Học cách hàn linh kiện điện tử vào các board mạch in sao cho đúng kỹ thuật là một kỹ năng cơ bản mà tất cả những người làm điện tử phải thành thạo. Trong bài viết này, tôi sẽ trình bày những điều cơ bản về các công cụ mà bạn sẽ sử dụng khi hàn chẳng hạn như mỏ hàn, máy hàn, các loại vật liệu hàn, xả hàn và các mẹo an toàn khi hàn. Cho dù bạn đang chế tạo robot hay làm việc với Arduino, biết cách hàn sẽ rất có ích.
Hàn linh kiện điện tử là gì?
Nếu bạn tháo rời bất kỳ thiết bị điện tử nào có chứa một board mạch bên trong thì bạn sẽ thấy các linh kiện điện tử được gắn với nhau bằng kỹ thuật hàn. Hàn là quá trình nối hai hoặc nhiều bộ phận điện tử lại với nhau bằng cách làm nóng chảy chất hàn xung quanh điểm kết nối. Chất hàn (solder) là một hợp kim kim loại và khi nó nguội đi sẽ tạo ra một liên kết điện chặt chẽ giữa các bộ phận. Mặc dù hàn có thể tạo ra một kết nối vĩnh viễn, nhưng chúng ta cũng có thể loại bỏ một môí hàn bằng cách sử dụng một công cụ như mô tả dưới đây.
Dụng cụ hàn
Thực tế, khi học hàn linh kiện điện tử thì bạn không cần phải chuẩn bị nhiều thứ. Dưới đây là một số các công cụ và vật liệu cơ bản bạn sẽ cần cho hầu hết các công việc hàn của mình.
Mỏ hàn (Soldering Iron)
Mỏ hàn là một dụng cụ cầm tay mà khi được cắm vào một ổ điện xoay chiều 220V, nó sẽ nóng lên để làm tan chảy chất hàn xung quanh các điểm kết nối điện. Đây là một trong những công cụ quan trọng nhất được sử dụng trong việc hàn linh kiện. Mỏ hàn có thể có một vài biến thể như dạng bút hoặc súng. Nếu bạn là người mới bắt đầu tập hàn thì bạn nên sử dụng mỏ hàn hình cây viết với công suất trong khoảng từ 15W đến 30W. Hầu hết các mỏ hàn có các đầu hàn có thể thay đổi được để có thể được sử dụng cho các ứng dụng hàn khác nhau. Bạn hãy thận trọng khi sử dụng bất kỳ mỏ hàn nào vì nhiệt độ khi mỏ hàn nóng có thể lên tới 4500C.
Máy hàn (Soldering Station)
Một máy hàn là một phiên bản cao cấp hơn của mỏ hàn độc lập cơ bản. Nếu bạn phải thường xuyên làm công việc hàn thì đây là một lựa chọn tuyệt vời vì chúng mang lại sự linh hoạt và kiểm soát tốt hơn. Lợi ích chính của máy hàn là khả năng điều chỉnh chính xác nhiệt độ của mỏ hàn. Các máy hàn này cũng có thể tạo ra một không gian làm việc an toàn hơn vì một số máy hàn có sử dụng cảm biến nhiệt độ tiên tiến, cài đặt cảnh báo và thậm chí bảo vệ mật khẩu để đảm bảo an toàn.
Đầu mỏ hàn
Đầu cuối của hầu hết các mỏ hàn là một bộ phận có thể thay thế được gọi là đầu mỏ hàn. Có rất nhiều biến thể của đầu mỏ hàn này và chúng có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Mỗi đầu mỏ hàn được sử dụng cho một mục đích cụ thể. Các đầu mỏ hàn phổ biến nhất mà bạn sẽ sử dụng trong khi làm các mạch điện tử là đầu hình nón và đầu đục.
Đầu hình nón – Được sử dụng trong hàn điện tử chính xác vì đầu nhọn. Do đầu nhọn, nên nó có thể cung cấp nhiệt cho các khu vực nhỏ mà không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Đầu đục – Đầu này rất phù hợp để hàn dây hoặc các linh kiện lớn vì đầu phẳng rộng của nó.
Miếng bọt biển thông thường hoặc bằng đồng
Sử dụng miếng bọt biển sẽ giúp giữ cho đầu mỏ hàn sắt sạch bằng cách loại bỏ quá trình oxy hóa hình thành. Các đầu mỏ hàn với quá trình oxy hóa sẽ có xu hướng chuyển sang màu đen và không còn dính chất hàn như khi nó còn mới. Bạn có thể sử dụng một miếng bọt biển ướt thông thường nhưng điều này có xu hướng rút ngắn tuổi thọ của đầu mỏ hàn do sự giãn nở và co lại. Ngoài ra, một miếng bọt biển ướt sẽ làm giảm nhiệt độ của đầu hàn tạm thời khi lau. Một cách khác tốt hơn là sử dụng miếng bọt biển bằng đồng như hình bên trái ở bên dưới.
