Fitriani, Sukma Wahyu (2018) Karakterisasi Dan Aplikasi RF-DC Plasma Oksigen Untuk Pembuatan Pola Mikro Di Atas Lapisan Diamond-Like Carbon (DLC) Punch. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Diamond-like carbon (DLC) memiliki kekerasan tinggi dan koefisien rendah sehingga dijadikan sebagai bahan pelapis pada micro-punch. Plasma etching merupakan metode yang sesuai untuk membentuk/memotong DLC karena nilai kekerasannya yang tinggi. Proses plasma etching dipengaruhi oleh karaker dari plasma, sehingga diperlukan karakterisasi plasma yang terbentuk. Telah dilakukan karakterisasi plasma oksigen yang dibangkitkan menggunakan sistem RF-DC plasma dengan frekuensi 2 MHz. Karakterisasi plasma meliputi pengukuran temperatur elektron, densitas elektron dan densitas ion menggunakan Langmuir probe serta pengukuran spektrum untuk mengetahui spesies plasma menggunakan optical emission spectroscopy (OES). Plasma oksigen yang dibangkitkan memiliki spesies atom oksigen O, ion oksigen O2+ dan O+; temperatur elektron bernilai antara 1,22 eV - 24,94 eV; densitas elektron bernilai antara 0,992 x 1015 m-3 - 3,75 x 1015 m-3; densitas ion bernilai antara 0,41 x 1017 m-3 – 1,78 x 1017 m-3. Tekanan berbanding terbalik dengan tempertur elektron, densitas eletron dan densitas ion sedangkan tegangan RF dan bias DC berbanding lurus dengan tempertur elektron, densitas eletron dan densitas ion. Pembuatan pola mikro pada lapisan DLC dengan ketebalan 20 m dilakukan menggunakan plasma oksigen. Bentuk dan ukuran masking serta tekanan divariasi untuk mengetahui pengaruhnya terhadap hasil etching. Variasi bentuk masking yang digunakan adalah masking garis dan masking lingkaran, variasi ukuran masking yang digunakan adalah 100 m, 50 m, 25 m, variasi tekanan yang digunakan adalah 80 Pa, 60 Pa, 40 Pa. Hasil pembuatan pola mikro menunjukkan penggunaan masking bentuk garis memiliki laju etching yang lebih tinggi yaitu 10m/jam sedangkan pada masking bentuk lingkaran laju etching adalah 8m/jam. Dan pengaruh ukuran masking pada hasil etching yaitu semakin kecil ukuran masking maka laju etching juga semakin kecil dan kemungkinan terjadinya over etching semakin besar. Tekanan 60 Pa merupakan tekanan optimum untuk mendapatkan laju etching yang tinggi. Densitas plasma yang terlalu rendah dan terlalu tinggi tidak menghasilkan profil etching yang optimal jika tidak digunakan bias DC.
English Abstract
Diamond-like carbon (DLC) has unique properties such as the high hardness, the low friction coefficient and the environmental friendliness, therefore the DLC have been used as a protective coating for the punch. A plasma oxidation method was proposed as a dry etching process to make micro-texturing into DLC. Characterization of the plasma oxygen is nessecery to enhance plasma oxidation process. Characterization of the oxygen plasma which generated using 2MHz RF-DC plasma system was done. Plasma characterization includes measumerment of the electron temperature, the electron density, the ion density using Langmuir probes and measurement of the oxygen spectrum to determine plasma species using optical emission spectroscopy (OES). Result showed that the species of the oxygen plasma are radical/neutral oxygen atoms O, oxygen molecule ions O2+ and oxygen atom ions O+; the electron temperature is 1.22 eV - 24.94 eV; the electron density is 0,992 x 1015 m-3 - 3,75 x 1015 m-3; the ion density is 0,41 x 1017 m-3 – 1,78 x 1017 m-3. Pressure is inversely proportional to the electron temperature, the electron density and the ion density while RF voltage and DC bias are directly proportional to them. Micro-texturing of the DLC film with a thickness of 20 μm was carried out using oxygen plasma etching. The shape and size of masking also the pressure of the process are varied to determine the effect on the etching profile. The variation of the masking are line and dot. The diameter of the dot masking was varied by 100 m, 50 m, 25 m, while the pressure was varied by 80 Pa, 60 Pa, 40 Pa. The results of the etching process showed that etching rate of the line masking higher than dot masking. The etching rate is 10m/h for line masking and 8m/h for dot masking. Another result showed that mask diameter is proportional to the etching rate and there might be a risk of over-etching with decreasing the mask diameter. The optimum pressure process without DC bias is 60 Pa to get a highest etching rate.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/530.44/FIT/k/2018/041808933 |
| Uncontrolled Keywords: | PLASMA ETCHING |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 530 Physics > 530.4 States of matter > 530.44 Plasma physics |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Fisika, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 23 Dec 2019 03:43 |
| Last Modified: | 21 Oct 2021 01:52 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/177295 |
Preview |
Text
Sukma Wahyu Fitriani (2).pdf Download (4MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |