Cara cara manual soldering

2.3.          Dasar dasar menyolder

2.3.1.      Cara pemanasan

Sebelum dilakukan penambahan solder wire, titik sambungan harus dipanasi terlebih dahulu. Cara pemanasan ini adalah sebagai berikut :

-          Untuk terminal

Sisi mata solder  dilekatkan ke bagian yang mau di solder dan harus jauh dari  pembungkus kabel yang akan disambungkan/ disolder. Hal ini menyebabkan panas yang merata pada titik sambungan

 Dua buah logam akan dipanasi secara bersamaan

                       

-          Untuk Pemanasan pada PCB

Pada PCB, Mata solder di lekatkan ke tembaga PCB, sehingga kaki komponen dan tembaga PCB mendapat pemanasan yang bersamaan

Land copper

Kaki componen

Mata solder menyentuh kaki komponent dan tembaga PCB

                              Mata solder melekat pada PCB

2.3.2.      Penambahan solder

Setelah pemanasan dilakukan, dan temperature kira-kira sudah mencapai titik lebur solder, maka ditambahkan solder pada titik sambungan dengan cara sbb :

-          Untuk Land ( pattern yang lebih luas )

Panasi land dan kaki komponen secara bersamaan, tambahkan sedikit solder pada point x dan gerakkan memutar  ke point y. Kemudian putar lagi sampai kebawah pattern dan mengelilinginya. Perhatikan gerakan mata solder dan cairan solder dengan menggerakkan memutar spt. Gb. 14 ( 2,3,4 )

                                          Gb.14

                                          Land

Jika dirasa jumlah solder sudah cukup, segera tarik solder wire. Berhati-hatilah, jika pemberian panas yang berlebihan , akan menyebabkan kerusakan solder ( gummy solder )

-          Untuk Chip part

Step1 :  diberikan solder untuk persiapan pemasangan pada satu sisi tembaga pada PCB. Pastikan jumlahnya cukup tipis dan tidak terlalu tebal untuk mencegah komponen lifting ( terangkat ) dari PCB.

Step2 : fix kan salah satu terminal chip dengan pattern yang sudah dilapisi awal dengan solder

Step3 : Solder salah satu sisi yang lain secara penuh, untuk kemudian sisi yang lain dengan cara yang sama.

                                                Gb.15

                                    Cara penyolderan  untuk chip

2.3.3.      Bentuk solder

Jumlah  solder harus seimbang antara sisi kiri dan kanan, sedemikian sehingga membentuk kurva yang landai dengan jumlah yang cukup ( bentuk semi arc ). Juga  tidak ada pin hole atau solder crack.

                                                              Gb.16

                    Bentuk soldering untuk komponen axial / Radial                                                                    

untuk chip, bentuk solder adalah sebagai berikut :

                                                  Gb.17

                                      Bentuk solder untuk chip

2.3.4.      Membending kaki komponent

Pitch lubang PCB harus diukur sedemikian sehingga kaki komponen yang di bending bisa masuk ke lubang dengan leluasa. Dengan menggunakan plier, kaki komponen di bendig tegak lurus 90 o dan kakinya di usahakan lurus.

Jika kaki komponen di bending ke arah luar PCB, maka sisi luar kaki harus bersentuhan dengan sisi luar dimater lubang PCB. Sebaliknya, jika kaki komponen di bending ke arah dalam, kaki komponen sisi dalam harus bersentuhan dengan sisi dalam dari lubang PCB.

Pada saat membending kaki, nilai atau tanda dari komponen harus bisa mudah dibaca dari atas setelah di pasang  di PCB.

                                                            Gb.18

                                                Bending kaki komponen

-          a dan b harus sama panjang

-          Right angle harus tegak lurus 90o

-          Kaki komponen harus sejajar

Contoh cara membending kaki di PCB adalah sbb :

                                                Gb. A19

Contoh cara bending yang salah adalah sbb :

                                                            Gb.20

2.3.5.      Memotong kaki componen

Knipper atau tang pemotong biasanya digunakan untuk memotong kaki komponen. Gambar dibawah ini untuk menunjukkan cara pemotongan kaki untuk  track land, land dan sudut pemotongan.

                                                Gb.21

2.3.6.      Pemasangan komponen pada PCB mengenai arah dan ketinggian

Komponen yang dipasang  diharapkan memenuhi criteria sbb

-          Nilai atau tanda pada komponen harus bisa dibaca dengan jelas dari atas

-          Polarity harus mengikuti rangkain listrik dan harus terbaca dengan jelas

-          Secara umum, semua komponen harus menempel pada PCB , kecuali beberapa komponen seperti Komponen dengan output panas yang besar

                        Gb.22

Pemasangan komponen pada PCB harus flat

Dasar theory Komponen Elektronika

3.    Komponen dasar elektronika

  3.1. Resistor      

0.25W carbon film resistors aalah type yang paling murah. Komponen ini menggunakan 4 pita warna yang mudah dibaca dari pada 5 pita untuk presisi resistor. Komponen yang ada dipasaran biasanya bernilai 470*, 1k*, 2k2, 4k7, 10k*, 22k, 33k, 47k, 100k, 220k, 470k dan 1M .

