PROSES
ELEKTROPLATING TEMBAGA
       Abrianto Akuan, Ir., MT.
      Teknik Metalurgi - UNJANI




          Teknik Metalur...
Manfaat Lapisan Cu:
•   Sebagai lapisan antara.
•   Sebagai stop-offs dalam proses perlakuan panas.
•   Sebagai cetakan da...
Jenis elektrolit pelapisan tembaga :
    •   Larutan Sianida
    •   Larutan non Sianida
    •   Larutan Alkalin Pyrophosp...
Komposisi & kondisi operasi proses elektroplating Cu dalam larutan Sianida




                                Teknik Meta...
• Larutan Sianida Rochelle umumnya digunakan untuk menghasilkan
lapisan Cu-strike (ketebalan: 1.0 to 3.0 m).

• Larutan S...
• Pada jenis larutan Sianida, rendahnya konsentrasi sianida dapat menyebabkan
hasil lapisan menjadi kasar dan tipis tetapi...
•Pada jenis larutan Sianida Rochelle, potassium salts dapat diganti dengan
sodium salts pada konsentrasi logam Cu tinggi s...
Kurva pengaturan pH larutan elektrolit Rochelle

             Teknik Metalurgi-UNJANI              8
•Konduktivitas larutan Sianida Rochelle dapat ditingkatkan dengan
penambahan sodium hidroksida 2-15 g/L ( to 2 oz/gal). So...
Kurva hubungan antara waktu proses elektroplating Cu dengan efisiensi siklus pelapisan

                                Te...
Kurva hubungan antara efisiensi siklus pelapisan dengan ketebalan lapisan hasil elektroplating Cu
                        ...
Batasan konsentrasi & kondisi operasi pada elektroplating Cu dalam
                  larutan alkaline non cyanide




    ...
•Jenis larutan non sianida dioperasikan dengan konsentrasi logam Cu yang relatif
lebih rendah yaitu antara 7.5-13.5 g/L.

...
Batasan konsentrasi & kondisi operasi pada eletroplating Cu
          dalam larutan copper pyrophosphate




             ...
•Jenis larutan alkalin pyrophosphate digunakan untuk aplikasi
dlapisan dekoratif termasuk pelapisan pada plastik papan sir...
•Larutan jenis asam sulfat menghasilkan efisiensi katoda antara 95-
100%.

•Larutan jenis ini mudah dioperasikan dan dikon...
Spesifikasi dan standar untuk elektroplating Cu




                      Teknik Metalurgi-UNJANI     17
Perkiraan waktu elektroplating Cu (valensi 1) untuk
menghasilkan ketebalan tertentu pada efisiensi 100%




              ...
•Jenis larutan Sianida mengandung Cu valensi-1.

•Untuk larutan yang mengandung Cu valensi-2 (non Sianida, Sulfat,
pyropho...
Karakteristik Lapisan Cu:
    •   Daya lekat.
    •   Porositas.
    •   Kekerasan.
    •   Kerataan.




           Tekni...
Faktor lain yang mempengaruhi kualitas lapisan Cu:
  Pengotor. Menyebabkan kasarnya lapisan Cu yang dihasilkan,
  antara l...
Jenis pengadukan pada elektroplating Cu




                   Teknik Metalurgi-UNJANI   22
Jenis material untuk pemanas dan filter pada elektroplating Cu




                            Teknik Metalurgi-UNJANI    ...
Jenis material bak & anoda untuk elektroplating Cu




                    Teknik Metalurgi-UNJANI          24
Grafik ketebalan dan berat lapisan tembaga terhadap luas yang dilapis

                           Teknik Metalurgi-UNJANI ...
Komposisi standar larutan elektroless Cu




(a) Contoh additive: diethyldithiocarbamate, potassium ferrocyanide,
vanadium...
Komposisi elektroless Cu:
Larutan Electroless Tembaga
Padatan CuSO4 sebanyak 7 gr atau Cu(NO3)2 .3H2O sebanyak 15 gr
dilar...
Kontrol Limbah Plating
Dapat dilakukan secara:

•Counterflow, menurunkan konsumsi air dan limbah (limbah dipertahankan dal...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Pelapisan Cu

9,445
-1

Published on

Published in: Education, Business, Technology
3 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
9,445
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
649
Comments
3
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Pelapisan Cu

