

- Il faut de toute façon neutraliser ce produit avec de la soude caustique avant rejet (attention aux projections! !).

8.3.8. ACIDE NITRIQUE. - HNO3 - Salpeterzuur.

- Le dissolvant du cuivre est l'acide nItrIque. - 3 Cu + 8 HNO3 --) 4 H20 + 3 CU(NO~)2 + 2NO

- Son emploi est toutefois dangereux pour faire des C.I., car il se forme du Peroxyde d'azote (NO + 0 --) NO2) très toxique et instinctivement ces vapeurs Rouge Brun et nauséabondes font peur.- Ne pas employer - Sécurité et ventilation!!

ATTENTION: Certains produits de sensibilisation ne résistent pas à cet acide.

- Se reporter à 2.2.2.: pour le traitement final avec HNO~ dilué de la plaquette avant sensibilisation ou .traçage.

8.3.9. CHLORURE DE CUIVRE.

- CuCl2 - Cupric Chloride

- 100 gr de CuCl2 + 300 cc HCl conc/litre: la solution fraîche est Jaune vert.

- Le plus lent de tous les décapants cités mais aussi le moins coûteux.

Un litre de solution de couleur foncée après décapage se régénère facilement par barbotage d'air pendant quelques heures, après addition de 100 cc HCl conc et 350 cc d'eau de pluie. La solution augmente donc au fur et à mesure de l'emploi puisque le cuivre décapé se

retransforme en CuCl2 par l'HCl ajouté.

 

-Un litre de solution peut décaper de 400 à 600 cm² de plaquettes suivant l'épaisseur du cuivre électrolytique qui varie de 35 à 70

microns.

Note: les bords des plaquettes avec cuivre à 70 microns d'épaisseur ressemblent à des falaises découpées et sont moins nets qu'avec du cuivre à 35 microns.

En conclusion: Pour quelques plaquettes à faire par an, le radioamateur comprendra que le chlorure ferrique employé à 30.c avec agitation du bain et si possible Insufflation d'air est encore le moyen le plus rapide et le plus sur. Si par mégarde il fait une tache sur la manche de sa chemise neuve, il utilisera aussitôt après rinçage à l'eau de l'endroit taché une solution d'acide oxalique.

CHAPITRE IX : DIVERS.

- Soudure du zinc: nettoyer les endroits à souder avec une solution fabriquée de la façon suivante: dissoudre des déchets de zinc dans l'acide chlorhydrique (HCI) (Esprit de sel) Jusqu'à cessation de la formation de gaz.

- Soudure de l'étain: "Lëtwasser, chlorzinn, Lëtsalz) SnCI2 chlorure d'étain.

. Dissoudre du SnCI2 dans eau de pluie; nettoyage des endroits à souder. La solution Idéale pour souder l'étain est composée de SnCI2 (chlorure d'étain) + NH4CI (chlorure d'ammonium (Salmiak» vendu sous le nom de "pierre ammoniaque". . SnCI2 + 2 NH4CI + x H20

Pour les amateurs pratiquant la galvanoplastie - nickel, chrome, argent, or, etc... Il faut prendre des précautions spéciales pour l'aération car beaucoup de sels employés pour ces techniques sont des cyanures. Les cyanures au contact d'acide dégagent de l'acide cyanhydrique mortel (système qui a remplacé la chaise électrique aux USA!!!)

Les vernis spéciaux pour la protection des métaux sont à employer dehors car les solvants employés sont absolument nocifs.

Dernier conseil de sécurité: toujours se laver les mains soigneusement après manipulation des produits chimiques quels qu'Ils soient.

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J'espère que tous les renseignements donnés dans cet exposé pourront vous servIr lors de vos bricolages.

 

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