◎솔더링(납땜) 방법 : 스루 홀 솔더링(납땜 기초)

• ◎솔더링(납땜) 방법 : 스루 홀 솔더링(납땜 기초)

Posted by make_funny◕‿◕

  

솔더링은 전자 산업의 세계에서 필요한 가장 기본적인 기술 중 하나입니다. 

 납땜 인두기를 들지 않고도 전자 제품을 배우고 제작할 수는 있지만, 

이 간단한 기술로 완전히 새로운 세상을 열게 될 것입니다.  

기술적 환경이 점차 커지고 있는 이 세계에서 우리는 사람들이 일상적으로 사용하는

 기술을  이해할 수 있을 뿐 아니라 그 기술을 구축, 변경 및 수정할 수 있다는 것이 

중요하다고 생각합니다. 

아직 기술이 발달하였다고는 하지만, 아직까지 전자부품을 수리, 개발 할때에

아직까지는 필요한 작업입니다. 

오늘은  PTH (through-hole soldering)라고도 알려진 스루 홀 솔더링 의 기본 사항에 대해

 알아보고, 어떠한 도구가 필요한지 알아볼 예정입니다.

또한,  스루 홀 솔더링과 관련된 재 작업에 대해 설명하고,

 전자 부품을 쉽게 고정시킬 수있는 몇 가지 팁에 대해 알려드리도록 하겠습니다.

"Soldering_솔더(납땜)란 무엇일까요?"

PCB(인쇄회로기판)에 부품을 실장한 후 회로를 구성하기 위해 납땜을 

이용하요 용접하는 과정입니다. 

접합하고자 하는 금속보다 녹는점이 낮은 별도의 금속 또는 합금을 녹인 상태에서

모재의 금속과 알맞게 접합하는 것으로, 납을 용접해서 접합한다

인두를 이용해서 하나씩 납땜하는 경우도 있고,

장비를 통해 납땜하기도 합니다.

대표적인 연납은 납과 주석의 합금인 납땜인데, 튼튼하고 완전한 납땜을 하기 위해서 는 접합하려는 모재를 깨끗이 하고, 적당한 열을 가하여 냉납이나 과열 납땜이 되지  않도록 해야 합니다 납땜은 전자 부품을 기판에 고정시키고 회로도 에 맞게 연결하기 위한 중요한 작업이 다. 실제로 납땜이 제대로 되지 않으면 회로를 정상적으로 작동시킬 수 없습니다. 따라서,  납땜이 완전한 결합 상태를 유지하기 위해서는 감각적으로 납땜 상태를 판단할 수 있 는 능력과 바른 납땜 기구의 사용이 선행되어야 한다. 납땜 작업이 미숙하면 회로 접속이 불량해져 동작이 불안정하거나 안 될 수 있습니 다. 한 곳을 납땜하는 데 수초이상 걸리면 기판에 붙어있는 부품에 손상을 주기도 합 니다.   납땜을 할 때 주의 사항을 살펴보면 다음과 같습니다. - 인두의 온도가 너무 올라가지 않도록 장시간 동안 가열하여 방치하지 않는다. - 납은 인두 끝에 적절한 양만을 묻혀서 납땜할 면에 뭉치지 않게 고루 퍼지게         접착한다 - 전자 부품들은 대부분 열에 민감하므로 납땜시 신속히 처리하고 오랫동안   가열하지 않는다. - 인두 끝이 무디어졌을 때에는 새로운 것으로 교체한다. - 사용 중에는 반드시 인두 받침대에 인두를 두어 화재나 화상을 입지 않도록    주의 한다. - 작업이 끝나면 인두의 전원을 끄고 열이 충분히 식은 다음 보관하여 화재의   위험성을 방지한다.

무연 솔더 

납땜에 관해서 알고 있어야 할 가장 중요한 사항 중 하나는 전통적으로 땜납이 대부분 납

(Pb), 주석 (Sn) 및 기타 몇 가지 미량 금속으로 구성되어 있다는 것입니다. 

이 납땜은 납 납땜으로 알려져 있습니다 . 

납은 인체에 해롭고 다량에 노출되면 납 중독을 일으킬 수 있습니다. 

그러나, 납은 매우 유용한 금속이기도 하며 낮은 용융점과 우수한 솔더 조인트를

만들 수 있는 능력 때문에 납땜 용 가금류 금속으로 선택되었습니다. 

납으로 된 땜의 부작용이 알려진 몇몇 주요 개인과 국가에서는 납땜을 더 이상 사용하지 않는

것이 최선이라고 결론을 내렸습니다. 

2006 년 유럽 연합 은 유해 물질 사용 제한 지 ( RoHS )을 채택했습니다 . 

이를 통해 무연 솔더(lead-free solder) 의 사용이 전자 제품 제조의 표준이 되었습니다.