  1. 1. PROSES ELEKTROPLATING TEMBAGA Abrianto Akuan, Ir., MT. Teknik Metalurgi - UNJANI Teknik Metalurgi-UNJANI 1
  2. 2. Manfaat Lapisan Cu: • Sebagai lapisan antara. • Sebagai stop-offs dalam proses perlakuan panas. • Sebagai cetakan dalam proses electroforming. • Sebagai pelindung terhadap pengaruh electromagnetic. • Sebagai lapisan penghantar listrik (sirkuit elektronik). • Sebagai lapisan tahan korosi. • Sebagai pencegah thermal shock. • Sebagai lapisan dekoratif. Teknik Metalurgi-UNJANI 2
  3. 3. Jenis elektrolit pelapisan tembaga : • Larutan Sianida • Larutan non Sianida • Larutan Alkalin Pyrophosphat • Larutan Sulfat • Larutan Fluoborat Teknik Metalurgi-UNJANI 3
  4. 4. Komposisi & kondisi operasi proses elektroplating Cu dalam larutan Sianida Teknik Metalurgi-UNJANI 4
  5. 5. • Larutan Sianida Rochelle umumnya digunakan untuk menghasilkan lapisan Cu-strike (ketebalan: 1.0 to 3.0 m). • Larutan Sianida Rochelle konsentasi tinggi digunakan untuk menghasilkan ketebalan diatas 8 m. • Jenis larutan Sianida Rochelle dapat digunakan untuk jenis proses barrel plating. • Proses Cu-plating dengan larutan jenis efisiensi tinggi, benda kerja harus dilakukan pelapisan Cu-strike terlebih dahulu dengan ketebalan sekitar 1.3 m dengan jenis larutan Sianida. • Pada Cu-plating dengan menggunakan larutan jenis efisiensi tinggi akan menghasilkan kecepatan proses pelapisan Cu yang 3-5 kali lebih tinggi dibandingkan jenis Sianida Rochelle. Teknik Metalurgi-UNJANI 5
  6. 6. • Pada jenis larutan Sianida, rendahnya konsentrasi sianida dapat menyebabkan hasil lapisan menjadi kasar dan tipis tetapi peningkatan konsentrasi sianida akan berpengaruh pula terhadap: laju korosi anoda yang semakin tinggi dan menurunkan efisiensi katoda. •Untuk benda kerja baja penambahan NaOH atau KOH akan meningkatkan konduktivitas larutan dan mencegah korosi pada wadah (baja) anoda, konstruksi dan bak larutan. •Untuk benda kerja seng hasil die castings, konsentrasi hidroksida harus dipertahankan antara1.3 to 3.8 g/L • Untuk benda kerja paduan aluminium, pH larutan harus diturunkan sekitar 9.7- 10 dengan penambahan sodium bicarbonate dan selalu ditambahkan tartaric acid atau sodium bicarbonate pada larutan untuk mempertahankan pH antara10-10.5 •Jenis larutan Sianida dapat dioperasikan pada temperatur kamar tatapi umumnya antara 32 and 49 °C untuk meningkatkan laju pelapisan dan meningkatkan pelarutan anoda •Jenis larutan Sianida umumnya dioperasikan pada rapat arus katoda dari 1-1.5 A/dm2 dan voltase bak normalnya antara 4 dan 6 V •Pengadukan larutan akan menghasilkan komposisi elektrolit yang seragam, korosi apada anoda yang lebih seragam dan meningkatkan rapat arus sehingga lapisan Cu yang terbentuk akan lebih mengkilap •Rapat arus yang lebih dari 5 A/dm2 dapat diterapkan dengan jenis pengadukan udara dan agitasi pada benda kerja •Penambahan additive dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi larutan (menurunkan efek pengotor dalam larutan) dengan penambahan complexing agents (tartrate salts). reducing agents (hexavalent chromium) dan wetting agents (surfactants) Teknik Metalurgi-UNJANI 6
  7. 7. •Pada jenis larutan Sianida Rochelle, potassium salts dapat diganti dengan sodium salts pada konsentrasi logam Cu tinggi sampai 38 g/L, hal ini dapat meningkatkan pemakaian rapat arus yang tinggi sampai 6 A/dm2. •Jenis larutan Sianida Rochelle umumnya dioperasikan pada temperatur antara 54 and 71 °C yang dapat menghasilkan efisiensi terbaik yang dpat menghasilkan laju pelpisan yang lebih tinggi •Pada larutan Sianida jenis efisiensi tinggi, dapat dioperasikan pada temperatur yang lebih tinggi sampai diatas 77 °C (170 °F). •Untuk proses Cu-plating material paduan seng die castings, elektrolitnya paling baik dioperasikan pada temperatur 60-71 °C dan pH antara 11.6 dan 12.3. •Peningkatan temperatur pada larutan Sianida Rochelle, akan meningkatkan efisiensi anoda dan katoda •Peningkatan pengadukan larutan,akan meningkatkan efisiensi anoda tetapi akan meningkatkan pembentukan karbonat (karena oksidasi sianida dan juga penyerapan CO2 bereaksi dengan larutan alkali dalam larutan). Karbonat dapat diambil dengan cara pendinginan larutan. Tingginya konsentrasi karbonat akan menurunkan efisiensi anoda serta menghasilkan lapisan yang kasar dan berpori. •pH Larutan Sianida Rochelle sebaiknya dipertahankan antara 12.2 dan 13.0. Teknik Metalurgi-UNJANI 7
