Komponen dan Material Esensial dalam Pembuatan Smartphone Modern

bahan pembuatan hp

Temukan komponen dan material esensial yang membentuk smartphone modern, mulai dari layar hingga prosesor. Pelajari bagaimana setiap elemen berkontribusi terhadap kinerja dan inovasi teknologi terkini.

Pembuatan Smartphone

Pembuatan smartphone melibatkan sebuah proses kompleks yang menggunakan berbagai bahan kimia dan logam. Proses ini memanfaatkan berbagai teknologi dan material untuk menghasilkan perangkat yang canggih dan fungsional.

Layar

Peneliti Junyong Zhu dari Laboratorium Hasil Hutan bekerja sama dengan mitranya dari Universitas Maryland dan Universitas Colorado, AS, telah mengembangkan bahan kayu transparan yang dapat digunakan untuk ponsel pintar, seperti dilaporkan oleh laman GSM Arena. Kayu balsa yang digunakan sebagai bahan dasar ini kemudian diberi bak pengoksidasi suhu kamar dan diisi polimer sintetik polivinil alkohol (PVA), membuatnya hampir transparan seperti kaca dan lebih tahan lama serta ringan dari kaca biasa.

Layar pada smartphone terbuat dari kaca yang dikeraskan secara khusus, biasanya campuran dari alumina (Al₂O₃) dan silika (SiO₂). Dalam pengerasan, unsur kalium (K) ditambahkan untuk memperkuat layar. Layar ini dilapisi dengan bahan konduktif seperti oksida timah indium (Indium Tin Oxide), yang memungkinkan layar menjadi layar sentuh.

Teknologi layar smartphone terus berkembang dengan implementasi layar AMOLED dan OLED, yang menawarkan resolusi lebih tinggi dan konsumsi daya lebih efisien.

Rangka/Casing

Samsung telah mengembangkan casing HP ramah lingkungan untuk Galaxy S23 Series, dengan rangka dalam yang dibuat dari minimal 20% plastik daur ulang bersumber dari tong air terbengkalai. Bagian dalam casing juga menggunakan microfiber daur ulang dengan minimal 29% plastik PET daur ulang, seperti yang dilansir dari SINDOnews.

Rangka atau casing smartphone terdiri dari kombinasi polimer kokoh dan tahan lama, seperti acrylonitrile butadiene styrene (ABS) dan polikarbonat termoplastik. Logam struktural seperti aluminium (Al), magnesium (Mg), dan besi (Fe) digunakan untuk menambah kekuatan, sementara nikel (Ni) membantu mengurangi interferensi elektromagnetik.

Beberapa smartphone kelas atas menggunakan material seperti keramik dan kaca menguat untuk menciptakan estetika premium dan meningkatkan daya tahan.

Kelistrikan

Baterai smartphone atau HP menggunakan beberapa bahan baku penting, termasuk lithium, elektrolit, nikel, dan tembaga. Lithium, misalnya, adalah bahan baku paling kritikal dan Australia merupakan produsen lithium terbesar di dunia, dengan lebih dari 51% cadangan dunia terletak di Australia Barat, seperti yang dilaporkan oleh Jambiseru.com. Nikel, yang digunakan dalam katoda baterai, diproduksi secara signifikan di Indonesia, yang menyumbang sekitar 27% dari pasokan nikel global.

Papan sirkuit smartphone menggunakan bahan semikonduktor seperti silikon. Logam-logam seperti tembaga (Cu), timah (Sn), perak (Ag), dan emas (Au) berfungsi sebagai penghantar dan komponen mikroelektronik. Unsur langka seperti yttrium, praseodymium, dan gadolinium penting dalam komponen elektronik. Tantalum (Ta) sedang dikembangkan lebih lanjut dalam sektor ini.

Proses miniaturisasi dalam teknologi papan sirkuit semakin memungkinkan integrasi komponen lebih banyak dalam perangkat yang lebih kecil dan efisien.

Speaker dan Mikrofon

Pada tahun 2020, pengiriman komponen smartphone global mencapai angka yang signifikan, dengan pengiriman speaker dan mikrofon mencapai sekitar 1,3 miliar unit, menurut data dari Statista. Ini menunjukkan permintaan yang tinggi untuk komponen audio pada perangkat smartphone, yang merupakan bagian integral dalam pengalaman pengguna.

Speaker dan mikrofon menggunakan nikel (Ni) serta unsur-unsur seperti praseodymium, gadolinium, dan neodymium yang berfungsi sebagai magnet. Ini memberikan kualitas suara yang lebih baik dan atmosfer yang realistis.

Sistem suara pada smartphone terus berkembang dengan teknologi seperti Dolby Atmos, memberikan pengalaman audio yang lebih mendalam dan nyata.

Baterai

Baterai lithium-ion dalam ponsel pintar atau Smartphone memiliki kepadatan energi sekitar 150 Watt-jam per kilogram (Wh/kg), dan kepadatan energi ini telah meningkat sejak diperkenalkan pada awal 1990-an, namun perkembangan tersebut terkendala konstruksi dan kapasitas bahan kimianya, seperti yang dilansir dari The Guardian. Baterai ini terdiri dari oksida katoda yang terbuat dari kobalt, nikel, mangan atau besi campuran, dan ion lithium bermuatan positif bergerak melalui elektrolit dari anoda ke katoda, menggerakkan elektron melalui ponsel untuk memenuhi kebutuhan daya.

