Le gravure des circuits imprimés fait invariablement intervenir la perchlorure de fer. A préparer à partir de granulés jaunes, ce liquide brunâtre est l’incontournable ennemi des vêtements propres. Pourtant, une alternative simple et écologique existe: le chlorure de cuivre.

Comment et pourquoi l’utiliser ? La réponse est dans cet article.

Écologie et économie

Comme on le verra plus loin, il s’agit essentiellement d’un argument écologique et économique.

Les avantages du chlorure de cuivre sur la perchlorure de fer:

c’est tout aussi rapide
il n’y a pas de déchet, le bain est recyclé par l’utilisateur
les produits sont faciles à se procurer et pas cher
le bain augmente de volume à chaque fois qu’on le recycle. Cela permet de donner/vendre un excédent à des amis… pour qu’ils abandonnent la perchlorure de fer ! (notre peuple vaincra !)
ça ne laisse pas des taches brunes difficile à enlever et qui trouent les vêtements.

C’est quoi le “hic” ? me direz-vous: il n’y en a pas.

Historiquement, je ne vois pas pourquoi l’industrie du PCB s’est tourné vers la perchlorure de fer en premier.
Peut-être s’est-elle intéressé aux produits déjà disponible sur le marché: la perchlorure intervient comme agent floculant dans l’épuration des eaux usées. Sa production et sa mise en œuvre étaient bien connues.
Ou alors, on peut être complotiste et se dire que l’industrie voulait faire de l’argent avant tout. Donc, elle ne voyait aucun avantage à ce que chacun recycle sont bain de gravure et n’achète pas la coûteuse perchlorure comme consommable.

Si vous avez un élément de réponse, merci de laisser un commentaire.

Notez bien que, comme tout le monde, aujourd’hui cette industrie est sous pression écologique et économique, et donc elle utilise de plus en plus le chlorure de cuivre. Tout va bien…
Même si vous commandez vos PCB sur internet, je vous conseille de vous renseigner sur les méthodes de production de votre fournisseur, et de ne choisir que ceux qui utilisent le chlorure de cuivre.

Ceci étant dit, passons à la chimie !

La chimie

La perchlorure de fer (bêêêkk !)

Les réactions font intervenir différents éléments; du fer et du cuivre… et du chlore.
Peu à peu, donc, le bain va s’altérer. De pur perchlorure de fer III (FeCl3), il va se charger en chlorure de cuivre, et en chlorure de fer II qui, dans certaines circonstances, se transformera en hydroxyde (rouille) et précipitera pour générer des “boues” brunes.

Le réaction (globale) de gravure d’un plaque de cuivre et celle-ci:

(1) 2 FeCl₃ + Cu → 2 FeCl₂ + CuCl₂

On est devant une réaction irréversible, pas question de recyclage.
De plus, un bain utilisé reste assez corrosif. Personnellement, je vous conseille de le neutraliser avec du bicarbonate de soude. C’est pas cher, ça mousse, c’est marrant et ça limite les dégâts environnementaux.
Aussi, il faut impérativement s’en débarrasser au parc à recyclage, dans les déchets chimique. Honnêtement, je vois pas ce qu’ils en font… à creuser.

Le chlorure de cuivre (c’est bien…)

Les réactions font intervenir 2 types de chlorure de cuivre, le I et le II: CuCl et CuCl₂
Le II permet de graver les plaques et se transforme en I, qui est ensuite régénéré en II.
Il n’y a donc que des ions cuivre dans le bain (et du chlore), et cela permet de le régénérer/recycler facilement.

La réaction initiale (pour créer le bain) est celle-ci:

(1) Cu + 2 HCl + H₂O₂ → CuCl₂+ 2 H₂O

La recette détaillée se trouve sur le net (voir plus bas), les ingrédients sont facile à trouver:

du cuivre (Cu)
de l’acide chlorhydrique (HCl), aussi appelé “esprit de sel” en vente au brico du coin
du peroxyde d’hydrogène (H₂O₂), aussi appelé “eau oxygénée” en vente en pharmacie.

Une fois tout le peroxyde d’hydrogène consommé, il reste le chlorure de cuivre et de l’eau.
La gravure d’une plaque de cuivre se fait comme avec la perchlorure. Au choix, vous faites barboter votre plaque dans le bain, vous agitez ou non, vous pouvez même utiliser la même machine à graver; à notez que les bulles d’air dans le bain favorisent la réaction car elle tendent à le régénérer.

La réaction globale est simple:

(2) CuCl₂ + Cu → 2 CuCl

Quand le chlorure de cuivre II vient à manquer, il faut réalimenter le bain en acide chlorhydrique et en peroxyde d’hydrogène:

(3) 2 CuCl + 2 HCl + H₂O₂ → 2 CuCl₂ + 2 H₂O

Et on est reparti pour un tour ! PAS de déchets, je vous dis !

Astuce pratique: on peut facilement identifier l’état du bain pas sa couleur plus ou moins verte ou brune.

Référence

Instructable (en anglais)
Article court et lisible (en anglais)

(image des granulés de perchlorure de fer: wikipedia)