납땜이란? 납땜 유형 및 방법

회로 기판이 포함된 전자 장치를 분해하면 부품이 납땜 기술을 사용하여 부착된 것을 볼 수 있습니다. 납땜은 연결 주변의 땜납을 녹여서 두 개 이상의 전자 부품을 함께 결합하는 과정입니다. 납땜으로 영구적인 연결을 만들 수 있지만 납땜 제거 도구를 사용하여 연결을 되돌릴 수도 있습니다.

 

반응형

 

납땜이란?

납땜은 땜납을 녹여서 서로 다른 유형의 금속을 결합하는 접합 프로세스입니다. 땜납은 일반적으로 주석과 납으로 만들어진 금속 합금으로 뜨거운 철로 녹입니다. 철은 화씨 600도 이상의 온도로 가열된 다음 냉각되어 강력한 전기 결합을 생성합니다.
용접과 달리 납땜할 때 공작물이 녹지 않습니다. 브레이징은 또한 공작물의 금속을 녹이지 않지만 용가재는 납땜보다 높은 온도에서 녹습니다. 역사적으로 거의 모든 솔더에는 납이 포함되어 있었지만 환경 및 건강 문제로 인해 전자 제품 및 배관용으로 무연 합금을 사용하는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다.

 

땜납이란?

땜납은 금속 공작물 사이에 영구적인 결합을 생성하는 데 사용되는 가용성 금속 합금입니다. 땜납은 냉각 후 피스를 접착 및 연결하기 위해 용융되는데, 땜납은 접합되는 피스보다 융점이 낮아 사용에 적합한 합금이 필요합니다.

땜납은 또한 시간이 지남에 따라 접합을 저하시키는 산화 및 부식 효과에 내성이 있어야 합니다. 전기 연결에 사용되는 땜납은 또한 양호한 전기적 특성을 가져야 합니다.

연납은 일반적으로 90 ~ 450°C(190 ~ 840°F, 360 ~ 720K) 범위의 융점을 가지며 전자 제품, 배관 및 판금 작업에 일반적으로 사용됩니다. 180~190°C(360~370°F, 450~460K)에서 녹는 합금이 가장 일반적으로 사용됩니다. 융점이 450°C(840°F, 720K) 이상인 합금을 사용하여 수행되는 납땜을 "경납땜", "은 납땜" 또는 납땜이라고 합니다.

특정 비율에서 일부 합금은 공융입니다. 즉, 합금의 녹는점이 이러한 구성 요소의 혼합물에 대해 가능한 가장 낮고 어는점과 일치합니다. 비공정 합금은 액체 및 고체 전이가 뚜렷하기 때문에 고상선 및 액상선 온도가 현저히 다를 수 있습니다.

비공정 혼합물은 충분히 높은 온도에 접근할 때 저융점 상의 용융 매트릭스에 고체 입자의 페이스트로 종종 존재합니다. 전기 작업에서 조인트가 완전히 굳기 전에 이 "반죽" 상태에서 방해를 받으면 전기 연결이 불량해질 수 있습니다. 공융 땜납을 사용하면 이 문제가 줄어듭니다.

비공정 땜납의 페이스트 상태는 배관에서 악용될 수 있습니다. 예를 들어 파이프의 수밀 연결을 보장하기 위해 냉각 중에 땜납을 성형하여 소위 "와이핑된 연결"을 생성할 수 있기 때문입니다.

전기 및 전자 작업의 경우 땜납 와이어는 수동 납땜(납땜 인두 또는 납땜 건을 사용하여 수동 납땜 수행) 및 플럭스가 포함된 코어를 위한 다양한 두께로 제공됩니다.

그것은 또한 실온 페이스트, 기계화된 대량 생산에 더 적합할 수 있는 공작물과 일치하도록 성형된 미리 형성된 호일, 또는 조인트 주위를 감싸고 철이 있는 화염으로 녹일 수 있는 작은 "탭"으로 제공됩니다. 예를 들어 현장 수리와 같이 사용할 수 없거나 사용할 수 없습니다.

 

납땜은 어떻게 작동할까?

온도 조절기에 연결된 인두의 열을 이용하여 땜납을 녹입니다. 화씨 약 600도에서 녹는점 이상의 온도로 가열되어 녹은 다음 냉각되어 솔더 조인트가 생성됩니다.

강력한 전기 연결을 만드는 것 외에도 땜납 제거 도구를 사용하여 땜납을 제거할 수도 있습니다.

땜납은 강력한 영구 연결을 만드는 데 사용되는 금속 합금입니다. 인쇄 회로 기판의 구리 조인트 및 구리 튜브 조인트와 같은. 또한 납 및 무연의 두 가지 유형과 직경으로 제공될 수 있으며 범위는 0.032인치에서 0.062인치까지 가능합니다. 솔더 내부의 코어는 기계적 특성을 강화하고 개선하는 데 사용되는 재료인 플럭스입니다.

