Oktavia Parliyanti123.11.001

ELEKTROLESS PLATING

I. Definisi

Electroless merupakan proses plating yang tidak menggunakan listrik dalam

proses pelapisannya. Pelapisan yang terjadi karena adanya reaksi oksidasi dan reduksi

pada permukaan barang, sehingga terbentuk lapisan logam yang berasal dari garam

logam tersebut. Karena tidak menggunakan bantuan arus listrik dalam pertukaran

electron, proses pelapisan yang terjadi berjalan lebih lambat, sehingga untuk

mempercepat pelapisan, temperature proses harus tinggi, bisa mencapai 90oCelcius.

Reaksi redoks ini adalah reaksi yang biasa, hanya istimewanya terjadi antar 2

lapisan PCB (Printed Circuit Board) atas dan bawah. Hubungan antar satu circuit

dengan circuit lainnya yang berbeda lapisan (dihubungkan) oleh lubang(hole) yang

dilakukan dengan menggunakan proses yang namanya electroless (tanpa aliran

listrik). Jadi lapisan satu (atas) dan lapisan lainnya (bawah) dihubungkan oleh

penghantar (tembaga) dengan proses electroless tersebut. Biasanya menggunakan

katalis palladium.

Logam yang biasanya digunakan untuk electroless adalah nikel, tembaga, dan

emas. Salah satu keunggulan lapisan hasil elektroles bila dibandingkan dengan lapisan

hasil eleklroplating adalah lapisan elektroles memiliki ketebalan yang serba sama di

setiap bagian permukaan dengan bentuk dan geometri yang kompleks. Memiliki sifat-

sifat fisik mupun mekanik yang sangat baik antara lain ketahanan korosi yang tinggi,

ketahanan aus, kekerasan permukaan, sifat magnetik, dan tahanan listrik (electrical

resistivity).

II. Prinsip Kerja Elektroless

Secara skematis, benda yang diproses Elektroles plating dapat ditunjukkan seperti

gambar di bawah. Dalam gambar skematis tersebut, terlihat bahwa komponen

pendukung sistem bak elektroless plating terdiri atas bak dan larutan kimia.

Mekanisme pelapisannya terjadi dengan cara benda hanya direndam dalam larutan

tanpa ada koneksi listrik, kemudian terjadi reaksi pembentukan lapisan di permukaan

benda yang reaksinya ditandai dengan adanya gelembung gas di permukaan

bendanya.

Gambar 2.1. Letak benda pada proses Elektroless plating

III. Pretreatment Plating

Pretreatment plating adalah proses pendahuluan terhadap bahan sebelum

dilakukan plating. Tujuannya adalah untuk membersihkan dan membebaskan

permukaan benda kerja dari segala kotoran agar tidak menghambat proses plating.

Semua logam sebelum dilapisi harus dipersiapkan permukaannya, sehingga

kondisi part tersebut bersih dari hal-hal yang dapat mengurangi ketahanan hasil

pelapisan.

Jenis pengotor-pengotor yang harus dikurangi/dihilangkan:

Gram bekas bor

Lemak

Oli

Lapisan hitam pada baja

Lapisan korosi

Bekas tinta marking dan cat.

Dalam tahap pretreatment, pengotor-pengotor tersebut dapat dihilangkan dengan

beberapa alternatif cara sebagai berikut:

Sand blasting

Grinding & polishing

Solvent degreasing

Acid cleaning

Alkaline cleaning

Ultrasonic cleaning

Dalam proses pretreatment ada beberapa proses yang harus dilakukan yaitu :

a. Degreasing

Adalah proses pencucian part dengan menggunakan larutan Alkali. Tujuannya

sebagai berikut :

Membersihkan kotoran yang menempel pada part (senyawa organik atau

anorganik)

Mengontrol permukaan metal untuk mendapatkan susunan kristal yang baik

Bahan yang dipakai sebagai pembersih harus bersifat membersihkan

(detergency), fleksibel, tahan lama, mudah dibilas serta mempunyai pengontrol

terhadap busa.

b. Rinsing

Sebagai pembilas agar permukaan part bersih dari bahan kimia yang

menempel akibat dari proses sebelumnya, sehingga tidak terjadi kontaminasi antar

larutan kimia. Tujuannya adalah :

Membilas kelebihan pembersih yang menempel pada benda kerja

Menetralkan permukaan logam

c. Pickling (Acid Dipping)

Pada proses ini benda kerja dicelupkan dalam larutan asam. Supaya oksida

yang ada dipermukaan larut.