  3.2. Capacitor

Kapasitor bernilai rendah  sekitar: 0.01µF and 0.1µF umumnya bertype metallised polyester. Sedangkan untuk bernilai besar : 1µF 63V, 10µF 25V, and 100µF 25V adalah kapasitor electrolytic.

  3.3. Dioda

 

 

Dioda 1N4148  dan 1N4001 adalah dioda penyearah.

  3.4. Transistor

Transistor yang sering dipakai untuk power yang rendah adalah , NPN transistors BC548B (BC108 equivalent). Transistor ini mempunyai arus collector maksimum 100mA, and  minimum penguatan arusnya (h_FE min) sebesar 200.

Sedangkan untuk medium power, NPN transistors BC639 (BFY51 equivalent).  Transistor ini mempunyai arus collector maksimum 1A, dan minimum penguatan arusnya sebesar  (h_FE min) of 30. For example:

Alat alat untuk manual soldering

2. Alat alat Penyolderan

Secara umum peralatan menyolder terdiri dari :

-          Soldering Iron

-          Pembersih mata solder

-          Alat pengambil / penyedot solder

-          Thermometer

-          Alat alat pendukung lainnya

2.1.  Soldering Iron

        Persyaratan utama untuk soldering iron adalah ujung logam menyolder ( mata solder ) harus bersih.  Hal kedua adalah pengaturan temperatur solder. Untuk mendapatkat ikatan antar logam yang kuat, sangat penting melokalisasi pemanasan pada titik sambungan pada temperatur yang optimum. Hasil yang bagus tidak dapat diperoleh dengan temperatur yang terlalu panas atau terlalu rendah. Hal ini karena ada beberapa karakteristik solder yang rusak akibat temperatur  atau lama waktu penyolderan.

Karena itu soldering iron harus memiliki kemampuan untuk mengatur temperatur agar tidak merusak karakteristik solder dan logam yang disambungkan.

2.1.1. Persyartan kerja soldering iron

Adapun persyaratan kerja dari soldering iron yang bagus adalah sbb :

-          Kestabilan temperatur dari mata solder adalah cepat dan jumlah panas yang di salurkan cukup

-          Dissipasi dayanya rendah dan Eficiency panasnya juga kecil

-          Drop temperatur nya rendah dengan beban yang lebar

-          Ringan dan mudah digunakan

-          Bagian-bagiannya mudah di tukar dan mudah diperbaiki jika rusak

-          Mempunyai struktur yang kuat dengan lifetime yang lama.

2.1.2.      Perlindungan terhadap component elektroniks.

Soldering Iron juga harus mempunyai  kemampuan untuk melindungi part dari kerusakan saat meyolder. Karena itu soldering iron harus :

-          mempunyai temperatur control yang bisa diatur

-          Arus bocornya sedikit

-          Tidak ada efek elektrosttik

-          Tidak ada pengaruh electromagnet terhadap part

2.1.3.  Struktur soldering iron

Soldering iron dibentuk dari bagin transformasi energy yang mengubah energy listrik menjadi energy panas, bagian penyimpan energy yang menyimpan panas, serta bagian casing dan metal yang membuat soldering iron bisa digunakan dengan mudah.

2.1.3.1.    Bagian transformasi energy

Ada beberapa perbedaan bentuk mengenai bagian ini. Ada yang terdiri dari  serabut nichrome dengan panjang tertentu atau lilitan yang mengelilingi non kunduktor . Jika arus listrik mengalir pada nya, maka energy listrik akan diubah menjadi energy panas .

2.1.3.2.    Bagian penyimpan panas

Energy panas yang terbentuk dari energy listrik dihubungkan ke mata solder. Di sini energy panas akan terakumulasi yang sebanding dengan kemampuan mata solder. Dengan meningkatnya temperatur, maka energy yang hilang diudara menjadi semakin besar. Setelah beberapa saat, akan terjadi keseimbangan dimana jumlah panas yang terbentuk sebanding jumlah panas yang hilang. Sehingga temperatur nya bisa tetap dijaga.

2.1.3.3.    Casing

Bagian ini adalah yang berhubungan dengan orang yang melakukan penyolderan. Sehingga bagian ini sangat penting bila mudah digunakan oleh penyolder. Karena bagian ini berhubungan dengan pemanasnya, maka bahan harus dibuat dari mateial yang tidak terpengaruh dengan penambahan panas pada heaternya.

                                                                        Gb.4

                                                            Soldering Iron

2.2   Pembersih Mata solder

Mata solder akan semakin kotor dengan makin sering dipakai. Pembersih diperlukan untuk menghilangkan kotoran tersebut. Biasanya sponge digunakan sebagai alat pembersih.

                                                            Gb.5

                                                  Pembersih  mata solder

2.3   Alat pengambil / penyedot solder

Ketika melakukan perbaikan PCB atau memperbaiki kualitas penyolderan, diperlukan alat untuk mengambil sebagian atau seluruh solder yang terdapat pada PCB. Ada beberap amacam peralatan tersebut, yaitu :

2.3.1.      Vacuum solder

Solder dihisap / disedot oleh bagian pipa kecil yang menempel di soldering iron, setelah solder dipanasi dan meleleh.