무연 솔더(lead-free solder)는 납이 함유 된 솔더와 매우 유사합니다.

단, 이름에서 알 수 있듯이 납이 포함되어 있지 않습니다. 대신 그것은 주로 은과 구리와 같은 

다른 미량 금속으로 구성됩니다. 이 땜납에는 일반적으로 RoHS 기호가 표시되어 있습니다.

납땜에 필요한 도구들

　

1)  인두기

1. 소비전력 (Wattage)

인두기를 보면 W(와트)라는 용어를 많이 사용하는데, 이는 소비전력을 뜻합니다. 소비전력이 높을수록 최대 온도가 더 높거나 열을 빨리 내는 장점이 있죠. 하지만 전기요금이 많이 나간다는 사실, 알고 계시죠? 일반적인 스틱 인두기의 경우 소비전력이 15W~40W 정도이며, 500W급 제품도 있습니다.

2. 온도 컨트롤 (temperature control)

인두기의 온도 컨트롤은 크게 세 가지로 나뉩니다. 3번으로 갈수록 가격이 더 비싸지죠.

• [종류1] 코드를 꽂으면 정해진 온도까지 올라감
• [종류2] 푸시버튼이나 n단 스위치를 통해 단계별 온도 조절 가능
• [종류3] 사용자가 원하는 온도 설정 가능

3. 팁 (tips)

인두기에서 납이 닿는 끝부분을 팁이라고 합니다. 납땜을 하면 팁이 산화되므로 주기적으로 교체해줘야 합니다. 팁을 교체하기 위해서는 인두기가 팁을 교체할 수 있는 형태여야 하며, 해당 인두기와 호환되는 팁이 있어야 합니다. 3~5천원 짜리 보급형 인두기는 팁을 교체할 수 없는 경우도 있습니다.

4. 유선 / 무선 (cord / cordless)

인두기는 무선으로 사용할 수 있는 충전식 인두기와 유선 인두기로 나뉩니다. 무선 방식은 이동성이 좋고 편리하다는 장점이 있지만 사용시간에 제한이 있다는 단점이 있습니다.

5. 절연 저항 (insulation resistance)

전선 피복처럼 전기가 통하지 않도록 하기 위해 사용된 물질의 저항을 말합니다. 저항값이 높을수록 좋으며, 50M옴 이하의 경우 민감한 장치의 납땜에 부적합합니다. 가격대가 높은 제품들은 절연 저항이 기본적으로 좋기 때문에 따로 신경 쓰지 않아도 좋습니다.

6. 가격

모든 제품이 그렇듯 인두기도 비쌀수록 좋습니다. 단, 가격이 같아도 특화된 부분이 다를 수는 있습니다. 손잡이 부분이 최적화됐다거나, 열을 올리는 속도가 빠르다거나, 온도 변환 기능이 있는 식입니다.

 

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2)  인두팁

인두가 아무리 좋아도, 팁이 없으면 완성되지 않죠~ 인두팁은 가열되는 철의 끝부분이며

땜납이 접합되는 두 구성 주위를 녹아 흐르게 합니다. 팁은 열을 전달하여 금속 성분의

온도를 용해점까지 상승시켜 땜납을 녹게 합니다. 대부분 팁들은 사용기간이 있으며,

사용하는 곳의 용도에 따라 팀 형태를 변경할 수 있는 팁들이 있습니다.

몇 가지 유형의 팁. 왼쪽에서 오른쪽, 경사 팁 (일명 발굽 팁), 폭이 다른 두 개의 원뿔 팁 및 끌 팁.

3)  실납

유연납 vs 무연납

구분	유연납	무연납
성분	평균 납 40% 주석 60%	주석 95% 이상
가격	저가	고가
인체 영향	납 중독증 발생 우려	무해
녹는점	183℃	217℃
납땜 온도	380℃	420℃
작업 용이도	잘 녹고 잘 퍼져 작업 용이	고온이 필요하며 비교적 잘 안 퍼짐

납은 유연납과 무연납으로 나뉩니다. 가장 일반적인 유연납은 납이 40% 가량 함유돼 있는 반면, 무연납은 주석이 95% 이상이라 납 중독으로부터 안전한 제품입니다. 

작업하는 데는 0.8mm~1mm 제품이 가장 무난합니다.

4)  솔더링 페이스트

솔더링 페이스는 말 그대로 납이 잘 붙도록 접착제 역할을 하는 것입니다. 

인두는 고온이므로, 인두팁은 사용하는 도중에 조금씩 산화가 됩니다. 

산화가 되면, 인두팁의 제 성질을 잃고 납땜이 잘 되지 않기에 이를 방지하기 위한 것이

솔더링 페이스트입니다. 보통은 실납에도 포함되어 있습니다만, 납땜을 하다보면

인두팁에 납이 잘 녹지 않을 때 한번씩 찍어주면 납땜이 잘 됩니다.

