พื้นฐานการบัดกรี
ก้าวเดินไปข้างหน้าพร้อมๆ กัน ด้วยบทความพื้นฐานการบัดกรี เพื่อสร้างความรู้และความเข้าใจสำหรับผู้มาใหม่ในวงการ
การบัดกรี (soldering) เป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ในการเชื่อมต่อลายทองแดงของแผ่นวงจรพิมพ์ซึ่งทำหน้าที่เสมือนสายไฟเข้ากับขาของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงเชื่อมต่อสายไฟหรือสายสัญญาณต่างๆ เข้ากับปลั๊ก คอนเน็กเตอร์ หรือจุดต่อต่างๆ โดยมีหัวแร้งทำหน้าที่หลอมตะกั่วเพื่อเชื่อมลายทองแดงและขาของอุปกรณ์ให้แน่น
ดังนั้นการบัดกรีก็คือการหลอมโลหะเพื่อเชื่อมต่อโลหะ 2 จุดหรือมากกว่าเข้าด้วยกัน ในที่นี้คือ ลายทองแดงหรือสายไฟกับขาของอุปกรณ์ โดยใช้ตะกั่วเป็นตัวประสานจุดต่อ
ส่วนการถอนบัดกรี (desoldering) เป็นกระบวนการที่ตรงข้ามกับการบัดกรี นั่นคือเป็นการปลดการเชื่อมต่อเพื่อถอดอุปกรณ์ออกจากแผ่นวงจรพิมพ์ หรือปลดสายสัญญาณออกจากจุดต่อ โดยมีหัวแร้งทำหน้าที่หลอมตะกั่วที่เชื่อมต่ออยู่เดิม จากนั้นใช้วัสดุหรืออุปกรณ์ทำการนำตะกั่วออกจากจุดเชื่อมต่อนั้นจนหมดหรือมากพอที่จะทำให้การเชื่อมต่อเดิมนั้นหลุดหรือสามารถุอดอุปกรณ์ออกจากแผ่นวงจรพิมพ์ได้
ส่วนการถอนบัดกรี (desoldering) เป็นกระบวนการที่ตรงข้ามกับการบัดกรี นั่นคือเป็นการปลดการเชื่อมต่อเพื่อถอดอุปกรณ์ออกจากแผ่นวงจรพิมพ์ หรือปลดสายสัญญาณออกจากจุดต่อ โดยมีหัวแร้งทำหน้าที่หลอมตะกั่วที่เชื่อมต่ออยู่เดิม จากนั้นใช้วัสดุหรืออุปกรณ์ทำการนำตะกั่วออกจากจุดเชื่อมต่อนั้นจนหมดหรือมากพอที่จะทำให้การเชื่อมต่อเดิมนั้นหลุดหรือสามารถุอดอุปกรณ์ออกจากแผ่นวงจรพิมพ์ได้
รู้จักกับอุปกรณ์ในงานบัดกรี
หัวแร้ง (Soldering iron)
มีให้เลือกใช้งานหลายแบบดังนี้
1. หัวแร้งปืน (รูปที่ 1) มีรูปร่างลักษณะคล้ายปืน จะเกิดความร้อนขึ้นที่ปลายเมื่อกดสวิตช์ที่มีรูปร่างเหมือนไกปีนเท่านั้น โดยจะเกิดความร้อนขึ้นเร็วมาก เมื่อความร้อนถึงค่าที่ต้องการจะต้องปล่อยสวิตช์ไกปืน แล้วทำการบัดกรีทันที ทั้งนี้เพื่อป้องกันไม่ให้ลวดนำความร้อนภายในหัวแร้งเกิดขาด แต่ในปัจจุบันไม่ค่อยนิยมใช้แล้ว เนื่องจากขนาดใหญ่และควบคุมความร้อนของปลายหัวแร้งได้ยาก ซึ่งมีผลทำให้แผ่นวงจรพิมพ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้ง่าย
1. หัวแร้งปืน (รูปที่ 1) มีรูปร่างลักษณะคล้ายปืน จะเกิดความร้อนขึ้นที่ปลายเมื่อกดสวิตช์ที่มีรูปร่างเหมือนไกปีนเท่านั้น โดยจะเกิดความร้อนขึ้นเร็วมาก เมื่อความร้อนถึงค่าที่ต้องการจะต้องปล่อยสวิตช์ไกปืน แล้วทำการบัดกรีทันที ทั้งนี้เพื่อป้องกันไม่ให้ลวดนำความร้อนภายในหัวแร้งเกิดขาด แต่ในปัจจุบันไม่ค่อยนิยมใช้แล้ว เนื่องจากขนาดใหญ่และควบคุมความร้อนของปลายหัวแร้งได้ยาก ซึ่งมีผลทำให้แผ่นวงจรพิมพ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้ง่าย
รูปที่ 1 หัวแร้งปืน