IV. Lapisan Pada Elektroless

Karakteristik Lapisan

Keunggulan dari proses elektroles plating dibandingkan dengan proses

elektroplating adalah bahwa lapisan logam yang dihasilkan melalui proses

elektroles plating merata di setiap permukaan benda. Untuk meningkatkan ketebalan

lapisannya dilakukan dengan menambah waktu platingnya.

Dengan memiliki karakteristik lapisan yang merata di setiap permukaan tersebut,

proses elektroles plating banyak diterapkan untuk melapisi benda dengan bentuk

permukaan yang sangat kompleks.

V. Striping Lapisan

Tujuan dilakukannya stripping lapisan adalah untuk menghilangkan lapisan jika

lapisan yang dihasilkan mengalami kegagalan.

Larutan yang digunakan untuk proses stripping berbeda-beda tergantung pada

jenis lapisan yang ingin distripping dan jenis logam substratnya.

Metoda yang digunakan untuk stripping dapat dilakukan dengan cara:

1. Direndam.

Pelaksanaan stripping dengan cara direndam merupakan cara stripping yang

paling mudah namun membutuhkan waktu yang cukup lama. Selain itu, jika semakin

sering larutannya digunakan untuk stripping maka waktu yang dibutuhkan untuk

stripping berikutnya akan semakin lama karena konsentrasi larutannya telah

berkurang. Untuk mempercepat kembali laju strippingnya, disarankan untuk

menggunakan larutan stripping baru.

2. Anodic treatment.

Pelaksanaan stripping dengan cara anodic treatment merupakan kebalikan dari

sistem elektroplating dimana pada stripping dengan cara anodic treatment, benda

kerja diposisikan sebagai anoda dan dihubungkan ke kutub positif dari rectifier.

Sedangkan sebagai katodanya dapat menggunakan logam baja, kuningan, stainless

steel atau logam lain yang disyaratkan.

Skema bak stripping dengan metoda anodic treatment

dapat dilihat dalam gambar disamping. Stripping dengan cara

anodic treatment membutuhkan waktu yang relatif lebih cepat

dibandingkan jika melakukan stripping dengan cara direndam.

Secara umum, stripping dapat dilakukan dengan prosedur sbb.:

1. Cleaning

2. Bilas dengan air

3. Rendam dalam larutan stripping

4. Bilas dengan air

5. Keringkan

Stripping yang dilakukan terkadang:

1. Masih ada lapisan yang belum terstripping meskipun waktu strippingnya sudah

cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut:

- Sikat/lap permukaan benda tersebut sambil dibilas dengan air hingga semua

lapisan hilang

2. Terjadi over stripping dimana larutan stripping telah bereaksi dengan logam

dasarnya karena waktu strippingnya terlalu lama. Untuk mengatasi hal tersebut:

- Lakukan pengamatan secara berkala terhadap benda yang distripping dengan

cara diangkat pada selang waktu tertentu.

- Jika mayoritas lapisan telah tampak ter-stripping, sikat/lap permukaan benda

tersebut sambil dibilas dengan air hingga semua lapisan hilang.

VI. Perhitungan Dalam Elektroles Plating

Perhitungan dalam elektroles plating diperlukan untuk menentukan parameter kondisi

operasi sebagai berikut:

a. Lama proses elektroles plating untuk menghasilkan ketebalan yang diinginkan.

b. Berat lapisan elektroles plating.

c. Tebal lapisan elektroles plating.

Penentuan lama proses elektroles plating untuk menghasilkan ketebalan yang

diinginkan.

Waktu plating (menit )=Tebal Lapisan (micron ) x 60

Laju Pelapisan (micron

jam)

Penentuan perkiraan berat lapisan elektroles plating.