Giá đỡ mỏ hàn
Giá đỡ mỏ hàn là một công cụ rất cơ bản nhưng rất hữu ích và tiện dụng. Giá đỡ này giúp ngăn đầu mỏ hàn nóng tiếp xúc với các vật liệu dễ cháy hoặc gây thương tích cho tay của bạn. Hầu hết các máy hàn đều có giá đỡ mỏ hàn và cũng bao gồm một miếng bọt biển thông thường hoặc bọt biển bằng đồng để làm sạch đầu mỏ hàn.
Chất hàn (Solder)
Chất hàn là một vật liệu hợp kim kim loại được nấu chảy để tạo ra một liên kết vĩnh viễn giữa các bộ phận điện. Nó có cả biến thể chì và không chì với đường kính là 0.8mm. Và 1.6mm là phổ biến nhất. Bên trong lõi hàn là một vật liệu được gọi là từ thông giúp cải thiện tiếp xúc điện và độ bền cơ học của nó.
Đối với hàn điện tử, loại được sử dụng phổ biến nhất là loại có lõi không chì và có nhựa thông. Loại chất hàn này thường được tạo thành từ hợp kim thiếc/đồng. Bạn cũng có thể sử dụng chất hàn lõi 60/40 (60% thiếc, 40% chì) chì nhưng nó trở nên ít phổ biến hơn do các vấn đề về sức khỏe. Nếu bạn sử dụng chì hàn, hãy chắc chắn rằng bạn có thông gió thích hợp và bạn rửa tay sau khi sử dụng.
Khi mua chất hàn, bạn phải đảm bảo KHÔNG sử dụng chất hàn lõi axit vì điều này sẽ làm hỏng các mạch điện tử và linh kiện của bạn. Chất hàn lõi axit được bán tại các cửa hàng vật liệu xây dụng và chủ yếu được sử dụng cho hệ thống ống nước và kim loại.
Như đã đề cập trước đó, chất hàn có một vài đường kính khác nhau. Chất hàn có đường kính to sẽ giúp cho việc hàn các mối hàn lớn nhanh hơn nhưng nó có thể làm cho việc hàn các mối hàn nhỏ trở nên khó khăn hơn. Vì lý do này, sẽ luôn luôn là một ý tưởng tốt để có cả hai kích thước trong tay cho các dự án khác nhau của bạn.
Thiết bị trợ giúp
Bàn tay trợ giúp là một thiết bị có từ 2 clip cá sấu trở lên và đôi khi có kính lúp / đèn được gắn vào. Dụng cụ này sẽ hỗ trợ bạn bằng cách giữ các vật phẩm bạn đang hàn trong khi bạn sử dụng mỏ hàn và chất hàn. Một công cụ rất hữu ích cần phải có trong khi bạn hàn linh kiện điện tử.
Hàn an toàn
Bây giờ bạn đã biết những công cụ và vật liệu nào được sử dụng khi hàn, bây giờ chúng ta thảo luận ngắn gọn về các cách giữ an toàn trong khi hàn.
Mỏ hàn có thể đạt tới nhiệt độ 4500C vì vậy nó rất quan trọng để biết vị trí của mỏ hạn của bạn mọi lúc. Tôi luôn khuyên bạn nên sử dụng giá đỡ mỏ hàn để giúp ngăn ngừa bỏng hoặc hư hỏng do tai nạn.
Hãy chắc chắn rằng bạn đang hàn trong một khu vực thông gió tốt. Khi chất hàn được làm nóng thì sẽ có khói thải ra có hại cho mắt và phổi của bạn. Vì vậy, tôi khuyên bạn nên sử dụng máy hút khói là quạt có bộ lọc than để hút khói hàn có hại cho bạn.
Bạn cũng nên mang kính bảo vệ mắt trong trường hợp chất hàn nóng vô tình bắn vào mắt. Cuối cùng, đảm bảo rửa tay khi hàn xong đặc biệt là nếu sử dụng chì hàn.
Phủ chì đầu mỏ hàn
Trước khi bạn có thể bắt đầu hàn, bạn cần chuẩn bị mỏ hàn bằng cách phủ chì lên đầu mũi hàn. Quá trình này sẽ giúp cải thiện sự truyền nhiệt từ mỏ hàn sang vật phẩm mà bạn đang hàn. Việc phủ chì này cũng sẽ giúp bảo vệ đầu mỏ hàn và giảm sự mài mòn.
