납땜 방법

납땜도 해야한다. 고로 인두기도 사야 한다.

 

 

 

인두기의 선택

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납땜인인두는 사용목적에 따라서 인두기의 형태와 소비전력, 팁형태등을 적절히 선택하여야 합니다.

1.인두기의 종류에 따른 선택
A. 전기인두기

B.가스(혹은 건전지)인두기

전원이 없는 곳에서도 사용이 가능하며 휴대가 편리합니다.

실외에서의 작업이나 A/S 등의 출장업무시에 별도의 전원없이 사용할 수 있습니다

C.데스크탑형 인두기

온도를 조절 할 수 있는 데스크탑본체와 인두기(핸드피스)로 구성되어있습니다.

정밀한 온도 조절이 가능하여 납땜 환경에 따라서 사용자가 임의로 조정하여 사용가능한 제품입니다

D.고주파인두기

고주파유도가열방식 인두기(기존 인두기는 대부분 세라믹히터방식)로 무연납(PbFree)의 사용이 가능합니다.

팁에 센서가 내장되어 있어 항상 최적의 온도를 유지하여주어 냉땜을 방지할 수 있습니다.

고주파인두기는 히터의 손상이 없는 인두기로 초보자도 쉽게 사용이 가능한 첨단 제품입니다.

2.소비전력에 따른 선택

*인두기의 소비전력 표시는 온도와는 큰 상관이 없습니다.
  소비전력이 큰 인두기 일수록 열 회복력이 빠르고 전달되는 열량이 커지는 것 입니다.
  소비전력이 높으면 온도도 높다는 것은 잘못된 상식입니다.
- 15Watt~20Watt급: 열에 약한 반도체등의 납땜에 주로 사용
- 25Watt~30Watt급: 일반적인 전자회로의 납땜에 광범위하게 사용
- 35Watt~40Watt급: 각종 단자, 터미널등 회로부품보다 좀더 많은 열량을 필요로하는 납땜에 사용
- 50Watt급~ : 대형하네스, 트랜스등의 납땜작업과 같이 대용량의 열을 필요로하는 납땜작업에 사용

※보통 학생 실습용이라면 30Watt(Hakko제품의 경우는 25Watt)~40Watt 정도의 제품을 사용하면 대부분의 용도에 무리없이 사용이 가능합니다.

인두팁의 선택

보통 인두기 구매시 1개의 인두팁이 기본 제공되나 용도에 따라 다양한 형태의 팁중 적절한 것을 옵션으로 추가 구매할 수 있습니다.
(*고주파인두기는 대부분 팁이 별도 구매 옵션으로 되어 있습니다.)

인두팁 또한 인두기와 마찬가지로 같은 회사의 인두기 제품이라도 모델과 소비전력에 따라서 다른 팁을 사용하는 경우가 대부분 입니다.
따라서 인두기에 맞는 팁중에서 형태를 선별하여 골라야 합니다.

보통 형태별로는 영어 약자로 I, B, C, D, K, H형 등으로 나뉘며, 크기에 따라서 다시 세분됩니다
일반적으로는 B형과 I형, K형(칼모양)이 주로 많이 사용됩니다.

- B형)
   방향성이 없기 때문에 큰면부터 작은면까지 폭넓게 사용할 수 있습니다.

- I형)
   형상은 B형과 같이 뾰족팁의 형상이나 B형보다 가늘고 세밀하여 좁은 부분이나 세밀한 납땜을 요하는곳에 사용되며, Bridge Cut이나 끝부분 수정등에 많이 사용됩니다.

- K형)
   칼모양으로 되어있어서 눕히면 면으로 세우면 선으로 작업할 수 있으며 끝부분은 점으로도 활용가능하여 응용폭이 매우 다양한 팁입니다.
   SOP, PLCC, QFP등 SMD칩의 납땜작업에도 사용됩니다.

 -D형)
   끝이 드라이버의 마이너스 처럼 되어 있어서 납땜부의 면이 넓고 다량의 열공급을 필요로하는 부분에 주로 사용됩니다.