 

 

 

어떤 금속이 사용됩니까?

솔더링에 사용되는 필러 금속은 납 기반(납 땜납)으로 사용되었습니다. 규정으로 인해 납 함유 땜납은 안티몬, 비스무트, 황동, 구리, 인듐, 주석 또는 은으로 구성될 수 있는 무연 땜납으로 점점 대체되고 있습니다.

 

납땜에 사용할 수 있는 플럭스는 무엇입니까?

때때로 연결 지점에 기름, 먼지 또는 산화와 같은 불순물이 있을 것입니다. 플럭스는 산화를 방지하고 때때로 금속을 드라이클리닝할 수 있습니다. 사용된 플럭스는 기계적 강도와 전기적 연결의 전기적 접촉을 돕는 로진 플럭스입니다. 때로는 표면 장력을 줄이기 위해 습윤제를 적용하는 것도 가능합니다.

 

다른 유형의 땜납

간단히 말해서, 무연 또는 무연, 납 기반 및 플럭스의 3가지 유형의 땜납이 있습니다. 납 기반 솔더는 의료 전자 또는 항공 우주와 같은 중요한 응용 분야에서 가장 안정적이며 선호됩니다.

오늘날 시장에는 다양한 유형의 땜납이 있으므로 프로젝트에 적합한 땜납을 선택하는 것이 어려울 수 있습니다. 운 좋게도 검색 범위를 좁히는 데 사용할 수 있는 땜납의 세 가지 주요 범주만 있습니다.

납 기반 솔더는 전자 제품 혁명을 시작했습니다. 

가장 일반적인 혼합물은 60/40(주석/납) 혼합물이며 융점은 약 180-190°C입니다. 구어체로 연납으로 알려진 주석은 용융점이 더 낮기 때문에 선택되고 납은 주석 위스커의 성장을 억제하는 데 사용됩니다. 주석 농도가 높을수록 인장 및 전단 강도가 더 좋습니다.

무연 솔더는 EU가 소비자 전자 제품에서 납 사용을 제한하기 시작하면서 개발되기 시작했습니다. 

미국에서는 제조업체가 무연 솔더를 사용하여 세금 혜택을 받을 수 있습니다. 주석 위스커는 새로운 어닐링 기술의 사용, 니켈과 같은 첨가제의 통합, 컨포멀 코팅의 사용을 통해 완화될 수 있습니다. 무연 솔더는 일반적으로 기존 솔더보다 융점이 높습니다.

플럭스 코어 솔더는 코어에 환원제가 있는 "와이어 스풀"로 판매됩니다. 

플럭스는 납땜 중에 방출되어 접점에서 금속을 감소(산화를 역전시킴)하여 보다 깨끗한 전기 연결을 제공합니다. 또한 솔더의 젖음성을 향상시킵니다. 전자 제품에서 플럭스는 일반적으로 로진입니다. 산성 코어는 금속 수리 및 배관용이며 전자 제품에 사용해서는 안 됩니다.

 

납땜하는 방법

납땜은 연결 주위에 땜납을 녹여서 두 개 이상의 전자 부품을 함께 결합하는 과정입니다. 땜납은 금속 합금이며 냉각되면 부품 사이에 강한 전기 결합이 생성됩니다. 납땜으로 영구적인 연결을 만들 수 있지만 아래에 설명된 대로 납땜 제거 도구를 사용하여 연결을 되돌릴 수도 있습니다.
납땜 방법을 더 잘 설명하기 위해 실제 응용 프로그램으로 시연하겠습니다. 이 예에서는 LED를 회로 기판에 납땜할 것입니다.

1 단계
부품 장착: 먼저 LED의 케이블을 회로 기판의 구멍에 삽입합니다. 보드를 뒤집고 케이블을 바깥쪽으로 45' 각도로 구부립니다. 이렇게 하면 구성 요소가 구리 패드와 더 잘 연결되고 납땜 중에 떨어지는 것을 방지할 수 있습니다.

2 단계
조인트 가열: 납땜 인두를 켜고 조절 가능한 열 조절 장치가 있는 경우 400'C로 설정하십시오. 이 때 인두의 끝부분을 구리패드와 저항선에 동시에 터치한다. 패드와 리드를 가열하려면 납땜 인두를 3-4초 동안 제자리에 고정해야 합니다.

3단계
접합부에 땜납 적용: 납땜 인두를 구리 패드와 납 위에 유지하고 땜납으로 연결부를 만지십시오. 중요 인두 끝으로 땜납을 직접 만지지 마십시오. 만졌을 때 땜납이 녹을 만큼 조인트가 뜨겁기를 원합니다. 조인트가 너무 차가우면 잘못된 연결이 형성됩니다.