2. หัวแร้งแช่ (รูปที่ 2) เป็นหัวแร้งที่มีค่าความร้อนคงที่ตามกำลังไฟฟ้าในหน่วยวัตต์ที่ระบุไว้ กำลังวัตต์ของหัวแร้งที่เหมาะสมสำหรับการบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือ 20 ถึง 60 วัตต์ หัวแร้งแช่เป็นหัวแร้งที่นิยมใช้มากที่สุดและราคาไม่แพง ให้ความร้อนคงที่ การเลือกซื้อมาใช้งานควรเลือกกำลังวัตต์ให้เหมาะสม เช่น ถ้าใช้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ควรเลือกขนาด 20 ถึง 30 วัตต์ แบบที่มีปลายแหลมเล็ก แต่ถ้านำมาใช้ในการบัดกรีสายสัญญาณหรือสายไฟ ควรเลือกแบบที่มีกำลัง 30 วัตต์ขึ้นไป อาจถึง 60 วัตต์หากสายไฟที่ใช้ใหญ่ และควรเลือกแบบที่มีปลายมนหรือปลายตัด
รูปที่ 2 หัวแร้งแช่
3. หัวแร้งแช่แบบปรับกำลังไฟฟ้าได้ (รูปที่ 3) หัวแร้งแบบนี้มีลักษณะเช่นเดียวกับหัวแร้งแช่ปกติ แต่เพิ่มสวิตช์ขึ้นมาอีก 1 ตัว เมื่อกดสวิตช์จะเป็นการปรับกำลังไฟฟ้าของหัวแร้งเพิ่มขึ้น เช่น จากเดิม 20 วัตต์เพิ่มเป็น 120 วัตต์หรืออาจถึง 200 วัตต์ในบางรุ่น ช่วยให้สามารถใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น ทั้งบัดกรีขาอุปกรณ์และบัดกรีสายไฟ โดยไม่ต้องซื้อหัวแร้งหลายตัว การกดสวิตช์เพื่อเพิ่มกำลังวัตต์ไม่ควรกดสวิตช์นานเกิน 30 วินาที เพราะอาจจะทำให้ขดลวดความร้อนภายในหัวแร้งเสียหายได้
รูปที่ 3 หัวแร้งแช่แบบปรับกำลังไฟฟ้าได้
นอกจากนี้ยังมีหัวแร้งแบบที่สามารถปรับหรือเลือกอุณหภูมิที่ต้องการให้คงที่ได้ ปัจจัยอีกประการหนึ่งสำหรับการเลือกซื้อหัวแร้งในปัจจุบันนี้คือ ควรเลือกซื้อหัวแร้งที่มีปลาย (tip) เข้าได้กับข้อกำหนดของ ROHS ซึ่งจะมีการพิมพ์ข้อความไว้ที่กล่องของหัวแร้งว่า Pb-free tip เป็นต้น และควรใช้หัวแร้งแบบนี้กับลวดบัดกรีแบบไม่มีส่วนผสมของตะกั่ว (lead-free solder)
รูปที่ 4 แสดงฉลากที่ใช้แจ้งว่า ปลายหัวแร้งของหัวแร้งตัวนี้ผลิตขึ้นให้เข้ากันได้กับข้อกำหนดของ ROHS แนะนำให้ใช้ กับลวดบัดกรีแบบไม่มีตะกั่ว (lead-free solder)
รู้จักกับลวดบัดกรี หรือตะกั่วบัดกรี
ลวดบัดกรีเป็นคำที่ถูกนำมาใช้ใหม่แทนคำว่าตะกั่วบัดกรี ในอดีตลวดบัดกรีจะประกอบด้วยตะกั่วผสมกับดีบุก จึงเรียกลวดบัดกรีนี้ว่า ตะกั่วบัดกรี (solder lead) แต่ในปัจจุบันมีการรณรงค์และบังคับให้เลิกใช้ตะกั่วเป็นส่วนผสมในการผลิตลวดบัดกรี โดยหันมาใช้ดีบุก, เงิน, บิสมัธ, ทองแดง, อินเดียม และสังกะสีมาผลิตเป็นลวดบัดกรีแทน
รูปที่ 5 ตัวอย่างของลวดบัดกรีแบบไม่มีตะกั่ว
สำหรับลวดบัดกรีที่เหมาะสำหรับการบัดกรีในงานอิเล็กทรอนิกส์คือ ลวดบัดกรีที่มีส่วนผสมของดีบุกและโลหะอื่นในอัตรา 90% : 10% ขึ้นไป ที่นิยมใช้มากที่สุดคือ เงิน โดยมีอัตราส่วนผสมดีบุก 97% และเงิน 3% เพื่อทำให้ได้โลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ และช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ทันก่อนที่จะเสียหายเนื่องจากความร้อนจากการบัดกรี
ข้อเสียของการใช้ลวดบัดกรีที่ไม่มีส่วนผสมของตะกั่วคือ จุดหลอมเหลวจะเพิ่มขึ้นจากเดิม 185 องศาเป็น 220 องศา ดังนั้นหัวแร้งที่ใช้จะต้องมีกำลังวัตต์เพิ่มขึ้น รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแผ่นวงจรพิมพ์จะต้องสามารถทนความร้อนได้มากขึ้นด้วย