-C형)
   원추의 끝부분을 자른 형태로 특정포인트에 많은 열량을 공급해야할 경우에 주로 사용됩니다.
   면의 크기에 따라 0.5C, 1C, 2C, 3C등으로 나뉘며 0.5C, 1C처럼 가는 것들은 정밀한 부분이나 표면실장 제품의 납땜용으로 사용됩니다.

-H형)
   SOP, QFP(Lead pitch가 큰)에 주로 사용됩니다.

납땜제거

납땜제거기의 선택과 사용방법】

PCB상에 기납땜된 부품을 제거하거나 묻은 납을 제거하기 위한 툴을 납땜제거기(Desolder)라고 합니다.
납땜제거기에는 여러 가지 다양한 제품이 있으며 이의 적절한 사용역시 불필요한 시간과 경비를 줄일 수 있습니다.

사용목적에 따른 납땜제거기 제품의 선택요령 및 사용 방법

1.납흡입기(Solder sucker)

.납흡입기(Solder sucker)


수동으로 납을 제거하기 위하여 사용되는 대표적인 제품입니다.
Dip타입(다리(LEAD)가 달린) 부품의 납땜제거에 일반적으로  사용됩니다.

    

 

사용방법)
① 인두기로 제거할 납을 완전히 녹입니다.
② 제거기의 피스톤을 눌러서 내부의 공기를 완전히 빼내고 노즐을 제거할 납에 갖다댑니다.
③ 피스톤버튼을 누르면 흡입기 내부가 진공상태로 되면서 녹아있던 납이 실린더 내부로 빨려올라갑니다

⑤ 흡입력의 저하를 막기위하여 정기적으로 분해하여 내부의 납을 청소해 줍니다.  

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.납흡착심지(Solder Wick or Solder Braid)
SOP, QFP등 SMD타입 반도체 제품의 납땜을 수동으로 제거하기 위하여 주로 사용하는 제품입니다.
이러한 반도체 패키지들의 경우 납흡입기로는 한번에 하나의 리드에만 작업을 할 수 밖에 없고 작업성이 좋지 않습니다.
이럴 때 납흡착심지를 사용하여 한면의 납을 한번에 제거합니다.
또한 납흡착심지를 이용할 경우 인두팁은 칼팁을 사용하시면 더욱 편리하게 작업이 가능합니다.

사용방법)
① 납흡착심지는 면의 폭에 따라서 약4~5종류의 제품이 있습니다.
    이중 작업 면적에 맞춰 적당한 제품을 선택합니다.
    인두기를 가열합니다.
②  납흡착심지를 제거한 면에 대고 심지위를 인두기로 가열 합니다.
③   충분히 열이 가해져 납이 녹았다고 판단되면 심지를 떼어냅니다.
    이렇게 하면 납흡착심지에 납이 붙어서 함께 떨어집니다.

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2.자동 납제거기(Desolder)
납흡입기와 같이 권총형으로 된 것과 별도의 장비(진공펌프 스테이션)가 함께 제공되는 데스크탑형이 있습니다.
단층 PCB의 경우 권총형으로도 충분히 작업이 가능하나, 다층기판의 경우에는 데스크탑형을 사용하여야 만족할 성능을 얻을 수 있습니다.
이들 권총형 제품의 경우도 납흡입기와 마찬가지로 Dip부품의 납땜제거에 사용됩니다.

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3. SMD수리장비 (SMD Rework Station)
SOP나 QFP와 같은  패키지의 제품들은 위와같은 자동납제거기로 납제거가 어렵습니다.
이들 패키지들을 위한 납땜제거 장비가 SMD수리장비(SMD REWORK STATION)라고 불리는 열풍형 장비들입니다.
열풍형장비는 패키지의 납땜부분(LEAD FRAIM)에만 높은 온도의 열풍을 방출하여 납을 녹여 떼어낼 수 있게 만듭니다.
따라서 이러한 반도체 패키지들을 많이 사용하는 곳에서는 효율적인 작업을 위하여 SMD수리장비를 갖추고 있는 것이 좋습니다.
이 장비들은 또한 Dip패키지를 위한 노즐도 별도로 제공하고 있습니다.
대표적인 SMD수리장비로는 HAKKO850, 852와 QUICK990D 및 METCAL MX-500 Series등이 있습니다.

