89
yang lebih tinggi pada mesin
Cetakan dengan Pola
habis pakai Untuk beragam logam,
ukuran dan bentuk Polanya memiliki
kekuatan yang rendah
kepala silinder, komponen rem
Cetakan Plester
Untuk bentuk kompleks, permukaan akhirnya baik
logam non-ferrous, tingkat produksi
rendah prototipe dari
bagian mekanik
Cetakan keramik
Untuk bentuk kompleks, tingkat akurasi yang tinggi,
hasil akhir yang baik ukuran kecil
impeller, perkakas cetakan
injeksi Cetakan
investasi Untuk bentuk kompleks,
hasil baik Untuk bentuk kecil,
mahal perhiasan
Cetakan tetap
Hasil baik, porositas rendah, tingkat produksi
tinggi Cetakan Mahal,
hanya untuk bentuk sederhana
roda gigi, rumah gear
Cetakan permanen
Keakuratan dimensinya sangat baik, tingkat
produksi tinggi Cetakan mahal,
hanya untuk bagian- bagian yang kecil,
logam non-ferrous roda gigi yang
presisi,badan kamera,
roda mobil Cetakan
sentrifugal Bagian silinder besar,
kualitas baik Mahal, bentuk
terbatas pipa, boiler,
asesoris roda
D. Latihan
Jawablah kerjakan soal latihan berikut: 1. Apa yang harus dilakukan untuk menghindari cacat permukaan kecil
misalnya lecet, bekas luka, scabs atau lubang, atau lubang kecil atau zat pengotor di dalamnya misalnya inklusi, tutup-dingin, penyusutan rongga?
90
2. Mengapa pengecoran dengan permukaan tegak lurus sulit dilakukan? Apa yang harus dilakukan untuk mememudahkan pengecoran tersebut?
91
BAB VII TEKNIK PELAPISAN LOGAM
A. Pendahuluan
Pelapisan adalah cara upaya untuk menutup suatu permukaan obyek dengan sesuatu, biasanya disebut sebagai substrat. Dalam banyak kasus, pelapis
digunakan untuk memperbaiki sifat permukaan substrat, seperti penampilan, adhesi, mampu basah wetability, ketahanan korosi, ketahanan aus, dan
tahan terhadap goresan. Dalam kasus lain, khususnya dalam proses pencetakan dan fabrikasi perangkat semikonduktor dimana substrat yang
digunakan adalah wafer, lapisan membentuk suatu bagian penting dari produk jadi. Tetapi cara-cara pelapisan yang umum dilakukan untuk
semikonduktor saat ini sudah banyak yang diaplikasikan ke logam. Proses pelapisan logam secara umum dapat dilakukan dengan cara sebagai
berikut: - Deposisi uap secara kimia Chemical vapor deposition
- Deposisi uap secara fisik Physical vapor deposition - Teknik secara kimia dan elektrokimia
- Penyemprotan Spraying
B. Deposisi uap secara kimia Chemical vapor deposition
Deposisi uap secara kimia CVD adalah sebuah proses kimia yang digunakan untuk menghasilkan material solid dengan kinerja tinggi dan
memiliki kemurnian tinggi. Proses ini sering digunakan dalam industri
Indikator keberhasilan:
Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan mampu : 1. Mengetahui jenis-jenis dan metoda pelapisan logam yang ada.
2. Mengerti perbedaan dasar dari tiap-tiap pelapisan
92
semikonduktor untuk menghasilkan lapisan film tipis. Dalam proses CVD tertentu, wafer substrat diekspos dengan lebih dari satu prekursor yang
bersifat mudah menguap volatile, yang kemudian bereaksi dan atau terdekomposisi pada permukaan substrat untuk menghasilkan deposit yang
diinginkan. Seringkali produk samping dari volatile juga dihasilkan, yang kemudian dapat dikeluarkan oleh aliran gas melalui ruang tempat reaksi.
