Perpustakaan Digital ITB

Kebutuhan akan peralatan elektronik di dunia semakin meningkat seiring dengan perkembangan teknologi berbasis digital ini. Peralatan elektronik ini tidak bisa terlepas dari penggunaan solder dalam aplikasi pemasangan komponen elektronik di circuit board. Solder yang digunakan ini umumnya berbentuk kabel dengan bahan campuran timah 63% dan timbal 37%. Penggunaan solder yang mengandung timbal mempunyai kekurangan karena sifat timbal yang beracun, sehingga kebutuhan akan solder bebas timbal menjadi meningkat. Salah satu cara dalam memproduksi serbuk timah adalah menggunakan metode elektrolisis. Metode elektrolisis memiliki keunggulan dalam menghasilkan ukuran serbuk timah dalam rentang ukuran tertentu dan memiliki biaya investasi dan biaya operasional yang relatif lebih rendah dibandingkan metode lainnya. Di sisi lain, metode elektrolisis ini memiliki kelemahan dalam menghasilkan bentuk serbuk timah yang spherical. Dari fakta dan permasalahan yang ada tersebut, penelitian ini berfokus pada pembentukan serbuk timah dengan metode elektrolisis menggunakan arus pulsa. Larutan elektrolit disiapkan dengan melarutkan 4,25gram SnSO4 dalam 850 mL H2SO4 1M untuk mendapatkan konsentrasi Sn 2,75 gram per liter. Rangkaian percobaan elektrolisis dilakukan dalam 2 tahap dengan penggunaan anoda timah dan katoda titanium. Variabel yang digunakan yaitu rapat arus, rasio massa tiourea/gelatin sebagai aditif, frekuensi, dan duty cycle. Rangkaian percobaan tahap 1 dirancang dengan Metode Taguchi untuk mendapatkan kondisi optimum percobaan. Sementara, percobaan tahap 2 dilakukan menggunakan metode faktorial untuk mengetahui pengaruh tiap variabel percobaan. Serbuk timah yang dihasilkan dari proses elektrolisis disimpan dalam plastik vakum agar tidak terpapar udara bebas untuk meenghindari oksidasi. Serbuk timah kemudian dianalisis menggunakan Particle Size Analyzer (PSA), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), dan X-ray Diffraction (XRD) untuk mengetahui ukuran, morfologi, tingkat oksidasi dan identifikasi struktur kristal serbuk timah yang terbentuk. Dilakukan pula percobaan pengukuran potensial antarmuka katoda ketika proses elektrolisis berlangsung dengan elektroda standard Ag/AgCl. Hasil percobaan elektrolisis menunjukkan bahwa peningkatan rapat arus dari 0,5A/dm2 ke 2A/dm2 cenderung menurunkan ukuran butiran. Morfologi yang dihasilkan pada rasio tiourea/gelatin yang rendah cenderung spherical, sementara pada rasio tiourea/gelatin yang tinggi cenderung globular. Frekuensi dan duty cycle mempengaruhi ukuran butiran yang dihasilkan, dimana semakin lama toff akan cenderung meningkatkan ukuran butiran yang dihasilkan. Sementara, ton yang lebih lama merubah morfologi butiran dari spherical menjadi globular dan shards atau sharps.