화학적 특성 때문에, 너무 자주 사용하면 인두팁을 손상시킵니다만, 한땀하고 찍는게 아니라면

큰 무리는 없습니다. 납땜을 다하고 인두팁 세척시에도 사용한 후 세척하면 인두팁을 깨끗하게 

할 수 있습니다. 그 밖에 PCB가 아니라 선끼리 납땜할 때 잘 붙지 않는 경우, 솔더링 페이스트를

사용하면 납땜이 잘 붙습니다. 납땜 시 필수 도구입니다.

보통 송진으로 제조를 하며, 국내에서는 저렴한 제품으로 Burnley사 제품이 널리 사용됩니다. 

인두기 제조회사에서도 보통 제조를 하며, 각 회사별로 가격이 다릅니다.

 HAKKO나 GOOT사 등에서도 판매를 하는데 가격이 조금 비싼 편입니다.

  
  
출처: https://zecca.tistory.com/167 [zecca의 ante-workspace]

5)  인두기 스탠드

스탠드는 사소한 것처럼 보일 수 있지만 온도가 높은 인두를 책상이나 작업대에 두면, 화상이나 화재의 위험이 있습니다.  좋은 스탠드의 경우 납을 거치하거나 돋보기 또는 스펀지 등 부가 기능이 있는 제품도 있습니다. 스펀치는 인두팁의 온도를 급혁히 낮추기 때문에 인두팁이 산화가 되기 쉽기 때문에 추천드리지 않습니다. 

인두기 스탠드 보러가기~!

6)  인두기팁 클리너 

솔더링 할 때 팁이 산화 되는 경향이 있습니다.이는 검은 색으로 변하고 땜납이 잘 되지 않습

니다. 특히 무연 솔더의 경우, 땜납에 불순물이 들어있어 철분의 팁에 쌓여 이산화를 일으키

는 경향이 있습니다. 자주 이 빌드 업을 닦아서 팁을 잘 정리해야합니다. 

전통적으로, 이것을 달성하기 위해 실제 젖은 스폰지가 사용되었습니다. 

그러나 젖은 스폰지를 사용하면 팁의 수명이 크게 단축 될 수 있습니다. 

젖은 스펀지에 팁을 닦아 냄으로써 온도 변화에 따라 팁이 팽창 및 수축되는 경향이 있습니

다. 이 팽창과 수축은 당신의 팁을 마모시키며 때로는 팁의 측면에 구멍이 생길 수 있습니다. 

황동 스폰지는 팁이 현재 열 수준을 유지하면서 팁에서 초과 된 솔더를 잡아 당깁니다.

인두기 팁 크리너 보러가기~~!

7)  납 흡입기

부품을 제거하기 위해서 주로 사용되는 도구로, 인두로 납을 녹인 상태에서, 흡입기를 대고 버튼을

 누르면, 내부에서 공기를 빨아들이는 힘으로 납을 실린더로 제거해줍니다.

가격이 굉장히 다양하지만, 일반적인 제품으로 구입하면 별 무리없이 잘 됩니다. 

납 흡입기의 핵심은 끝부분의 하얀 플라스틱 팁으로 저가 제품은 팁이 금방 녹아서 제 기능을 못

할 수도 있으니, 구매는 역시 신중하게 해야 하겠죠~?

8)  솔더윅_솔더위크(Solder Wick)

납땜을 위한 심지(Wick)입니다. 납땜용이 아니라, 납을 제거하기 위한 도구로 납흡입기보다 더 

편리합니다. 납을 제거하기 위한 곳에 갖다대고 인두를 대면, 납이 솔더윅에 빨려가서 깨끗하게

제거가 됩니다. 제품별로 폭이 다양하지만 5mm 정도의 제품이 가장 무난합니다. 

익숙해지면, 납흡입기 없이 이 제품만으로도 매우 깨끗하게 납을 제거할 수 있습니다.

9)  핀셋

납땜을 할 때 은근히, 많이 필요한 제품이 바로 핀셋입니다. 

작은 사이즈의 부품이나 SMD 형태의 부품들은 손으로 잡기 곤란할 때가 많은데, 

이 때 핀셋으로 잡아서 고정하는 용도로 주로 사용합니다. 

전자회로쪽에서는 주로 끝이 뾰족한 제품을 사용하는데, 직선형 제품과 꺾인 제품이 하나씩 

있으면 유용합니다. 

SMD 부품을 다루기 위해서는 끝이 편평한 제품도 하나 있으면 유용합니다.

10)  인두 거치대

• 보드를 집게에 걸고 돋보기로 확대하여 작업이 용이합니다.

인두 거치대 보러가기~