Aplikasi 1: Spektrometer Inframerah dalam Pengujian Material Perakitan Produk Elektronik
Bahan perakitan produk elektronik merujuk pada bahan baku atau bahan pembantu yang digunakan selama proses manufaktur, seperti pita perekat atau lem untuk merekatkan, busa untuk isolasi, film pelindung untuk pengamanan, atau film pelepas untuk laminasi. Kinerja bahan-bahan ini secara langsung atau tidak langsung memengaruhi kualitas produk elektronik. Spektroskopi inframerah (IR) dapat digunakan untuk melakukan analisis kualitatif terhadap bahan-bahan ini.
|
Gambar 1 Perekat akrilik |
 |
Gambar 2 Perekat silikon |
Aplikasi 2: Karakterisasi Keseragaman Lapisan untuk Perekat Elektronik
Karena sebagian besar perekat tampak tidak berwarna dan transparan setelah diaplikasikan, sulit untuk memeriksa efek pelapisannya secara visual. Oleh karena itu, dalam penggunaan praktis, sejumlah zat fluoresen ditambahkan ke perekat. Keberadaan dan keseragaman lapisan perekat kemudian diperiksa dengan mengamati fenomena fluoresensi produk yang dilapisi.
Dengan menggunakan spektrofotometer fluoresensi molekuler, spektrum emisi fluoresensi produk yang dilapisi perekat (perekat pelapis, pelapis konformal) diuji. Dengan menganalisis spektrum untuk mengidentifikasi puncak fluoresensi karakteristik dan membandingkan intensitas fluoresensi puncak-puncak tersebut, dapat ditentukan apakah sampel telah dilapisi perekat atau apakah lapisannya seragam. Metode ini mudah dioperasikan dan memberikan hasil yang signifikan.
|
| Gambar 3. Tumpang Tindih Tiga Spektrum Uji yang Diulang |
Aplikasi 3: Analisis Kualitatif atau Semi-Kuantitatif Bahan Pemlastik Ftalat dalam PVC dan Plastik Lainnya
Direktif Uni Eropa (Pembatasan Zat Berbahaya) mewajibkan bahwa, mulai 22 Juli 2019, semua produk listrik dan elektronik (kecuali peralatan medis dan pemantauan) yang diekspor ke Eropa harus mematuhi batasan ketat untuk plasticizer ftalat. Di antara plasticizer tersebut, ester ftalat banyak digunakan sebagai plasticizer dalam produk elektronik dan listrik.
|
| Gambar 4 PVC yang mengandung sejumlah kecil ftalat |
 |
Gambar 5 PVC yang mengandung ester ftalat dalam jumlah relatif besar |
Aplikasi 4: Identifikasi Kualitatif Bahan Isolasi Listrik
Karet silikon, dengan sifat-sifatnya yang luar biasa termasuk ketahanan terhadap suhu tinggi dan rendah, ketahanan terhadap cuaca, ketahanan terhadap ozon, ketahanan terhadap korona, dan kinerja isolasi listrik yang sangat baik, menonjol sebagai material yang sangat serbaguna di antara jenis karet lainnya. Material ini sangat cocok digunakan sebagai bahan isolasi organik di industri kelistrikan dan energi. Dalam beberapa tahun terakhir, karet silikon semakin banyak digunakan dalam sistem isolasi listrik.
Sebagian besar produsen isolator komposit sekarang menggunakan karet silikon vinil metil yang diisi dengan kandungan aluminium hidroksida yang tinggi sebagai bahan isolasi luar ruangan. Selain itu, bahan ini digunakan sebagai isolasi jaket luar untuk penangkal petir komposit, pemutus sirkuit, transformator, sakelar tegangan tinggi, dan komponen listrik lainnya.
 |
Gambar 6 Karet silikon - spektrum karet mentah |
|
Gambar 7 Karet silikon - spektrum produk jadi |
Aplikasi 5: Analisis Kuantitatif Tingkat Pengeringan Tinta
Dengan semakin meluasnya penggunaan perangkat elektronik, layar kristal cair (LCD) semakin banyak digunakan, mendorong pertumbuhan pesat di industri LCD. Perekat yang dapat mengeras dengan sinar UV, material penting dalam produksi LCD, menawarkan kecepatan pengerasan yang cepat, sifat bebas pelarut, dan efisiensi produksi yang tinggi. Perekat ini terutama digunakan untuk menyegel dan mengamankan pin logam, sehingga banyak diaplikasikan di industri papan sirkuit. Pada perekat yang dapat mengeras dengan sinar UV, fotoinisiator terurai dengan cepat menjadi radikal bebas atau kation di bawah intensitas cahaya ultraviolet (UV) yang sesuai, memicu reaksi polimerisasi ikatan tak jenuh dan menghasilkan pengerasan material.
|
Gambar 8 Resin Epoksi - Pengerasan Termal |
 |
Gambar 9 Poliakrilat - Pengeringan UV |
Aplikasi 6: Karakterisasi Sifat Optik Material Semikonduktor (Transmisi, Refleksi)
Material semikonduktor termasuk di antara material dasar yang paling penting dalam industri elektronik. Dengan kemajuan pesat teknologi laser dan inframerah, sifat optik luar biasa dari material semikonduktor dalam spektrum inframerah telah menarik perhatian yang semakin besar. Saat ini, material mulai dari semikonduktor unsur seperti germanium (Ge) dan silikon (Si) hingga semikonduktor senyawa seperti galium arsenida (GaAs) dan seng selenida (ZnSe) banyak digunakan dalam aplikasi optik inframerah. Material ini berfungsi sebagai komponen penting dalam sistem inframerah pandangan ke depan (FLIR), jendela laser, kubah rudal, dan sistem optik inframerah lainnya.