Berat Lapisan (Gram )=Berat jennis ( gramcm

3)xLuas Permukaan(cm¿¿2)x Tebal Lapisan(micron)

10000¿

Penentuan perkiraan tebal lapisan elektroles plating

Tebal Lapisan(micron)=Laju Pelapisan(micron

jam )x Waktu Plating(menit)

60

VII. Kontrol Proses

Faktor-faktor yang harus di control pada proses elektroles plating :

Temperature

pH

Konsentrasi Larutan

Laju Plating

Kebersihan larutan

VIII. Heat Treatment

Heat Treatment mungkin diperlukan untuk :

Meningkatkan adhesi (pada aluminium, stainless steel dll)

Untuk baja dapat di heat treatment pada temperature 175 oC selama 3 jam

Untuk aluminium dan paduan dapat di heat treatment pada temperature 140

oC selama 1 jam

Untuk nikel dan paduan dapat di heat treatment pada temperature 201 oC

selama 6 jam

Meminimalkan atau mencegah adanya hidrogen embrittlement pada baja

Baja dengan kekutan tarik 1000-1800 MN/m2 dapat di heat treatment dengan

temperature 210 ± 20 oC selama 6 jam

Baja dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi dapat di heat treatment dengan

temperature 210 ± 20 oC selama 18 jam

Baja dengan kekuatan tarik yang lebih rendah dari 1000 MN/m2 tidak perlu di

lakukan heat treatment

Meningkatkan kekerasan lapisan pada part-part yang terbuat dari baja

Sebelum di heat treatment lapisan memiliki kekerasan 48-50 RC

Setelah Heat Treatment (400 ° C, 1 jam) 62-63 RC

Heat Treatment juga dapat digunakan untuk memberikan keuletan yang maksimum

Setelah di lakukan proses elektroles plating, dilanjutkan proses heat treatment

pada suhu pada suhu 190±15°C selama minimum 2-4 jam.

IX. Uji Kekerasan (Hardness) 

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical

properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui

khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan

(frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan

dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro

dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material

tersebut  tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan

didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi

atau penetrasi (penekanan).

 

Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian dengan dua

pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu material baru dan

melihat mutu untuk memastikan suatu  material memiliki spesifikasi kualitas

tertentu.

Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam

metode pengujian kekerasan, yakni :

 

1.      Brinnel (HB / BHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan

kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja

(identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya,

pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan yang kasar

dengan uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah

dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten.

2.      Rockwell (HR / RHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan

kekerasan suatu materiall dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa

bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji

tersebut.

Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode

Rockwell dijelaskan pada gambar 4, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan oleh

indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah itu ditekan dengan beban

mayor (major Load F1) pada langkah  2, dan pada langkah 3 beban mayor diambil

sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi 3 ini indentor ditahan

seperti kondisi pada saat total load F.

Besarnya minor load maupun major load tergantung dari jenis material yang

akan di uji, jenis-jenisnya.

Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari besarnya

kekerasan dengan metode Rockwell.

 

HR = E - e

Dimana :

F0        = Beban Minor(Minor Load) (kgf)

F1        = Beban Mayor(Major Load) (kgf)

F          = Total beban (kgf)

e          = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan  0.002 mm

E         = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line yang

untuk tiap jenis indentor berbeda-beda yang bias dilihat pada table 1

HR      = Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness

Tabel dibawah ini merupakan skala yang dipakai dalam pengujian Rockwell skala dan

range uji dalam skala Rockwell.

Tabel 1 Rockwell Hardness Scales

Scale Indentor F0 (kgf) F1 (kgf) F (kgf) EJenis Material Uji

A Diamond

cone

10 50 60 100 Exremely hard materials,

tugsen carbides, dll

B 1/16" steel

ball

10 90 100 130 Medium hard materials, low

dan medium carbon steels,

kuningan, perunggu, dll

C Diamond

cone

10 140 150 100 Hardened steels, hardened

and tempered alloys

D Diamond

cone

10 90 100 100 Annealed kuningan dan

tembaga

E 1/8" steel

ball

10 90 100 130 Berrylium copper,phosphor

bronze, dll

F 1/16" steel

ball

10 50 60 130 Alumunium sheet

G 1/16" steel

ball

10 140 150 130 Cast iron, alumunium alloys

H 1/8" steel

ball

10 50 60 130 Plastik dan soft metals

seperti timah

K 1/8" steel

ball

10 140 150 130 Sama dengan H scale

L 1/4" steel

ball

10 50 60 130 Sama dengan H scale

M 1/4" steel

ball

10 90 100 130 Sama dengan H scale

P 1/4" steel

ball

10 140 150 130 Sama dengan H scale

R 1/2" steel

ball

10 50 60 130 Sama dengan H scale

S 1/2" steel

ball

10 90 100 130 Sama dengan H scale

V 1/2" steel 10 140 150 130 Sama dengan H scale

ball

 

