Pembuatan Alat Spincoater untuk pelapisan silika pada

Syafi Munawir Almaki
Dr.rer.nat Fredy Kurniawan, M.Si
Chemical
Vapour
Deposition
Physical
Vapour
Deposition
Teknologi
Cooating
Electroplating
Spin
Coating


Suatu metode, yaitu ketika material dipapari oleh bahan yang kemudian
bereaksi dan terbentuk produk baru yang melekat pada permukaan
Aplikasinya digunakan untuk mikrofabrikasi krisatalin pada fiber
ApCVD
PLASMA CVD



Pengkondensasian material yang berbentuk uap pada suatu permukaan
Aplikasinya digunakan untuk membentuk lapisan pada semikonduktor
Kelemahannya membutuhkan tekanan dan suhu yang tinggi
Contoh PVD
(sputtering)


Merupakan coating yang didasarkan pada prinsip elektrokimia yaitu perpindahan
material dari suatu elektroda ke elektroda lain yang menjadi target pelapisan.
Kelemahannya yaitu hanya dapat digunkan pada material yang konduktif
Contoh aplikasi
electroplating
Metode pelapisan yang didasrkan pada gaya sentrifugal deposit terhadap
substart yang terlapisi.
 Ketebalan lapisan ditentukan dengan kecepatan putaran motor
 Spin Coater terdiri dari motor dan rangkaian elektronik untuk mengendalikan
kecepatan putaran motor
 Perubahan kecepatan dilakukan dengan merubah tegangan pada motor

Contoh Alat Spin Coater

Permasalahan
Permasalahan dalam penelitian ini adalah apakah dapat
dibuat spin coater dari motor DC bekas mesin fotokopi yang
dapat dikendalikan kecepatan putarannya dengan PC
(Personal Computer).

Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk membuat spin coater dari
motor DC bekas mesin fotokopi yang dapat dikendalikan
kecepatan putarannya dengan PC
I.Pembuatan Alat Spin Coater
Mesin fotokopi bekas
Diambil motor DC 24 volt
Dipasang mikrokontroler AVR
Atmega 16
Input data software assembly
Motor DC Berputar
Data kecepatan putaran dihitung
dengan okto coupler
Dikonversi menjadi rpm
Interfacing menggunakan Code
Vision
Spincoater
I.Pembuatan Bubur Silika
Silika GF 22 gram
- Dilarutkan dalam pelarut campuran metanol dan air
- Distirer selam 1 jam
Bubur Silika
III.Pembuatan Plat KLTP
a.metode spin coater
Bubur Silika
- Dituangkan pada slide kaca yang telah ditempatkan diatas spincoater
- Slide kaca diputar dengan kecepatan 137,250,368, 753, 854, 935, 1130,rpm
- Diputar selama 1 menit
Plat KLTP
b. metode pencelupan/ immerse
Bubur Silika
- Dimasukkan dalam gelas beker 100 ml
- Slide kaca dimasukkan dalam gelas beker dengan posisi miring selama 1 menit, kelebihan silika
dibiarkan menetes.
-Slide kaca kemudian ditiriskan sampai kering
Plat KLTP

Hasil Rangkaian Power Suply
• Regulator Voltage :
berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai
dengan keinginan
• Transformator (T1) :
diperlukan untuk menurunkan tegangan AC
dari jala-jala listrik pada kumparan primernya
menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada
kumparan sekundernya.
• dioda (D1) :
berperan hanya untuk merubah dari arus AC
menjadi DC dan meneruskan tegangan positif
ke beban R1

Hasil Pembuatan Mikrokontroler
Rangkaian Mikrokontroler
Skema mikrokontroler Atmega16
Terlihat pada gambar mikrokontroler, terdapat 4 buah port yaitu PA, PB, PC dan
PD yang semuanya dapat diprogram sebagai input ataupun output

Driver Motor
•Solid state relay :
sebuah relay tanpa bagian yg bergerak
(kontak), putus dan hubung kode dilakukan
oleh perangkat/komponen elektronik di
dalam.
• semikonduktor yang dipakai :
sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus
dan penyambung (switching), stabilisasi
tegangan, modulasi sinyal dari Atmega 16

Motor DC dan Okto Coupler
oktocoupler :
merupakan suatu komponen yang
bekerja berdasarkan picu cahaya
optic. okto-coupler termasuk
dalam sensor, dimana terdiri dari
dua bagian yaitu transmitter dan
receiver.

