พื้นฐานของงานฝีมืออิเล็กทรอนิกส์: ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการบัดกรี
I. วัสดุและเครื่องมือสำหรับการบัดกรี
วัสดุและเครื่องมือสำหรับการบัดกรี ดังแสดงในรูปที่ 14-1 ประกอบด้วย ลวดบัดกรี, โรซิน, คีมคีบ, ปืนดูดบัดกรี, สายดูดบัดกรี, กรรไกรตัดเฉียง, ปืนลมร้อน, และแผงวงจร
รูปที่ 14-1 วัสดุและเครื่องมือสำหรับการบัดกรี
(1) บัดกรี
เมื่อตะกั่วและดีบุกถูกผสมกัน (ก่อให้เกิดตะกั่ว-ดีบุก) ตะกั่ว-ดีบุก (ประกอบด้วยดีบุก 63% และตะกั่ว 37%) จะมีจุดหลอมเหลวที่ 183°C ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมส่วนใหญ่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์, สายไฟ, และเครื่องใช้ไฟฟ้า, ให้การเชื่อมที่สว่างไสว, เต็มตัว, และมีอัตราการเกิดข้อบกพร่องที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญมันมีข้อได้เปรียบหลายประการที่ไม่พบในตะกั่วบริสุทธิ์หรือดีบุก: จุดหลอมเหลวต่ำ โดยโลหะผสมที่มีสัดส่วนตะกั่วและดีบุกแตกต่างกันจะหลอมเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของตะกั่วและดีบุกแต่ละชนิด ทำให้ง่ายต่อการบัดกรี; มีความแข็งแรงทางกลสูงและทนต่อการกัดกร่อนจากออกซิเจน; และมีความตึงผิวต่ำ ช่วยเพิ่มการไหลของของเหลวและส่งเสริมการก่อตัวของรอยต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างการบัดกรี
(2) หัวแร้งบัดกรี
หัวแร้งไฟฟ้าสามารถจำแนกได้เป็นหัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายนอก หัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายใน และอื่น ๆ
เนื่องจากปลายหัวบัดกรีถูกบรรจุอยู่ภายในแกนของหัวแร้งบัดกรี จึงเรียกว่าหัวแร้งบัดกรีแบบให้ความร้อนภายนอกหัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายนอกมีประสิทธิภาพการให้ความร้อนต่ำและอัตราการให้ความร้อนค่อนข้างช้า โดยทั่วไปต้องใช้เวลาอุ่นเครื่อง 3 ถึง 5 นาทีก่อนที่จะเริ่มการบัดกรีได้ ขนาดที่ใหญ่กว่าทำให้ไม่สะดวกสำหรับการบัดกรีชิ้นส่วนขนาดเล็ก กำลังไฟฟ้าที่พบบ่อยสำหรับหัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายนอก ได้แก่ 25W, 45W, 75W และ 100W; กำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะสอดคล้องกับอุณหภูมิปลายหัวแร้งที่สูงขึ้น
เนื่องจากองค์ประกอบความร้อนถูกบรรจุอยู่ภายในหัวแร้ง จึงเรียกว่าหัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายใน หัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายในจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพความร้อนสูง และมีขนาดกะทัดรัดพร้อมราคาที่ต่ำกว่า เนื่องจากมีประสิทธิภาพความร้อนที่เหนือกว่า หัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายในขนาด 20W จึงเทียบเท่ากับหัวแร้งไฟฟ้าแบบให้ความร้อนภายนอกขนาดประมาณ 40Wกำลังไฟที่ใช้กันทั่วไปสำหรับหัวแร้งบัดกรีแบบให้ความร้อนภายในมาตรฐานที่มีจำหน่ายในท้องตลาด ได้แก่ 20W, 25W, 35W และ 50W โดยกำลังไฟ 35W และ 50W เป็นขนาดที่นิยมใช้มากที่สุด
II. การใช้และการใช้งานหัวแร้งบัดกรี
(1) การเตรียมก่อนการเชื่อม
การเตรียมก่อนการเชื่อมโดยทั่วไปประกอบด้วยสามขั้นตอน: การขูด, การเคลือบ, และการวัด.