|
Gambar 10 Spektrum Transmisi Wafer Silikon |
 |
Gambar 11 Spektrum Transmisi Seng Selenida (ZnSe) |
Aplikasi 7: Identifikasi Material untuk Komponen Elektronik dan Listrik
Substrat atau wadah produk elektronik biasanya diproduksi menggunakan plastik rekayasa. Material ini diformulasikan dengan aditif khusus seperti bahan penguat, penghambat api, dan senyawa anti-penuaan untuk memenuhi berbagai persyaratan lingkungan. Komposisi dan proporsi komponen-komponen ini sangat menentukan kinerja dan umur pakai komponen elektronik akhir. Spektroskopi inframerah berfungsi sebagai alat yang efektif untuk analisis kualitatif komposisi material ini.
|
Gambar 12 Resin Epoksi |
|
Gambar 13 Polifenilen Sulfida (PPS) |
Aplikasi 8: Pengujian Bahan Kemasan Produk Elektronik
Produk elektronik merupakan komoditas yang sangat bergantung pada teknologi. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, komponen elektronik telah berevolusi menjadi sirkuit terpadu skala ultra besar, menjadi semakin canggih dan kompleks. Akibatnya, persyaratan kondisi lingkungan eksternal pun semakin ketat. Sebagai media pelindung dan penyimpanan selama sirkulasi dan penyimpanan, fungsi utama kemasan adalah untuk melindungi produk elektronik. Hanya dengan memastikan desain struktural yang rasional dan kemasan berkualitas tinggi, produk elektronik dapat terlindungi dari kelembapan dan guncangan mekanis selama transportasi dan penyimpanan, sehingga menjaga penampilan dan fungsinya. Bahan kemasan berfungsi sebagai dasar pengemasan produk. Kesesuaian pemilihan bahan kemasan secara langsung berdampak pada keamanan produk elektronik dan biaya ekonomi. Oleh karena itu, memilih bahan kemasan yang tepat sangat penting.
|
Gambar 14 Spektrum Uji ATR Sampel PET |
|
Gambar 15 Spektrum Uji ATR Sampel PVC |
Aplikasi 9: Analisis Cacat Produk Elektronik (Analisis Benda Asing)
Selama proses manufaktur produk elektronik, cacat dapat terjadi. Identifikasi dan klasifikasi kualitatif cacat ini dapat membantu meningkatkan proses produksi dan meningkatkan kualitas produk. Namun, cacat ini biasanya berukuran mikron dan tidak dapat dideteksi menggunakan metode analitik konvensional. Dengan memanfaatkan spektrometer inframerah yang dilengkapi dengan aksesori mikroskop inframerah, cacat-cacat kecil ini dapat dianalisis secara efektif.
Mikroskop inframerah adalah sistem yang menggabungkan spektrometer inframerah dengan mikroskop optik. Sistem ini terutama terdiri dari unit utama inframerah, sistem mikroskop inframerah, dan komputer. Karena presisinya, mikroskop inframerah sebagian besar beroperasi berdasarkan prinsip interferensi, dengan komponen utama termasuk interferometer Michelson, sistem optik mikroskop, dan detektor.
Sampel ditempatkan di atas meja mikroskop inframerah. Spektrometer menghasilkan berkas cahaya yang diarahkan dan difokuskan ke sampel, memungkinkan pemfokusan vertikal jalur optik. Dengan menyesuaikan sumbu X dan Y dari meja dan apertur, sampel spesifik dan berbagai area mikro di dalam sampel dapat ditargetkan secara tepat.
Detektor mikroskop inframerah mengukur reflektansi spektral berkas partikel, memungkinkan pemindaian titik, garis, dan area pada sampel pada tingkat molekuler. Hal ini memungkinkan akuisisi spektrum inframerah dalam jumlah banyak secara cepat dan otomatis, dengan koordinat setiap titik pengukuran dan spektrum inframerah yang sesuai disimpan secara bersamaan di komputer. Melalui analisis citra komposisi, spektrum inframerah yang terpecah secara spasial dan citra komposisi dari area mikro tertentu dapat diperoleh. Hal ini memfasilitasi analisis karakteristik komponen dan struktur sampel di berbagai area mikro yang dipindai, sehingga mengkarakterisasi struktur sampel, distribusi spasial gugus fungsional, dan variasinya.
 |
Gambar 16 Metode ATR Konvensional |
 |
Gambar 17 Metode Mikro-ATR |
Mengambil contoh benda asing pada layar LED laptop, aksesori ATR refleksi tunggal konvensional memiliki keterbatasan: kedalaman penetrasi yang dangkal, penyerapan frekuensi tinggi yang kuat, penyerapan frekuensi rendah yang lemah, dan ketidakmampuan untuk mendeteksi sampel yang sangat kecil. Sebaliknya, penggunaan mode mikro-ATR dari mikroskop inframerah memungkinkan pengumpulan sinyal lokal dengan kedalaman penetrasi yang lebih dalam dan sinyal jenuh di wilayah spektral yang sesuai, sehingga memungkinkan deteksi sampel yang lebih kecil dari 200 μm.