Electroless Copper

Electroless Copper adalah proses pelapisan tembaga tanpa menggunakan arus listrik, melainkan menggunakan reaksi kimia reduksi. Proses ini juga melibatkan perendaman benda dalam larutan kimia yang mengandung garam tembaga dan agen pereduksi, yang menyebabkan pengendapan tembaga secara kimiawi pada permukaan benda tersebut.

Fungsi utama Electroless Copper (pelapisan tembaga tanpa arus listrik) adalah untuk melapisi permukaan substrat dengan lapisan tembaga yang merata tanpa memerlukan arus listrik.

Proses ini sering digunakan dalam industri elektronik untuk membuat lapisan konduktif pada papan sirkuit cetak dan komponen lainnya. Selain itu, electroless copper juga digunakan sebagai lapisan dasar untuk proses pelapisan berikutnya seperti nikel atau krom.

 

• Jenis-jenis Electroless Copper :
  1. Electroless Copper Acidic (Asam)
     • pH : 1–3 (rendah)
     • Penggunaan utama : Proses pelapisan awal dalam industri PCB
     • Kelebihan :
       • Memberikan daya rekat tinggi ke substrat
       • Cocok untuk pelapisan pada lubang bor PCB
     • Kekurangan :
       • Korosif; perlu penanganan kimia hati-hati
       • Kurang stabil dibanding tipe alkali

1. 2. Electroless Copper Alkaline (Basa)
      • pH: 11–13 (tinggi)
      • Komposisi utama: Mengandung EDTA atau kompleksing agent lain
      • Penggunaan utama: Pelapisan tembaga pada substrat plastik atau logam aktif
      • Kelebihan:

• • • • Stabilitas larutan lebih tinggi
      • Cocok untuk pelapisan tembaga pada bahan non-konduktif (misalnya ABS plastik)
    • Kekurangan:
      • Perlu aktivasi substrat sebelum pelapisan
      • Reaktivitas bisa lebih lambat

1. 3. Electroless Copper Neutral
      • pH: Netral (6–8)
      • Lebih jarang digunakan karena kestabilannya kurang optimal
      • Digunakan dalam aplikasi eksperimental atau khusus

1. 4. Electroless Copper High-Speed

• • • Diformulasikan untuk kecepatan pelapisan tinggi, digunakan dalam industri besar atau produksi massal
    • Biasanya berbasis alkali
    • Digunakan pada aplikasi yang membutuhkan pelapisan cepat dan tebal seperti konektor Listrik

1. 5. Electroless Copper for Plastics (Electroless Copper on Non-Conductive Substrates)

• • • Khusus untuk substrat plastik atau bahan non-logam
    • Digunakan dalam proses metallisasi plastik, misalnya pada:

1. 1. 1. 1. Casing elektronik
         2. Otomotif (bagian dekoratif berbahan plastik)

• • • Proses biasanya melibatkan aktivasi dengan larutan palladium-tin (Pd/Sn) sebelum pelapisan

 

• Langkah-langkah Umum Proses Electroless Copper :

1. 🧼 Pembersihan (Cleaning / Degreasing)

• • Menghilangkan kotoran, minyak, atau partikel debu dari permukaan.
  • Menggunakan larutan alkali atau deterjen industri.
  • Tujuannya agar pelapisan tembaga bisa melekat dengan baik.

2. 🧪 Etching (Pengasaman Ringan)

• • Biasanya dilakukan dengan larutan seperti asam kromat atau asam sulfur.
  • Membuat permukaan sedikit kasar (mikroskopik) untuk meningkatkan daya lekat.
  • Khusus untuk substrat plastik/logam halus.

3. 🧪 Sensitisasi

• • Tujuan: Menyiapkan permukaan agar bisa ditindaklanjuti oleh ion aktif (palladium).
  • Biasanya menggunakan larutan SnCl₂ (Stannous chloride).
  • Ion Sn²⁺ akan melekat pada permukaan sebagai lapisan awal.

4. 🧪 Aktivasi (Activation)

• • Merendam substrat ke dalam larutan PdCl₂ (Palladium chloride).
  • Ion Pd²⁺ akan bereaksi dengan Sn²⁺ dan membentuk katalis Pd⁰ di permukaan.
  • Pd bertindak sebagai katalis untuk reaksi reduksi tembaga berikutnya.

5. 🧪 Accelerator (Opsional)

• • Digunakan untuk menghilangkan Sn yang tidak diperlukan dan mengekspose Pd secara maksimal.
  • Bisa meningkatkan kecepatan dan kualitas pelapisan.

6. 🧪 Pelapisan Tembaga (Electroless Copper Plating)

• • Merendam substrat dalam larutan plating.
  • Komponen utama:
    • CuSO₄ (tembaga sulfat) – sumber ion Cu²⁺
    • Formaldehida (HCHO) – agen pereduksi
    • Kompleksing agent (misalnya EDTA) – menstabilkan ion Cu²⁺
    • Buffer (misalnya NaOH) – menjaga pH
    • Stabilisator – mencegah plating tak terkendali

• • Reaksi utama:

Cu2++2HCHO+4OH−→Cu0+H2​+2HCOO−+2H2​O

• • Tembaga metal (Cu⁰) akan terbentuk dan mengendap pada permukaan substrat.

7. 💧 Pembilasan dan Pengeringan

• • Substrat dicuci bersih dengan air deionisasi (DI water).
  • Lalu dikeringkan menggunakan udara panas atau oven.

Catatan:

• Seluruh proses harus dilakukan pada suhu dan pH tertentu, biasanya:
  • Suhu larutan plating: 50–70 °C
  • pH: tergantung jenis (alkali: pH > 10)
• Semua larutan kimia harus ditangani dengan hati-hati, menggunakan APD (alat pelindung diri).

 

• Alat-alat yang biasa digunakan Electroless Copper :

1. 1. Wadah/Bejana :

Sebagai tempat larutan pelapis dan benda yang akan dilapisi, sebaiknya terbuat dari bahan yang tidak berakhir dengan larutan seperti plastic.

1. 2. Larutan Pelapis

Mengandung garam tembaga dan agen pereduksi, formaldehida sering digunakan sebagai agen pereduksi dalam proses ini.

1. 3. Bahan Pembersih

Untuk membersihkan permukaan benda sebelum dilapisi, bisa berupa sabun cuci, amplas atau steel wool.

1. 4. Alat Pengering

Untuk mengeringkan benda setelah proses pelapisa, bisa menggunakan tisu atau oven.

1. 5. Peralatan tambahan (Opsional)

Pengaduk untuk memastikan larutan tercampur rata, thermometer untuk mengontrol suhu larutan (beberapa proses memerlukan suhu tertentu), alat pengukur (Ph meter, dll) untuk memastikan kondisi larutan sesuai dengan yang dibutuhkan.