Baterai pada smartphone umumnya menggunakan ion litium dan bahan lainnya. Berikut beberapa jenis baterai ion litium yang sering digunakan:

• Lithium Cobalt Oxide (LiCoO₂ atau LCO)
• Lithium Manganese Oxide (LiMn₂O₄ atau LMO)
• Lithium Titanate (Li₄Ti₅O₁₂ atau LTO)
• Lithium Iron Phosphate (LiFePO₄ atau LFP)
• Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA)

Sejumlah penelitian sedang berupaya meningkatkan kepadatan energi dan waktu isi ulang baterai untuk memenuhi tuntutan pengguna saat ini.

Logam Langka dan Logam Mulia

Smartphone sangat bergantung pada logam langka dan logam mulia. Penelitian dari Yale University menunjukkan bahwa sebuah chip smartphone membutuhkan lebih dari 60 elemen material yang berbeda, termasuk logam langka seperti renium, rhodium, lantanum, dan europium. Bahkan, 12 dari 62 material tersebut tidak dapat digantikan dengan material alternatif, menekankan pentingnya logam-lang dalam produksi smartphone, sebagaimana dilaporkan oleh Jagatreview.

Smartphone juga memanfaatkan logam langka dan logam mulia. Logam langka seperti yttrium, terbium, dan dysprosium digunakan untuk menghasilkan warna pada layar. Logam mulia seperti emas, perak, dan tembaga digunakan dalam pengkabelan dan komponen mikroelektronik.

Dalam industri ini, pemulihan dan daur ulang logam berharga menjadi semakin penting untuk mengurangi dampak lingkungan dan mengamankan pasokan masa depan.

Bahan Plastik dan Polikarbonat

Bahan plastik, terutama Polikarbonat, adalah pilihan populer untuk pembuatan smartphone karena keunggulannya. Plastik polikarbonat tidak mengganggu sinyal dan memiliki daya tahan yang kuat terhadap benturan, goresan, dan lecet, membuatnya tahan lama dan tidak mudah rusak. Selain itu, plastik juga lebih hemat biaya dibandingkan dengan metal dan kaca, sehingga banyak digunakan oleh produsen smartphone untuk menghemat ongkos produksi.

Beberapa smartphone menggunakan bahan plastik dan polikarbonat untuk casing dan komponen lainnya. Dipilih karena ringan, tahan lama, dan mudah dibentuk.

Material baru yang lebih ramah lingkungan dan dapat didaur ulang terus dikembangkan untuk menggantikan plastik konvensional dalam pembuatan smartphone.

Dampak Lingkungan

Proses produksi smartphone memiliki dampak lingkungan yang signifikan, terutama dalam ekstraksi bahan baku seperti emas dan kobalt, yang sering menyebabkan kebocoran polusi beracun dari tambang dan kilang. Menurut laporan dari DW, proses produksi smartphone bertanggung jawab atas antara 40 sampai 80 kg karbon dioksida (CO2) per perangkat, dan hanya 50% bahan yang digunakan di model Fairphone 3 yang dapat didaur ulang, menunjukkan tantangan besar dalam mengurangi dampak lingkungan dari produksi ponsel pintar.

Penggunaan dan produksi smartphone berdampak signifikan terhadap lingkungan. Unsur-unsur kimia yang digunakan makin langka karena meningkatnya penggunaan dan kurangnya daur ulang. Diperkirakan sumber alami dari unsur kimia dalam ponsel akan habis dalam 100 tahun ke depan.

Teknologi daur ulang dan keberlanjutan menjadi fokus untuk mengurangi limbah elektronik dan mengatasi kekurangan bahan baku di masa depan.

Proses Produksi

Proses produksi ponsel Infinix di Indonesia melibatkan tiga tahapan utama, yaitu assembly line, running test, dan packing line. Pada tahap assembly line, komponen-komponen dasar seperti layar, PCB (print circuit board), dan baterai diperiksa secara kualitas dan kuantitas sebelum dirakit. Setelah perakitan, proses running test dilakukan untuk memastikan fungsi-fungsi dasar seperti layar, jaringan WiFi, GPS, dan kamera bekerja optimal. Akhirnya, pada tahap packing line, ponsel dipasangi screen protector dan dimasukkan ke dalam kemasan bersama dengan aksesoris seperti pengisi daya dan headset, dengan pengecekan kelengkapan produk melalui penimbangan.

Proses produksi yang efisien dibutuhkan untuk menghadapi permintaan pasar yang terus meningkat sambil tetap menjaga kualitas produk.

Secara keseluruhan, pembuatan smartphone adalah proses yang kompleks yang melibatkan berbagai bahan kimia dan logam, serta memerlukan perhatian cermat terhadap kualitas dan dampak lingkungan. Inovasi terus berlanjut untuk meningkatkan efisiensi produksi dan meminimalkan dampaknya pada planet kita.