นอกจากนั้นภายในตะกั่วบัดกรีมีน้ำยาประสานหรือฟลักซ์ (flux) สอดอยู่ ฟลักซ์จะช่วยให้ตะกั่วสามารถติดยึดกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแผ่นวงจรพิมพ์ได้ง่ายขึ้น
ขนาดของลวดบัดกรีมีการผลิตออกมาหลายขนาด ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 และ 1.2 มิลลิเมตร นอกจากนั้นยังมีลวดบัดกรีที่ผลิตมาในรูปแบบเป็นแท่ง สำหรับใช้อุตสาหกรรมการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากใช้การบัดกรีแบบคลื่น (wave soldering) ซึ่งต้องมีการใช้งานอ่างบัดกรีที่มีลวดบัดกรีหลอมละลายอยู่เป็นจำนวนมาก
ที่วางหัวแร้ง
แสดงในรูปที่ 6 สำหรับเครื่องมือนี้ถ้าหากพอมีงบเหลือควรจัดหามาใช้ สนนราคามีตั้งแต่ไม่กี่สิบบาทจนถึงหลักหลายร้อย แบบดีหน่อยจะมีฟองน้ำสำหรับเช็ดปลายหัวแร้งแถมมาให้ด้วย สามารถหาซื้อได้จากร้านจำหน่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ร้านเดียวกับที่มีขายหัวแร้งนั่นละครับ หรือถ้าอยากประหยัดหน่อย หากมาที่บ้านหม้อได้ ตามร้านขายเครื่องมือข้างทางก็มีที่หัวแร้งจำหน่ายในราคาสุดย่อมเยาว์ให้เลือกอย่างเต็มที่
รูปที่ 6 ตัวอย่างของที่วางหัวแร้ง
ลงมือบัดกรีกันเลย
เริ่มต้นด้วยการเตรียมแผ่นวงจรพิมพ์ที่พร้อมสำหรับการบัดกรีติดตั้งอุปกรณ์ รวมถึงเครื่องมือพื้นฐานและอุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้ในการบัดกรี ขั้นตอนการบัดกรีมีดังนี้
(1) เสียบหัวแร้งขนาด 25 ถึง 30 วัตต์ เข้ากับไฟบ้าน (แต่ถ้าหากใช้กับลวดบัดกรีแบบไม่มีตะกั่วผสม แนะนำให้ใช้ขนาด 40 ถึง 65 วัตต์ หรือใช้แบบที่มีปุ่มปรับกำลังไฟสูง) รอประมาณ 5 นาที เพื่อให้ปลายหัวแร้งมีความร้อนพอเหมาะสำหรับการบัดกรี โดยให้นำหัวแร้งเสียบไว้กับที่วางหัวแร้งเพื่อเตรียมพร้อมรอการใช้งาน
(2) เสียบขาอุปกรณ์เข้ากับแผ่นวงจรพิมพ์ โดยถ้า เป็นตัวต้านทานต้องทำการดัดขาให้พอดีกับจุดบัดกรี และงอขากลับเล็กน้อย เพื่อป้องกันมิให้ตัวต้านทานหลุดออกจากแผ่นวงจรพิมพ์
รูปที่ 7A (เสียบอุปกรณ์)
รูปที่ 7B (ถ่างขาอุปกรณ์ออกเล็กน้อย)
(3) นำหัวแร้งแตะไว้ที่ขาของอุปกรณ์ประมาณ 2 – 3 วินาที
รูปที่ 7C (ให้ความร้อน)
(4) นำลวดบัดกรีมาจี้ที่ขาของตัวต้านทานจะเห็นลวดบัดกรีเริ่มหลอมละลายเพื่อเชื่อมขาอุปกรณ์และจุดบัดกรีเข้าด้วยกัน สังเกตจุดบัดกรีจะเกิดความเงางาม มีลักษณะคล้ายรูปทรงกรวย
เทคนิคการบัดกรี
(1) การใช้ลวดบัดกรีที่มากเกินไป ทำให้จุดบัดกรีเป็นตุ้มกลมเป็นผลทำให้โลหะบัดกรีลัดวงจรกับจุดบัดกรีตำแหน่งอื่นๆ
(2) การใช้ลวดบัดกรีน้อยเกินไป หรือการให้ความร้อนจากหัวแร้งน้อยเกินไป จะทำให้ตะกั่วไม่ติดกับขาอุปกรณ์หรือจุดบัดกรี ทำให้การนำไฟฟ้าทำได้ไม่ดีหรือไม่นำไฟฟ้า
ที่มา:https://makers.in.th/
แล้วนำ Test Leads ไปวัดตรงจุดที่ต้องการ โดยสิ่งที่ควรคำนึงคือการนำ Test Leads เสียบให้ถูกต้องแล้ววัดให้ถูกขั้ว สีแดงจะอยู่ทาง
แล้วทำการวัดค่า