- 1. “การขูดข้อมูล”:ก่อนการบัดกรี ให้แน่ใจว่าบริเวณที่จะบัดกรีได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึง โดยทั่วไปจะใช้มีดและกระดาษทรายเนื้อละเอียดในการทำความสะอาดขาของวงจรรวมและแผงวงจรพิมพ์ เพื่อรักษาความสะอาดของขาตลอดกระบวนการสำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่ทำเอง ให้ขัดผิวฟอยล์ทองแดงด้วยกระดาษทรายเนื้อละเอียดและกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากแผงวงจรก่อน จากนั้นใช้สารละลายโรซิน-แอลกอฮอล์และฟลักซ์ก่อนใช้งาน สำหรับขาโลหะผสมที่ชุบทองหรือเงิน ควรหลีกเลี่ยงการขูดเคลือบออก ให้ใช้ยางลบในการกำจัดสิ่งสกปรกบนผิวหน้าแทน
- 2. “การตกแต่งจาน”:การชุบตะกั่วถูกนำไปใช้กับผิวหน้าที่ถูกขูดของชิ้นส่วน วิธีการเฉพาะคือการจุ่มปลายหัวแร้งบัดกรีลงในสารละลายโรซิน-แอลกอฮอล์ และนำไปทาบริเวณผิวหน้าที่ถูกขูดของชิ้นส่วนที่ต้องการบัดกรี จากนั้นกดปลายหัวแร้งลงบนผิวหน้าเพื่อให้ตะกั่วเคลือบเป็นชั้นบาง ๆ ที่สม่ำเสมอสำหรับสายไฟหลายเส้น หลังจากถอดเปลือกหุ้มแล้ว ควรบิดเส้นลวดเข้าด้วยกันก่อนชุบตะกั่ว
- 3. “วัด”:หลังจากกระบวนการชุบแล้ว ให้ใช้มัลติมิเตอร์ทดสอบชิ้นส่วนที่ชุบดีบุกทั้งหมดเพื่อความน่าเชื่อถือด้านคุณภาพ หากพบชิ้นส่วนใดที่ไม่น่าเชื่อถือหรือเสียหาย ให้เปลี่ยนชิ้นส่วนเหล่านั้นด้วยชิ้นส่วนที่มีสเปคเดียวกัน
(2) กระบวนการเชื่อม (วิธีห้าขั้นตอน)
(3) การบำรุงรักษาปลายหัวแร้งหลังจากเชื่อม
(2) ตั้งอุณหภูมิปลายหัวแร้งบัดกรีไว้ที่ประมาณ 250°C
(3) ทาตะกั่วบัดกรีให้ทั่วพื้นผิวของปลายหัวแร้งอย่างสม่ำเสมอ โดยระวังอย่าให้หยด
(4) ตั้งอุณหภูมิให้ต่ำที่สุดหรือปิดเตาบัดกรีและวางกลับที่แท่นวางเตาบัดกรี
III. การประเมินคุณภาพการเชื่อม
- (1) ข้อต่อบัดกรีต้องเชื่อมต่ออย่างแน่นหนา (โดยใช้ปริมาณตะกั่วบัดกรีที่เหมาะสม)
- (2) ต้องมั่นใจว่ามีแรงต้านทานทางกลเพียงพอ (ชิ้นส่วนต้องถูกติดตั้งในแนวดิ่งลงในแผ่นรองก่อนที่จะทำการบัดกรี)
- (3) ให้แน่ใจว่ามีความสะอาดและเป็นระเบียบเรียบร้อย (ชิ้นส่วนต้องจัดเรียงอย่างเรียบร้อย; หลังจากบัดกรีแล้ว ให้เช็ดด้วยแอลกอฮอล์หรือน้ำยาทำความสะอาดแผงวงจร)
[ภาพแสดงการเปรียบเทียบระหว่างจุดบัดกรีที่ดีกับจุดบัดกรีที่ไม่ดี เช่น จุดบัดกรีเย็นและสะพานบัดกรี]
- (1) รูปทรงมีความสม่ำเสมอและสมมาตร โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ลวดที่เชื่อม
- (2) พื้นผิวเรียบและเงางาม
- (3) บริเวณที่เชื่อมต้องปราศจากรอยแตกร้าว สารตกค้างจากตะกรัน และรูพรุน