Ketebalan silika hasil pelapisan dengan Spin coater kecepatan (a) 137 dan (b)250
rpm
(a)
(b)

Ketebalan silika hasil pelapisan dengan Spin coater kecepatan (c) 368, (d)
567 dan (e) 753 rpm
(c)
(d)
(e)

Ketebalan silika hasil pelapisan dengan Spin coater kecepatan (f)854,
(g)935, dan (h)1130 rpm
0,1 mm
6
(f)
7
0,1 mm
(g)
0,1 mm
8
(h)

Tabel Ketebalan plat KLTP
No
Kecepatan
Ketebalan
Homogenitas
permukaan
Kerontokan
1
137
0,02
-
v
2
250
0,017
-
v
3
368
0,015
-
v
4
567
0,013
V
v
5
753
0,01
V
-
6
854
0,005
V
-
7
935
0,003
V
-
8
1130
0,001
V
-

Grafik Kecepatan putaran Spin Coater Vs
ketebalan

Pemisahan tinta dengan eluen metanol dan aseton
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 4.16 Hasil Pengujian Plat KLTP dengan Ketebalan masing - masing
(a)20µm(b) 17µm(c) 15 µm (d)13 µm . Eluen yang digunakan Aseton dan Metanol
dengan Perbandingan 2:2
 Pemisahan tinta dengan eluen metanol dan aseton
(e)
(f)
(g)
(h)
Gambar 4.17 Hasil Pengujian Plat KLTP dengan Ketebalan masing - masing (e)10µm(f) 5µm(c) g
µm (h)1 µm . Eluen yang digunakan Aseton dan Metanol dengan Perbandingan 2:2

Hasil Pemisahan (a) plat Komersial dan (b) metode celup
(a)
(b)

Tabel data nilai Rf KLTP
Jenis KLTP
Ketebalan
Rf1
Rf2
ΔRf
1
Spin coater 1
0,02
0,53
0,76
0,08
2
Spin coater 2
0,017
0,30
0,8
0,46
3
Spin coater 3
0,015
0,38
0,75
0,31
4
Spin coater 4
0,013
0,34
0,92
0,42
5
Spin coater 5
0,01
0,23
0,76
0,53
6
Spin coater 6
0,005
0,23
0,95
0,38
7
Spin coater 7
0,003
0,26
0,61
0,2
8
Spin coater 8
0,001
0,25
0,92
0,65
9
Pencelupan
0,022
0,18
0,61
0,43
10
Komersial
0,001
0,18
0,92
0,74
Mikrokontroler Atmega 16 dirangkaikan dengan motor DC bekas mesin fotokopi
dihubungkan dengan motor driver dan dijalankan dengan program Assembly
dapat digunakan untuk membuat alat spin coater
 Spin coater tersebut dapat digunakan untuk melapiskan silika GF pada slide kaca
mikroskop untuk selanjutnya dapat digunakan sebagai KLTP
 Ketebalan Plat KLTP dapat ditentukan,dengan mengatur kecepatan putar spin
coater
 Pada kecepatan 137 rpm menghasilkan 0,02 mm, kecepatan 250 rpm
menghasilkan ketebalan 0,17 mm, pada kecepatan 368 menghasilkan ketebalan
plat KLTP 0,015 mm, pada kecepatan 567 rpm menghasilkan ketebalan 0,01 mm,
sedangkan pada kecepatan 854 rpm menghasilkan 0,005 mm, pada kecepatan
935 rpm menghasilkan 0,003 mm, serta pada kecepatan 1130 rpm menghasilkan
0,001 mm.

MOTOR DC
 Motor yang digunakan yaitu dari mesin
Fotokopi merupakan motor DC 24 Volt.
 Motor ini dapat dikendalikan kecepatan
putarannya dengan mengatur tegangan.
Mikrokontroler AVR Atmega 16
AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set
Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard, yang dibuat
Atmel pada tahun1996. AVR yang mempunyai kepanjangan
Advanced Versatile RISC.
 AVR
memiliki
keunggulan
dibandingkan
dengan
mikrokontroler lain, keunggulan mikrokontroler AVR yaitu
AVR memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih cepat
dikarenakan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1
siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler
MCS51 yang memiliki arsitektur CISC (Complex Instruction Set
Compute) dimana mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12
siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi.

Bahasa Assembly
 Bahasa rakitan merupakan notasi untuk bahasa mesin yang dapat dibaca
oleh manusia dan berbeda-beda tergantung dari arsitektur komputer
yang digunakan. Bahasa mesin adalah pola bit-bit (serangkaian nomornomor biner) tertentu yang merupakan kode operasi mesin. Bahasa
mesin dibuat lebih mudah dibaca dan ditulis dengan cara mengganti pola
bit-bit menjadi julukan-julukan yang disebut mnemonics. Sebagai
pengganti numeric operation code (opcodes) yang digunakan pada
bahasa mesin, digunakankanlah mnemonic code pada bahasa assembly.
Selain kemudahan dalam penulisannya dibandingkan dari bahasa mesin
juga mendukung pelacakan kesalahan seperti kesalahan penulisan
operation code