Fabrikasi mikro banyak menggunakan proses CVD untuk mendeposito material dalam berbagai bentuk, termasuk: kristal tunggal, polikristalin, amorf,
dan epitaksial. Materialnya adalah: silikon, serat karbon, seratnano karbon, filamen, nanotube karbon, SiO
2
, silikon-germanium, tungsten, silikon karbida, silicon nitrida, silikon oxidanitrida, titanium nitrida, dan berbagai high-k
dielektrik. Proses CVD juga digunakan untuk memproduksi berlian sintetis. Sejumlah bentuk variasi dari CVD telah banyak digunakan secara luas dan
sering dirujuk dalam literatur. Proses ini berbeda permulaannya dengan cara- cara yang umum pada reaksi kimia misalnya, proses aktivasi dan kondisi
proses. Berikut ini beberapa jenis CVD: - Diklasifikasi berdasarkan tekanan operasional:
• Atmospheric pressure CVD, APCVD - CVD yang diproses pada tekanan atmosfir.
• Low-pressure CVD, LPCVD - Proses CVD pada tekanan
subatmospherik. Berkurangnya tekanan cenderung mengurangi reaksi fasa-gas yang tidak diinginkan dan meningkatkan
keseragaman lapisan film di seluruh wafer. Proses CVD paling modern adalah LPCVD atau UHVCVD.
• Ultrahigh vacuum CVD, UHVCVD - Proses CVD pada tekanan sangat rendah, biasanya di bawah 10
-6
Pa ~ 10
-8
torr. - Diklasifikasi berdasarkan karakteristik fisik uap:
• Aerosol assisted CVD AACVD - Proses CVD di mana prekursor
diangkut dengan substrat melalui cairan aerosol gas, yang dapat
93
dihasilkan secara ultrasonik. Teknik ini cocok untuk digunakan untuk precursor yang non-volatile.
• Direct liquid injection CVD DLICVD - Proses CVD dimana
prekursor tersebut berada dalam bentuk cair larutan cair atau padat dalam pelarut yang stabil. Larutan cair disuntikkan di ruang
penguapan dengan menggunakan injektor biasanya digunakan injektor mobil. Kemudian uap prekursor dipindahkan ke substrat
seperti dalam proses CVD biasa. Teknik ini cocok untuk digunakan pada prekursor cair atau padat.
- Metoda plasma:
• Microwave plasma-assisted CVD MPCVD. • Plasma-Enhanced CVD
MPCVD - proses CVD yang menggunakan plasma untuk meningkatkan laju reaksi kimia
prekursor. Penggunaan PECVD memungkinkan deposisi dilakukan pada temperatur yang lebih rendah, yang kadang hal ini kritis dalam
pembuatan semikonduktor. • Remote plasma-enhanced CVD RPECVD - Serupa dengan
PECVD kecuali bahwa substrat wafer tidak secara langsung diposisikan di wilayah debit plasma. Memindahkan wafer dari
wilayah plasma memungkinkan suhu pengolahan ada di suhu kamar.
- Atomic layer CVD ALCVD – Lapisan dengan zat yang berbeda sehingga setiap lapisan memiliki zat pelapis atau film kristal yang berbeda.
- Combustion Chemical Vapor Deposition CCVD - Proses pembakaran pada lingkungan atmosfir terbuka, berbasis dengan cara pembakaran
untuk mendeposito film tipis berkualitas tinggi dan material nano. - Hot wire CVD HWCVD - juga dikenal sebagai catalitic CVD Cat-CVD
atau hot filamen CVD HFCVD. Menggunakan filamen yang kemudian akan terdekomposisi dengan sumber gas.
- Metalorganic chemical vapor deposition MOCVD - Proses CVD berdasarkan prekursor metalorganik.
94
- Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition HPCVD - Proses deposisi uap yang melibatkan dekomposisi kimia dari gas prekursor dan padatan
sumber penguapan. - Rapid thermal CVD RTCVD - Proses CVD yang menggunakan lampu
pemanas atau metode lain untuk mempercepat panas pada substrat wafer. Pemanasan dilakukan hanya pada substrat daripada gas atau
dinding kamar gas untuk mengurangi reaksi fasa gas yang tidak diinginkan yang dapat menyebabkan pembentukan partikel yang tidak diinginkan.
- Vapor phase epitaxy VPE.
C. Deposisi uap secara fisik Physical vapor deposition