  8. 8. Kurva pengaturan pH larutan elektrolit Rochelle Teknik Metalurgi-UNJANI 8
  9. 9. •Konduktivitas larutan Sianida Rochelle dapat ditingkatkan dengan penambahan sodium hidroksida 2-15 g/L ( to 2 oz/gal). Sodium hidroksida sebiknya diturunkan jika larutan tersebut dioperasikan untuk proses pelapisan: zinc-base die castings, aluminum, atau magnesium (larutan dapat terkontaminasi oleh seng dan dapat diambil secara elektrolisis larutan pada temperatur kamar dengan rapat arus 0.2-0.3 A/dm2 yang menghasilkan lapisan warna kuningan. •Kontaminasi dari besi, tidak dapat diambil dari larutan dan menyebabkan penurunan efisiensi arus. Untuk mencegahnya perlu ditambahkan wetting agents. • Perlu pengontrolan larutan dan penyaringan larutan secara periodik dengan pemberian karbon aktif. Teknik Metalurgi-UNJANI 9
  10. 10. Kurva hubungan antara waktu proses elektroplating Cu dengan efisiensi siklus pelapisan Teknik Metalurgi-UNJANI 10
  11. 11. Kurva hubungan antara efisiensi siklus pelapisan dengan ketebalan lapisan hasil elektroplating Cu Teknik Metalurgi-UNJANI 11
  12. 12. Batasan konsentrasi & kondisi operasi pada elektroplating Cu dalam larutan alkaline non cyanide Teknik Metalurgi-UNJANI 12
  13. 13. •Jenis larutan non sianida dioperasikan dengan konsentrasi logam Cu yang relatif lebih rendah yaitu antara 7.5-13.5 g/L. •Kelebihan jenis larutan ini adalah tidak menghasilkan gas sianid (beracun), pengolahan limbah lebih murah, dan hasil lapisan lebih stabil (karena tidak ada dekomposisi sianid yang menghasilkan karbonat). •Pada operasi dengan rapat arus antara 0.5-3.5 A/dm2, efisiensi katoda mendekati 100%. •Kurangnya pengadukan larutan dapat menghasilkan lapisan yang buram dan terbakar pada arus antara1.5 to 2.0 A/dm2 •pH larutan jenis non sianida adalah antara 9-10, sehingga dapat digunakan untuk Cu-plating strike ataupun akhir •Tidak ada pengaturan awalterhadap pelapisan benda kerja sengc diecast dan zincated aluminum •Pada operasi dengan pH dibawah 9, akan menghasilkan lapisan yang lebih mengkilap tetapi daya lekatnya relatif lebih rendah, dan pada pH diatas 10 dapat menyebabkan lapisan buram •Kontaminan pada jenis larutan non sianida lebih rendah. Perlakuan terhadap kotoran pada larutan dilakukan dengan menggunakan hidrogen peroksida dan karbon aktif Teknik Metalurgi-UNJANI 13
  14. 14. Batasan konsentrasi & kondisi operasi pada eletroplating Cu dalam larutan copper pyrophosphate Teknik Metalurgi-UNJANI 14
  15. 15. •Jenis larutan alkalin pyrophosphate digunakan untuk aplikasi dlapisan dekoratif termasuk pelapisan pada plastik papan sirkuit elektronik, dan pada lapisan stop-off. •Efisiensi katoda hampir 100%. •Karakteristik larutan jenis ini adalah diantara larutan sianid dan jenis asam (lebih mendekati larutan sianid jenis efisiensi tinggi). •Larutan ini dapat dioperasikan pada pH netral. •Lapisan yang dihasilkan semi mengkilat. •Pada jenis larutan pyrophosphate, rapat arus anoda dipertahankan antara 2-4 A/dm2. Teknik Metalurgi-UNJANI 15
  16. 16. •Larutan jenis asam sulfat menghasilkan efisiensi katoda antara 95- 100%. •Larutan jenis ini mudah dioperasikan dan dikontrol. •Menghasilkan lapisan yang halus, mengkilat rata dan lebih ulet. •Jika pengadukan larutan atau agitasi benda kerja rendah, maka rapat arus tidak boleh lebih dari 4.5 A/dm2 •Pengontrolan dan penyaringan larutan terhadap kontaminan dilakukan dengan menggunakan karbon aktif. Teknik Metalurgi-UNJANI 16