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4.열풍기(Heating Gun)
위의 SMD 수리장비와 같이 열풍을 이용하여 납을 제거 할 수 있는 제품으로 열풍기가 있습니다.
열풍기는 SMD수리장비에 비해서 상당히 저렴한 편이어서 간이형 장비로 많이 사용됩니다.
그러나 열풍기는 고열이 발생하기 때문에 열에약한 반도체등의 땜납제거 목적으로 사용되는 열풍기는 일부에 한합니다.
전자기판의 납제거 용도로 가장많이 사용되는 열풍기는 WELLER6966, QUICK6966, STEINEL HE1800E, HG2000E등이 있습니다.
열풍기 사용시에는 해당 열풍기에 따라서 몇가지 형태의 노즐을 제공하는 경우도 있으므로 작업 목적에 맞는 노즐을 선택하여 작업할 수 있습니다.

 

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1. 납땜에 필요한 공구들

일반적으로 납땜작업에서는 최소한 아래의 공구들이 필요하다.
중요한 것부터 나열했으므로 경제적 여유가 생기는데로 하나씩 되도록이면 좋은것을 마
련하도록 하자.

① 납땜 인두
15-25W 정도의 팁이 가는것과 여유가 있으면 중간것도 하나 장만하자. 팁이 좋은것
으로 산다.

② 인두스텐드
납땜인두를 고정시키는 것이면 아무거나 좋다.

③ 실납
직경 1mm정도의 송진이 들어있는 납이 좋다.

④ 플럭스
고체 형태로 깡통에 든것. 가끔 필요한 경우가 있다.

⑤ 납흡착기
납을 빨아낼때 쓰이는 것으로 큰것이 힘이 좋다.

⑥ 핀셋
납땜용 핀셋으로 가늘고 큰것이 좋다.

⑦ 드라이버
십자(+)와 마이너스(-) 형태 둘다 필요하며 중간것과 소형 두가지는 기본이다.

⑧ 와이어커터
전용의 소형 와이어커터가 필요하다. 니퍼와는 다르다.

⑨ 롱노우즈플라이어
중간것과 소형 두가지는 있어야 한다.

⑩ 와이어 스트립퍼
0.25mm 랩핑와이어도 벗겨낼 수 있는것을 구입한다.

⑪ 줄셋트
둥근줄, 평줄, 사각줄, 삼각줄 등 쓰임새가 많다.

⑫ 실톱과 쇠톱
성질이 다르므로 둘다 있어야 한다.

이정도면 키트를 만드는데 어려움이 없을것이다.
공구는 종류를 다양하게 가지면 좋다.


2. 납땜은 어떻게 하는가

전자회로를 다루다 보면 어쩔 수 없이 납땜은 필수적인 작업이 됩니다.
반드시 올바른 납땜의 요령을 알아둘 필요가 있습니다.

1) 납땜을 진행하는 순서

① 납땜 인두가 가열할 때까지 기다린다.
가열이 되었는가의 여부는 납을 인두에 닿게 해 보면 바로 알 수 있다. 가열이 되
어 있다면 납은 바로 녹을것이다. 이때에 인두 끝을 인두 받침대의 스폰지(물에 적
셔 둔다)에 문질러 끝을 깨끗하게 한다.

② 부품을 기판에 부착한다.
부착 방향에 주위하여 부품을 기판에 끼운다.
이 때에 다리는 끊지 말고 그대로 둔다. (다리를 굽혀서 부착하여도 되지만 잘못 납
땜을 하였을 때에 그것을 빼내는데 매우 번잡하다).

③ 인두 끝을 납땜하는 곳에 닿게 한다.
납땜하려는 다리 부분에 인두를 대고, 그 다음 실납을 인두 끝에 닿게 하여 납이 녹
으면 일정양의 납을 녹인 후 뗀다. 납땜하는 부분에 납이 잘 부착되면 인두를 재빨
리 뗀다.

④ 4다리를 절단한다.
납땜이 되면 다리를 니퍼나 커터로 절단한다. 그 다음에는 ②∼④를 반복하고 또는
때때로 인두 끈을 깨끗하게 하면 된다.