Bước 1: Bắt đầu bằng cách đảm bảo đầu mỏ hàn được gắn chặt vào mỏ hàn.
Bước 2: Bật mỏ hàn của bạn và để cho nó nóng lên. Nếu bạn có một máy hàn có thể điều chỉnh được nhiệt độ, hãy đặt nhiệt độ ở 4000C.
Bước 3: Lau đầu mỏ hàn trên miếng bọt biển ướt để làm sạch nó. Đợi vài giây để đầu hàn nóng trở lại trước khi tiếp tục bước 4.
Bước 4: Giữ mỏ hàn bằng một tay và chì hàn ở tay kia. Chạm chì hàn vào đầu mỏ hàn và đảm bảo chì hàn chảy đều quanh đầu mũi hàn.
Bạn nên phủ chì mũi hàn của bạn trước và sau mỗi lần hàn để kéo dài tuổi thọ của nó. Cuối cùng, mọi đầu mỏ hàn sẽ bị mòn và sẽ cần thay thế khi nó trở nên sần sùi hoặc rỗ.
Cách hàn
Để giải thích rõ hơn về cách hàn, tôi sẽ trình diễn cho bạn thấy thông qua một ứng dụng trong thực tế. Trong ví dụ này, tôi sẽ hàn một đèn LED vào board mạch in.
Bước 1: Cố định linh kiện – Bắt đầu bằng cách cắm các chân của đèn LED vào các lỗ của board mạch in. Lật board lên và uốn cong các đầu dẫn ra ngoài với góc 45. Điều này sẽ giúp các linh kiện tạo ra một kết nối tốt hơn với pad đồng và ngăn nó rơi ra trong khi hàn.
Bước 2: Làm nóng mối nối – Bật mỏ hàn của bạn lên và nếu nó có bộ điều chỉnh nhiệt độ, hãy đặt nhiệt độ ở 4000C. Tại thời điểm này, chạm đầu của mỏ hàn vào pad đồng và chân linh kiện cùng một lúc. Bạn cần giữ mỏ hàn tại chỗ trong 3-4 giây để làm nóng miếng pad đồng và chân linh kiện.
Bước 3: Đưa chì hàn vào mối nối – Tiếp tục giữ mỏ hàn trên pad đồng và chân linh kiện và đưa chì hàn của bạn chạm vào mối nối. QUAN TRỌNG – Đừng chạm trực tiếp chì hàn vào đầu mỏ hàn. Bạn phải làm cho mối nối đủ nóng để làm tan chảy chì hàn khi nó chạm vào. Nếu mối nối không đủ nóng, nó sẽ tạo thành một mối hàn xấu.
Bước 4: Cắt chân linh kiện – Lấy mỏ hàn ra và để chì hàn nguội tự nhiên. Đừng thổi vào chì hàn vì điều này sẽ gây ra một mối hàn xấu. Khi mối hàn đã nguội, bạn có thể cắt chân linh kiện.
Một mối hàn đẹp thì phải mịn, sáng bóng và trông giống như hình một ngọn núi lửa hoặc hình nón. Bạn dùng chì hàn vừa đủ để bao phủ toàn bộ mối nối nhưng không quá nhiều để mối hàn to tròn như một quả bóng hoặc tràn ra một dây dẫn hoặc mối nối gần đó.
Xả hàn
Điểm hay của việc sử dụng chì hàn là thực tế có thể loại bỏ dễ dàng qua một kỹ thuật được gọi là xả hàn. Điều này rất hữu ích nếu bạn cần loại bỏ một linh kiện hoặc điều chỉnh mạch điện tử của mình.
Bước 1 – Đặt một phần của dây bện lên trên đầu mối nối / hàn mà bạn muốn loại bỏ.
Bước 2 – Làm nóng mỏ hàn của bạn và chạm đầu mỏ hàn vào dây bện. Điều này sẽ làm nóng chì hàn bên dưới, sau đó sẽ được hấp thụ vào dây bện. Bây giờ bạn có thể tháo dây bện để xem chì bạn đã được hút ra và loại bỏ. Bạn cẩn thận chạm vào dây bện khi nó đang được làm nóng.
Tùy chọn – Nếu bạn có nhiều vật hàn bạn muốn loại bỏ, bạn có thể sẽ cần phải sử dụng một thiết bị gọi là dụng cụ hút chì. Đây là một máy hút bụi cơ học cầm tay hút chất hàn nóng chỉ bằng một nút nhấn.