  17. 17. Spesifikasi dan standar untuk elektroplating Cu Teknik Metalurgi-UNJANI 17
  18. 18. Perkiraan waktu elektroplating Cu (valensi 1) untuk menghasilkan ketebalan tertentu pada efisiensi 100% Teknik Metalurgi-UNJANI 18
  19. 19. •Jenis larutan Sianida mengandung Cu valensi-1. •Untuk larutan yang mengandung Cu valensi-2 (non Sianida, Sulfat, pyrophosphate, dan fluoborate), maa waktu proses elektroplatingnya manjadi 2 kalinya dari watu pada tabel tersebut. •Perlu penambahan waktu hasil koreksi sebagai akibat adanya kehilangan dari efisiensi katoda yaitu sebesar nilai perbedaan antara efisiensi aktual dengan efisiensi 100%. Contoh untuk efisiensi katoda sebesar 70%, maka ditambahkan 30%nya dari perkiraan waktu yang terdapat pada tabel tersebut. Teknik Metalurgi-UNJANI 19
  20. 20. Karakteristik Lapisan Cu: • Daya lekat. • Porositas. • Kekerasan. • Kerataan. Teknik Metalurgi-UNJANI 20
  21. 21. Faktor lain yang mempengaruhi kualitas lapisan Cu: Pengotor. Menyebabkan kasarnya lapisan Cu yang dihasilkan, antara lain dari: benda kerja selesai proses cleaner sehingga membentuk silikat pada larutan anoda yang terkorosi pengotor sulfida dari bendakerja yang larut material organik yang terbawa dan tidak larut dalam air karbonat yang terbawa dan tidak larut dalam air oli partikel halus ataupun debu Kemurnian air yang digunakan. - Besi yang terlarut dalam air dapat menyebabkan lapisan menjadi kasar pada diatas 3.5 (besi tidak dapat mengendap). - Klorida diatas 0.44 g/L (0.05 oz/gal) dapat menyebabkan pembentukan lapisan yang tidak rata (globular). - Calcium, magnesium, dan besi yang mengendap pada larutan dan material organik dapat menyebabkan pitting pada lapisan. Teknik Metalurgi-UNJANI 21
  22. 22. Jenis pengadukan pada elektroplating Cu Teknik Metalurgi-UNJANI 22
  23. 23. Jenis material untuk pemanas dan filter pada elektroplating Cu Teknik Metalurgi-UNJANI 23
  24. 24. Jenis material bak & anoda untuk elektroplating Cu Teknik Metalurgi-UNJANI 24
  25. 25. Grafik ketebalan dan berat lapisan tembaga terhadap luas yang dilapis Teknik Metalurgi-UNJANI 25
  26. 26. Komposisi standar larutan elektroless Cu (a) Contoh additive: diethyldithiocarbamate, potassium ferrocyanide, vanadium pentoxide, nickel chloride, polyethylene glycol Teknik Metalurgi-UNJANI 26
  27. 27. Komposisi elektroless Cu: Larutan Electroless Tembaga Padatan CuSO4 sebanyak 7 gr atau Cu(NO3)2 .3H2O sebanyak 15 gr dilarutkan dalam 500 ml aqua d.m kemudian ditambahkan 30 gr KNaC4H4O6.4H2O (Rochelle Salt), kemudian ditambahkan 100 ml Formaldehida 37 % kemudian larutan diencerkan dengan aqua d.m sampai 900 ml. Untuk mengatur PH = 11,5 ditambahkan NaOH. Setelah PH tercapai ditambahkan aqua d.m sampai menjadi 1 liter. Benda kerja dicelup dan diagitasi pada temperatur kamar sampai muncul endapan tembaga berwarna kemerahan. Larutan Electroplating Tembaga Padatan CuSO4 sebanyak 110 gr dilarutkan dalam 500 ml aqua d.m kemudian ditambahkan 25 ml H2SO4 (96 %) sedikit demi sedikit lalu tambahkan pula Cu-60 sebanyak 25 ml dan brightener (Yubeck) dalam larutan sebanyak 1 ml. Teknik Metalurgi-UNJANI 27
  28. 28. Kontrol Limbah Plating Dapat dilakukan secara: •Counterflow, menurunkan konsumsi air dan limbah (limbah dipertahankan dalam operasi plating) •Drip pans, menurunkan elektrolit yang terbuang (limbah). •Closed-loop systems, menurunkan limbah dan mengurangi penggunaan kimia. Sistem ini juga mengolah limbah secara penguapan, penguraian atau pengubahan ion-ion. •Terutama limbah hasil Cu-plating: pengotor harus dipisahkan dari bak larutan karena pengotor tersebut dapat terjebak dalam limbah selama proses pengolahannya. Teknik Metalurgi-UNJANI 28
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×