 

3.      Vikers (HV / VHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan

suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup

kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada

gambar 3. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian

rockwell dan brinel yaitu  antara 1 sampai 1000 gram.

Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien)

dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari indentor

(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2).

4.      Micro Hardness (knoop hardness)

Mikrohardness test tahu sering disebut dengan knoop hardness testing

merupakan pengujian yang cocok untuk pengujian material yang nilai kekerasannya

rendah. Knoop biasanya digunakan untuk mengukur material yang getas seperti

keramik.

 

Beberapa hal untuk menentukan metode uji kekerasan yang digunakan

a.      Permukaan material

b.      Jenis dan dimensi material

c.      Jenis data yang diinginkan

d.      Ketersedian alat uji

 

 

Menyiapkan Specimen:

Baja

Besi Cor

Tembaga

AlumuniumMenggrinda

Mengampelas

Pengujian kekerasan

(Masing-masing dari tiga metode)

Pengambilan Data

Memotong Specimen:

Ukuran : 5 s/d 8 mm

Harus rata

X. Salt Spray Test

Salt spray test adalah pengujian ketahanan karat/korosi suatu benda platingan

atau sejenisnya seperti coating,chromating, painting dan lain sebagainya dengan

cara menggunakan metode semburan air garam,seperti namanya salt spray test

(test semprotan air garam). Salt spray test biasanya banyak digunakan di pabrik -

pabrik yang memerlukan perlakuan terhadap benda atau part yang mengalami

proses plating,coating,chromating dan sebagainya.

Didalam pengujian salt spray test terdapat bahan-bahan yang diperlukan antara

lain :

1.Aquadest

   Aquadest adalah bahan utama dalam pengujian SST, takaran aquadest yaitu 95%

dari keseluran takaran yang digunakan untuk pengujian.

2.NaCl (Sodium chloride)

   NaCl atau garam ini merupakan bahan kedua yang digunakan dalam pengujian

SST, takaranya 5% dari keseluruhan takaran atau 50gram/liter plus minus 0.5

gram.refer to Jis Z2371.

3.Mesin SST

   Mesin SST merupakan hal yang paling penting tentunya,banyak sekali jenis

jenis mesin SST,anda tinggal pilih yang mana yang menurut kriteria anda.

4.Ph meter

   Alat ini merupakan alat untuk menguji keasaman larutan yang ada dalam

chamber,Standar Ph larutan yang ada dalam chamber yaitu 6.5~7.2 sedangkan

conductivity nya yaitu 20micro S/cm.penjelasan lebih lengkapnya ada dalam Jis

H8502)

5.Thickness platting

   Alat ini digunakan untuk mengukur ketebalan thicknes permukaan platting

sebelum benda dimasukan kedalam mesin SST sebagai data pelengkap untuk form

hasil pengujian SST tersebut.Standar thickness platting yaitu > 8micrometer.

Ada berbagai macam kriteria platingan yang digunakan seperti plating

hexavalent, plating trivalent, baking plating dan sebagainya. Setiap platingan tersebut

memiliki standar durasi pengujian tersendiri.

Dalam pengujian SST ini juga ada beberapa hal yang harus diperhatikan

seperti suhu ruangan dan kelembaban ruangan SST, selain itu mesin SST harus dijaga

kebersihannya karena ada beberapa bagian vital yang ada dalam mesin SST yang

harus dilakukan prepentive maintenance (perawatan secara berkala) antara lain filter

pada bak salt solution,pipa atomizing device yang ukuran lubangnya hanya sekitar

berdiameter 0.3mm dan lain sebagainya.