4단계
납 자르기 납땜 인두를 제거하고 땜납을 자연적으로 식히십시오. 솔더에 바람을 불어넣지 마십시오. 접합이 불량해질 수 있습니다. 냉각 후 케이블에서 여분의 와이어를자를 수 있습니다.

적절한 솔더 조인트는 매끄럽고 반짝이며 화산이나 원뿔 모양처럼 보입니다. 전체 조인트를 덮기에 충분한 땜납이 필요하지만 너무 많지 않아 공이 되거나 근처의 납 또는 조인트로 유출됩니다.

 

와이어 납땜 방법

이제 와이어를 함께 납땜하는 방법을 보여줄 차례입니다. 이 프로세스에 도움의 손길이나 다른 유형의 클램핑 장치를 사용하는 것이 좋습니다.

먼저 함께 납땜할 두 전선의 끝에서 절연체를 벗겨냅니다. 전선이 꼬이면 손가락으로 꼬아 꼬아 주십시오. 납땜 인두가 완전히 가열되었는지 확인하고 팁이 와이어 중 하나의 끝에 닿도록 하십시오. 3-4초 동안 와이어를 잡으십시오.

인두를 제자리에 잡고 완전히 코팅될 때까지 땜납으로 와이어를 만지십시오. 다른 와이어에서 이 과정을 반복합니다. 두 개의 주석 도금된 와이어를 서로 위에 놓고 납땜 인두로 두 와이어를 만지십시오. 이 프로세스는 땜납을 녹이고 두 와이어를 균일하게 코팅해야 합니다.

납땜 인두를 제거하고 납땜 조인트가 식고 굳을 때까지 몇 초간 기다리십시오. 열수축 튜브를 사용하여 연결부를 덮으십시오.

 

디솔더링이란?

전자 제품에서 납땜 제거는 문제 해결, 수리, 교체 및 회수를 위해 회로 기판에서 땜납 및 구성 요소를 제거하는 것입니다.

디솔더링은 솔더를 녹이고 두 재료 사이에 형성된 접합부를 제거하는 과정입니다. 전자 제품에서 문제 해결, 수리, 교체 및 회수를 위해 PCB에서 전기 부품을 제거하는 것을 말합니다. 디솔더링은 이 목적으로 가장 일반적으로 사용됩니다.

간단히 말해서 디솔더링은 솔더링과 정반대입니다. 납땜 과정에서 수행한 모든 작업을 취소합니다. 납땜과 마찬가지로 납땜 제거도 복잡한 프로세스이며 어느 정도의 숙련도가 필요합니다. 납땜의 경우와 유사한 단계를 수행하고 엄격한 안전 조치를 준수해야 합니다.

 

 

납땜 제거 방법

디솔더링 방법은 여러 가지가 있습니다. 각각은 다른 도구와 납땜에 대한 다른 수준의 숙련도가 필요합니다. 다음은 구성 요소를 디솔더링하는 데 사용할 수 있는 다양한 방법의 전체 목록입니다.

1. 납땜 인두 사용
납땜 인두는 구성 요소를 디솔더링하는 가장 간단하고 쉬운 방법입니다. 납땜 인두와 전단지 한 쌍 외에 다른 도구는 필요하지 않습니다.

녹기 시작할 때까지 납땜 인두를 사용하여 땜납을 가열하십시오.
인두를 사용하여 핀을 살짝 밀고 땜납을 접합부에서 멀리 옮깁니다.
플라이어를 사용하여 부품을 당겨서 핀홀에서 제거합니다.
부품을 당기는 동안 본체 대신 팁에 압력을 가하십시오. 그렇지 않으면 구성 요소가 손상될 수 있습니다.

구멍에서 땜납을 제거하려면 구멍 안에 안전핀을 꽂으십시오. 이렇게 하면 땜납을 빨아들여 쉽게 제거할 수 있습니다.

장점
납땜 제거를 수행하려면 납땜 인두 만 있으면됩니다.
제거한 부품을 재사용할 수 있습니다.

단점
납땜 인두를 너무 오래 사용하면 기판이 손상될 수 있습니다.

2. 납땜 심지 사용
솔더링 심지 방식은 솔더링 과정 후 불필요한 솔더를 제거하는 데 사용됩니다. 납땜 심지는 구리 코일을 함께 땋고 엮어서 만듭니다. 따라서 디솔더링 브레이드라고도 합니다.

구리선은 열전도율이 좋기 때문에 납땜 심지를 만드는 데 사용됩니다. 땜납이 열에 끌리면 구리 코일이 금속 표면에서 땜납을 빨아들입니다.