                                                                          Gb.6

                                                              Vacuum  solder

2.3.2.      Solder Wick

Dimana flux diserap oleh serabut serabut tembaga.  Untuk mengambil solder, solder wick ditempelkan pada bagian solder, selanjutnya dengan pemansan, maka solder dan flux akan terhisap di serabut serabut tembaga tersebut.

                                                                          Gb.7.

                                                                    Solder Wick

2.3.3.      Solder Pluto

Ini adalah manual bentuk manual dari vacuum solder. Solder yang akan diambil ,dipanasi dan kemudian di sedot secara manual oleh solder Pluto.

                                                                   Gb.8

                                                              Solder Pluto

2.4  Thermometer

Pada saat ini, soldering iron dengan temperatur kontrol banya dipakai di industri elektronika karena  dengan bertambahnya komponen IC yang mempunyai karakteristik temperatur tertentu.

                                                                          Gb.9

                                                              Temperature control

2.5  Alat-alat pendukung lainnya

-          Cutting nipper ( tang potong )  untuk memotong solder wick, kaki komponen dsb ( lihat gb.10 )

-          Pin set untuk handling komponen  ( Lihat gb.11 )

-          Lead pinch  untuk membengkokkan atau membentuk kaki komponen ( Lihat Gb.12 )

-          Wire stripper untuk menghilangkan pembungkus kabel dari wire ( Lihat Gb.13 )

-          Sand paper untuk membersihkan bagian yang akan disolder ( lihat Gb.14 )

-          Kacamata untuk melindungi mata dari percikan solder ( Lihat Gb.15 )

-          Wrist band untuk melindungi komponen dari pengaruh elektrostatik ( Lihat Gb.16 )

-          Sarung tangan mencegah kotoran yang menempelpada PCB saat handling ( Lihat Gb.17 )

theory dasar manual soldering

1. Theory dasar  penyolderan

a. Definisi  Penyolderan.

Penyolderan  didefinisikan sebagai penggabungan  dua buah logam dengan menggunakan pemanasan material solder, sehingga soldernya mencair dan  formasi campuran  solder dan metal tersebut menyatu.

Hasil penyolderan dikatakan bagus apabila mengandung konduktivitas elektrik yang cukup, penyambungan yang kuat dan  mempunyai tingkat kestabilan yang tinggi. Secara visual, bisa  dikategorikan kedalam 4 point  yaitu sbb :

-          Solder menutup seluruh permukaan  sambungan logam dan menunjukkan trail off pada beberapa bagian.

-          Permukaan solder mulus dan mengkilap

-          Cukup ketebalan solder tidak kurang dan tidak lebih. Jika terlalu tebal, defective solder tidak bisa terlihat.

-          Tidak ada crack dan tidak ada pin hole ( lubang )

                                                           Gb1.

                                                            Penyolderan dan hasil yang bagus

b.  Tiga   unsur  penyolderan

            Dipandang dari  prosess nya, penyolderan mempunyai 2 unsur pendukung yaitu 

-          Cleaning ( pembersihan )

-          Heating  ( pemanasan ) dan Soldering ( Penyolderan )

Cleaning ( pembersihan )

Agar solder yang mencair bisa menyatu dengan logam, solder dan permukaan logam harus bersih. Karena permukaan logam dibungkus oleh  unsure kotor  dan  unsure organic, maka pembersihan logam dilakukan dengan 2 cara  :

-          Methoda mekanik

Yaitu menggunakan kertas gosok ( sand paper ) bertujuan menghilangkan unsure pengoksidasi di lapisan permukaan

-          Methoda kimia

Dengan flux untuk menyingkirkan  lapisan pengoksidasi dan menggunakan solven organic ( Alcohol, dsb )untuk menyingkirkan pengotoran organic.

 

                                               

                        Gb2.

                                                Pembersihan permukaan  logam

             Heating ( Pemanasan ) dan penyolderan

Bila dipandang secara umum, solder yang dipakai Pb Free biasanya terdiri dari unsure Sn-Cu. Solder akan mencair diatas permukaan logam, selanjutnya Sn akan mendiffusi untuk membentuk layer campuran sebagai suatu ikatan. Layer campuran  yang mempengaruhi kekuatan ikatan solder dan metal  tergantung pada temperaturnya. Gb.3 memperlihatkan besarnya kekuatan ikatan terhadap pengaruh temperature.

Bisa dilihat bahwa pada temperature 250 oC, kekuatan ikatan nya akan maksimum. Karena itu untuk hasil yang memuaskan, dipakai temperatur  250oC pada  solder Cu3Sn dan Cu6Sn.

Pada suhu yang melebihi 250oC, terlihat kekuatan ikatan yang menurun dan lebih brittle ( ”keriting” ). Untuk memperoleh kekuatan ikatan yang optimum, temperatur yang digunakan mengikuti rumus sbb :

            Tmin   =  melting temperature + 40  oC 

            Tmax  =  melting temperature + 50 oC

                                                            Gb3.

            Grafik Temperature pemanasan terhadap kekuatan ikatan solder