2) 납땜을 잘못 하였다면

IC 등 다리의 간격이 너무나 좁게 되면 아무리 해도 다른 부분에 납이 묻게 된다. 특
히 초심자인 경우는 악전 고투의 연속이라고 생각이 된다.따라서 만일에 잘못하여 납
이 다른 곳에 붙었을 때에는 다음의 설명대로 한다

① 브리지가(쇼트가 되서는 안되는 두 부분이 납으로 연결되는 경우) 발생한 경우는?
그대로의 상태에서 납을 녹여도 잘 제거되지 않는다. 오히려 납이 더 많이 붙는다.
플럭스라는 산화방지제를 사용하면 좋은데(납의 표면장력을 만들어주기 때문에 납
이 뭉치는 특성을 가진다) 그것이 없다면. 이러한 때에는 납을 아래로 향하게 하여
(기판을 꺼꾸로) 인두 끝으로 가열하면 자연히 납이 인두 끈에 붙어 나온다.(그래
도 제거되지 않을 때에는 납을 가열한 후에 바로 기판을 작업책상에 거꾸로 두들여
털면 납이 떨어져 나간다; 단 부품이 망가지지 않게 조심한다.좋은 방법은 아니나
요령이 생기면 매우 편리).

② 불필요한 부분에 납이 묻었을 때는?
이와 같이 되지 않게 하기 위해서는 납의 양이 너무 많지 않도록 주의를 한다. 실납
이 인두에 녹으면 바로 납을 멀리 떼어 이러한 일이 없도록 한다. (납땜에도 연습
이 필요함을 기억하자; 처음부터 잘 할 수는 없다.)

3) 부품이 잘못 납땜되어 부품을 분리하고 싶다면.

저항 등에서 특히 컬러코드 등에서 값을 표시하고 있을 때에 색을 잘못 읽어서 부착이
잘못되는 경우 또는 극성이 있는 소자를 거꾸로 꼽은 경우가 간혹 있게 된다. 이러한
때에는 당황치 말고 다음의 방법을 취한다.

① 즉시 분리한다.
납땜 부위를 인두로 가열하여 납이 굳어지기 전에 롱노우즈 등의 연장으로 소자를
잡고 바로 빼낸다. 이 경우는 소자의 핀수가 2개 이하의 경우는 가능하나 핀수가 많은 소자는 불가능함..

② 납 흡입기를 쓴다.
1차적인 납의 제거는 흡입기를 사용한다. IC등 핀의 수가 많은 것은 납 흡입기로 흡수 분리한다.
이것은 주사기 안의 피스톤이 스프링 힘으로 되돌아가서 밖의 공기를 흡수하게 되어 있다.
그리고 인두에 의해 녹아내린 납 부분에 흡입기의 앞끝을 닿게 하여 버튼을 누르면 "슛" 이라는 소리와 함께
안의 납을 흡수하게 된다.

③ 솔드 위크(납 흡수기)
이것은 공구가 아니고 약간 흥미로운 것이다. 구리의 가는 선이 평탄하게 망으로 되
어 그것에 수지와 같은 것이 주입이 되어 있다. 납을 흡수하려고 하는 그 부분에 닿
게 하고 위에서 납땜 인두로써 가열을 하면 납이 이 선에 흡수되어 제거된다.
ⓐ 인두 끝과 납을 가까이 하고 납땜 준비를 한다.
ⓑ 인두 끈으로 모재를 가볍게 누르고 모재를 가열한다.
ⓒ 납땜할 위치에 납을 대고 적량을 녹인다.(3mm정도) 이때 납이 바로 녹지 않으면
인두의 가열 부족이다.
ⓓ 적량의 납이 녹으면 납을 땐다. 납의 양은 약간 퍼졌을 때가 적량이다.
ⓔ 납이 빛나고 약간 퍼질 때까지 기다렸다가 1-2초 후에 인두를 땐다.
(위 과정을 만능 기판에 여러 번 연습하여 숙달되도록 한다.)

☞참고

초보자의 경우 IC 납땜에는 반드시 소켓을 이용하자

앞에서 설명한 방법으로 전자소자와 만능기판 사이를 납땜하고, 소자와 소자사이를
납땜하기 위해서는 점퍼선이나, 래핑 와이어를 사용하여 연결을 하는데 래핑 와이어
는 0.3-0.4mm 정도의 것을 사용한다.