일부 납땜 심지는 표면에서 땜납을 쉽게 제거할 수 있도록 플럭스가 함께 제공됩니다. 솔더 심지에 플럭스가 없으면 심지 끝을 약간의 플럭스에 담그면 솔더 제거 속도를 높일 수 있습니다.

땜납을 제거하기 위해해야 ​​할 일은 다음과 같습니다.

몇 인치의 구리선을 엮어 땋아줍니다.
끝을 플럭스에 담가 구리 브레이드에 약간의 플럭스를 바르십시오.
땜납을 제거하려는 조인트에 땜납 심지의 일부를 놓습니다.
납땜 심지와 원하는 핀의 끝 부분에 뜨거운 납땜 인두를 유지하십시오.
땜납이 녹고 땜납 심지가 녹은 땜납을 빨아들일 때까지 몇 초 동안 기다리십시오.
솔더 심지를 가지고 솔더로 덮인 심지를 제거합니다.
이제 불필요한 솔더를 모두 제거할 때까지 동일한 과정을 반복합니다.
솔더 심지를 다룰 때는 매우 뜨거우므로 손으로 만지지 마십시오. 펜치를 사용하여 잡고 위치를 잡습니다.

장점
이 방법은 저렴하고 간단하며 사용하기 쉽습니다.
이 방법은 평평한 표면에서 땜납을 제거하는 데 적합합니다.
제거하려는 솔더의 양에 따라 솔더링 심지의 크기를 수정할 수 있습니다.
제거한 부품을 재사용할 수 있습니다.

단점
납땜 심지는 재사용할 수 없습니다. 땜납으로 덮인 부분을 잘라내야 합니다.
납땜 심지가 매우 뜨거워지면 접합부에 위치시키기가 어려울 수 있습니다.
이 방법을 사용하여 핀홀에서 땜납을 제거하는 것은 어렵습니다.

3. 디솔더링 펌프 사용
이 방법에서는 땜납 제거 펌프를 사용하여 땜납을 빨아들입니다. 디솔더링 펌프는 기본적으로 작은 고압 진공 펌프입니다. 펌프를 사용하여 땜납을 흡입하기 전에 땜납을 가열하고 녹여야 합니다.

땜납 제거 펌프를 사용하여 땜납을 제거하는 단계는 다음과 같습니다.

납땜 인두를 사용하여 납땜이 녹을 때까지 가열하십시오.
전구를 짜거나 디솔더링 펌프의 플런저를 눌러 용융 땜납 위에 놓습니다.
전구를 놓아 땜납을 빨아들입니다.
일부 디솔더링 펌프에는 해제 버튼이 있어 전구를 계속 쥐어 짜지 않아도 됩니다.
제거된 구성 요소를 제거합니다.
과도한 땜납을 제거할 때까지 동일한 단계를 반복합니다.
일부 디솔더링 펌프에는 솔더링 인두가 함께 제공되므로 별도로 구매할 필요가 없습니다. 전구를 반복적으로 쥐었다 떼면 땜납 제거 펌프의 땜납을 처분할 수 있습니다.

장점
납땜 제거 펌프는 사용 편의성을 위해 다양한 스타일과 작동 메커니즘으로 제공됩니다.
이 방법은 핀홀에서 땜납을 제거하고 작은 부품을 땜납 제거하는 데 적합합니다.
제거한 부품을 재사용할 수 있습니다.

단점
대부분의 디솔더링 펌프는 큽니다. 따라서 좁은 공간에 넣기가 어렵습니다.

 

4. 히트건 사용하기
히트 건은 납땜 인두와 같은 방식으로 작동합니다. 부품을 제거할 수 있도록 땜납을 가열합니다. 열풍기 대신 열풍 스테이션을 사용할 수도 있습니다. 매우 효과적이지만 동시에 비용도 많이 듭니다.

히트 건을 사용하여 부품을 디솔더링하는 방법은 다음과 같습니다.

히트 건을 켭니다.
스탠드나 펜치를 사용하여 PCB를 단단히 잡습니다.
솔더가 녹을 때까지 히트 건의 끝을 땜납에 대고 잡으십시오.
한 쌍의 플라이어를 사용하여 구성 요소를 제거합니다.
히팅건을 사용할 때는 너무 오랫동안 보드에 대고 있지 않도록 하세요. 그렇지 않으면 보드가 녹거나 손상될 수 있습니다.

장점
몇 초 안에 부품의 납땜을 제거하고 제거할 수 있습니다.
제거한 부품을 재사용할 수 있습니다.

단점
구성 요소를 매우 빠르게 가열하기 때문에 대부분의 경우 구성 요소가 손상되어 사용할 수 없게 됩니다. 어떤 경우에는 보드도 손상됩니다. 조심하지 않으면 그 과정에서 부상을 입을 수도 있습니다.