- (4) การเชื่อมต้องหลีกเลี่ยงการเกิดสะพานเชื่อม ซึ่งอาจทำให้เกิดการลัดวงจรได้
- (5) หลีกเลี่ยงการทำลายฉนวนของสายไฟหรือชิ้นส่วน
IV. ข้อควรระวัง
(1) การตรวจสอบและการเปิดเครื่อง:ก่อนการใช้งาน ให้ตรวจสอบปลั๊กไฟและสายไฟอย่างระมัดระวังเพื่อหาความเสียหาย และตรวจสอบว่าปลายบัดกรีหลวมหรือไม่ก่อนใช้หัวแร้งบัดกรีใหม่ ให้ขัดด้วยกระดาษทรายน้ำละเอียดจนเงาวับ จากนั้นให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า แล้วจุ่มลงในกาวลาเท็กซ์ วางขอบคมของหัวแร้งบนลวดบัดกรีเพื่อให้หัวแร้งเคลือบด้วยตะกั่วอย่างสม่ำเสมอ ขั้นตอนนี้ช่วยให้บัดกรีได้ง่ายขึ้นและป้องกันการเกิดออกซิเดชันบนผิวหน้าหากหัวแร้งบัดกรีเก่าเกิดการออกซิไดซ์อย่างรุนแรงและมีสีดำ ให้ขัดชั้นผิวออกด้วยกระดาษทรายเนื้อละเอียดจนกระทั่งเห็นความเงาของโลหะ จากนั้นชุบดีบุกใหม่ก่อนใช้งานอีกครั้ง
(2) การประเมินคุณภาพ:ระหว่างการบัดกรี แต่ละจุดบัดกรีต้องยึดแน่นสนิทและมีการสัมผัสที่ดี จุดบัดกรีควรมีลักษณะเงางาม เรียบเนียน ปราศจากครีบหรือเศษโลหะ และใช้ปริมาณตะกั่วบัดกรีที่เหมาะสม ตะกั่วบัดกรีและชิ้นงานต้องหลอมรวมกันอย่างแน่นหนา ไม่มีจุดบัดกรีเย็นหรือบัดกรีปลอมจุดบัดกรีเย็นนี่หมายถึงสถานการณ์ที่มีปริมาณตะกั่วบัดกรีติดอยู่ที่จุดเชื่อมต่อน้อยมาก ซึ่งทำให้เกิดการสัมผัสที่ไม่ดี และส่งผลให้เกิดการเชื่อมต่อที่ไม่เสถียรบัดกรีปลอมนี่หมายถึงสถานการณ์ที่บัดกรีดูเหมือนจะยึดติดกันแล้ว แต่ในความเป็นจริงไม่ได้ยึดติดกันอย่างถูกต้อง บางครั้งสามารถดึงตะกั่วออกจากจุดบัดกรีได้โดยใช้แรงเพียงเล็กน้อย
(3) การดำเนินงานอย่างปลอดภัย:เมื่อใช้หัวแร้งบัดกรี ห้ามตีหรือกระแทกอย่างแรง ระวังอย่าให้หล่น หลีกเลี่ยงการแกว่งไปมาโดยไม่ระมัดระวังเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการลวกผู้อื่น
(4) การทำความสะอาดและการบำรุงรักษา:หากอุณหภูมิในการบัดกรีสูงเกินไปและมีตะกั่วบัดกรีสะสมมากเกินไปบนปลายหัวแร้ง ให้ทำความสะอาดปลายหัวแร้งอย่างทั่วถึงด้วยฟองน้ำชุบน้ำหมาดๆ ก่อนดำเนินการบัดกรีต่อ เพื่อป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการทำงาน
(5) การจัดวางมาตรฐาน:ระหว่างการบัดกรี ห้ามวางหัวแร้งทิ้งไว้ ควรวางบนแท่นวางหัวแร้งเมื่อไม่ได้ใช้งาน โปรดสังเกตว่าห้ามพาดสายไฟไว้บนปลายหัวแร้ง เพื่อป้องกันไม่ให้ฉนวนถูกเผาไหม้และเกิดอุบัติเหตุ
(6) งานสรุป:หลังการใช้งาน ให้ถอดปลั๊กไฟออกทันที เมื่อเครื่องเย็นลงแล้ว ให้เก็บหัวแร้งบัดกรีไว้ในกล่องเครื่องมือ