전기인두를 너무 오래 래핑 와이어에 대면 인두의 열에 의해서 피복이 녹아서 주위
의 선과 쇼트가 될 우려가 있으므로 주의가 필요하다. 가끔 선의 쇼트로 인하여 회로
를 완성하고도 회로가 동작을 하지 않는 경우가 있으므로 조심하도록 하자. 그리고,
디지탈 회로는 IC가 대부분이므로 사용되는 핀수가 많다.

따라서 IC를 직접 만능기판에 끼우고 납땜하는 것보다는 IC 소켓을 기판에 끼운 다음
에 납땜을 하면, 납땜이 미숙한 사람의 경우에도 소자의 파손으로 인한 부담을 덜
수 있고 소자 고장시 쉽게 교체가 가능하므로 처음 조립시 반드시 IC소켓을 이용하
여 조립하도록 하자.
인두 스탠드
'인두스탠드'는 뜨겁게 달구어진 '인두'를 보관하는 도구로 가능하면 작업에 방해가 되지 않는 거리만큼 떨어지거나 쓰러지지 않는 장소에 놓아 두어야 하지요. '인두스탠드'가 만일 나사 형태로 조립된 것이라면, 뜨겁게 달구어진 인두를 꽂아 두기 전에 스탠드의 나사 조임 상태를 확인해야 하며, 인두를 꽂은 후 돌아가지 않도록 해야하지요.
인두를 꽂아 두거나 뺄 때 성급하게 다루지 말아야 해요. 실수를 하여'인두스텐드'를 쓰러 뜨려 당황하다가 인두를 놓치거나해서 다치는 경우가 있으니 항상 조심스럽게 사용해야 하지요.또 조심해야 할 일은, '인두'를 꽂아 두었다면 받침대도 달궈져서 뜨겁겠지요?

땜납
'땜납'은 전선, 전기 및 전자 부품을 서로 연결하거나 회로기판에 붙일 때 사용하는 '납'으로서, 어린이 여러분이 일상적으로 사용하고 있는 일종의 '풀'과 같은 것입니다.'땜납'은 '인두'를 사용하여 녹일 수 있지요. 하지만 '인두'를 납에서 떼어내면 납은 잠시 후 바로 굳어져 버리는 성질이 있지요. 그러나 다시 '인두'를 가져다 데면 다시 녹아 버리는 성질도 있어요.
하지만 여러 번 반복하게 되면 잘 녹지 않는 성질도 갖고 있어요. 또, 뜨거울 때의 '땜납'은 액체 상태와 같아서 잘 이동하는 성질도 있어요. 잘못 실수해서 다른 부품에 납땜을 하더라도 침착하게 다시 하면 되지요. 당황할 필요 없어요. '땜납'은 '납'과 '주석'의 합금으로서 가운데에는 납땜을 돕는 물질이 들어있지요.

납흡입기
'납흡입기'는 회로기판에서 부품을 떼어 내는 경우 녹은 납을 제거하기 위한 도구로서, '공기압축 펌프식 납제거기' 뿐 아니라 '플럭스 먹인 편조동선(솔더윅)'도 널리 사용되고 있지요. '공기압축 펌프식 납제거기'는 회로기판 위에 실수로 잘못 납땜을 했을 경우 '인두'로 납을 녹이면서 동시에 갑작스런 공기 흡입 방법을 이용하여 순식간에 납을 제거하는 장치이지요.
이때 반드시 납이 녹은 상태인지 확인하는 것이 좋으며, 납이 녹은 상태에서 사용이 가능하므로 납이 다시 굳기 전에 신속하게 납을 제거하는 방법을 배워야 하지요. 너무 어렵게 생각할 것은 없어요. 시간을 잘 맞추어서 도구를 다루게 되면, 처음에는 어려운 것 같아도 곧 잘 할 수 있게 되지요.
만일 '공기압축 펌프식 납제거기'를 많이 사용하여 흡입력이 떨어지게 되면 납흡입기의 나사부분을 돌려서 안에 들어있는 제거된 납들을 털어 내고 청소를 한 후 조립하여 다시 사용하면 흡입력이 좋아지지요. 어린이 여러분! '납흡입기'는 불필요해진 '땜납'을 제거할 때 사용하는 도구라는 것을 알겠지요. '인두'로 납땜 부위를 녹인 후에 흡입기의 흡입 버튼을 누르면 "휙"하는 소리와 함께 말끔히 납을 빨아들이게 되지요.

니퍼
'니퍼'는 전선을 자르거나 전선 끝 부분의 겉껍질(피복)을 벗길 때 사용하는 공구이지요. 가능하면 굵은 철사나 단단한 물건은 자르지 않는 것이 오래 사용 할 수 있는 방법이지요. 또, '니퍼'는 전자 부품을 납땜하고 회로기판 밑으로 나온 불필요한 부분을 잘라 낼 때에도 사용하면 좋지요. 이때 잘려나간 부분이 멀리 튈 수 있으므로 주의해야 해요.
'니퍼'는 '롱로우즈 플라이어'의 한 종류로 끝이 뾰족하기 때문에 정밀한 부분을 잡고 있거나 구부릴 때에도 사용하기 편리하지요.

납땜 작업 연습 따라 하기 .
1. 납땜 인두가 가열되었으면, 인두 끝(팁)과 납을 가까이 하고 납땜 준비를 한다.
2. 인두 끝으로 기판을 가볍게 누르고 기판을 가열한다
3. 납땜할 위치에 납을 대고 적량을 녹인다.(3mm 정도).납이 바로 녹지 않으면 인두의 가열 부족이다.
4. 적당한 양의 납이 녹으면 납을 떼어낸다. 납의 양은 회로기판의 금속 부분에 약간 퍼졌을 때가 가장 적당한 상태이다.
5. 납이 빛나고 약간 퍼질 때까지 기다렸다가 1∼2초 후에 인두를 떼어냅니다.
이때 인두 끝이 흔들리면 마무리가 잘 안되므로 주의해야 한다.
(위 납땜 작업 과정을 만능 기판을 가지고 여러 번 연습하여 숙달되도록 해야 하지요.)

부품 삽입 후 납땜의 순서

1) 인두 끝을 회로기판의 구멍에 부품의 다리를 정확히 맞추고 1.2.3을 세며 기다린다.
2) 인두는 그대로 두고 납을 인두 끝과 기판의 패턴 사이에 밀어 넣는다.
4.5를 세는 시간동안 납을 녹인다.
3) 먼저 납을 떼어 낸다.
4) 다음은 인두를 기판의 패턴으로부터 떼어 낸다.
5) 니퍼나 카터로 필요 없는 다리를 끊으면 납땜이 끝나게 된다.

잘못된 납땜은 어떻게 알아내지요?

1.땜납을 너무 많이 사용했다.
2.주위의 다른 회로나 납땜과 닿기 쉽다.
3.납땜을 엉뚱한 곳에 했다.
4.납땜의 효과가 전혀 없어 부품이 동작하지 않는다.
5.두 개의 부품은 서로 따로 납땜되어야 하는데 땜납이 붙어 버려 전기가 통하게 되었다.

이러한 경우 합선되어 오동작을 일으키게 되는 원인이 된다. 땜납은 떨어져 있지만 선으로 연결되어 결과적으로는 위의 경우처럼 합선이 된다.

납땜을 좀 정확하게----->이런 납땜을 하면 키트가 정확하게 동작하지 않아요.

감자 모양 납땜 --> 기판의 패턴에 납이 붙어있지 않지요.
산모양 --> 부품의 다리에 납이 붙어있지 않지요.
납이 부족한 다리 모양 --> 옆의 패턴과 붙어있는 경우

실패한 납땜을 고치는 방법

대책1. 납이 부족한 경우는 한번 더 인두로 열을 가하면서 한번 더 납땜을 한다.
대책2. 실패한 납땜을 뽑아내고 한번 더 납땜을 한다. 납땜을 뽑아내는 도구는 납흡입선 및 납흡입기 등을 사용한다.

 

 

출처 : Tong - 봉크님의 컴퓨터통