การบัดกรีและการทำวงจรบนแผ่นปรินต์เบื้องต้น

การบัดกรีและเทคนิคการบัดกรี

ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งจะประกอบไปด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ หลายชนิด เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้จะเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบต่อกันอยู่ในวงจรโดยที่ขาของอุปกรณ์ถูกบัดกรีให้เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งถ้าหากจุดบัดกรีติดกันไม่สนิท สกปรกหรือใช้ปริมาณตะกั่วบัดกรีน้อยเกินไปในการทำบัดกรี อาจจะเป็นสาเหตุให้การทำงานของวงจรผิดพลาดและก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบโดยรวมได้

อุปกรณ์ที่ใช้ในการบัดกรี

การบัดกรีเป็นทักษะที่สามารถพัฒนาได้โดยการฝึกปฏิบัติและการมีความรู้ที่ถูกต้องซึ่งการบัดกรีเป็นการประสานส่วนที่เป็นโลหะ 2 ส่วน เข้าด้วยกันโดยการให้ความร้อน และใช้ตะกั่วบัดกรีเป็นตัวประสาน ซึ่งความร้อนที่ใช้ในการหลอมละลายนั้นจะได้จากหัวแร้ง และต้องมีอุณหภูมิสูงเพียงพอที่จะทำให้ตะกั่วบัดกรีหลอมละลายกลายเป็นของเหลว แล้วไหลไปประสานยังผิวของโลหะที่ต้องการบัดกรีให้ติดกัน หลังจากนำเอาหัวแร้งบัดกรีออกจากจุดที่ทำการบัดกรีแล้วตะกั่วบัดกรีก็จะเย็นตัวลงแล้วเกิดการแข็งตัวลง ซึ่งการบัดกรีของโลหะทั้งสองเข้าด้วยกันจะเป็นการเชื่อมต่อกันทางโครงสร้างและทางไฟฟ้า

ตะกั่วบัดกรีและฟลั๊ก

ตะกั่วบัดกรีเกิดจากส่วนผสมระหว่างดีบุกและตะกั่ว ซึ่งโลหะทั้งสองมีจุดหลอมละลายต่ำกว่าโลหะชนิดอื่นๆ สาเหตุของการเลือกใช้โลหะที่มีจุดหลอมละลายต่ำเป็นส่วนผสมของตะกั่วบัดกรีก็เพื่อให้ขณะที่ทำการบัดกรีชิ้นงาน ความร้อนจะเป็นตัวทำให้ตะกั่วบัดกรีหลอมละลายก่อน โดยไม่ทำให้ขั้วไฟหรือสายไฟได้รับความเสียหาย
ด้วยปริมาณส่วนผสมที่แตกต่างกันระหว่างดีบุกและตะกั่ว จึงทำให้คุณสมบัติตะกั่วบัดกรีมีคุณสมบัติแตกต่างกันด้วย เช่น ตะกั่วบักดกรี 60/40 มีส่วนผสมของ ดีบุก 60% และตะกั่ว 40 %

สำหรับสายไฟ ขั้วไฟหรือชิ้นงานอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ ที่มีโอกาสสัมผัสกับอากาศอยู่เสมอจะทำให้เกิดชั้นของฉนวนออกไซด์ที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าปกคลุมที่ผิวหน้าของอุปกรณ์ต่างๆเหล่านั้น ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้สารเคมีสามารถชะล้าง หรือนำชั้นของฉนวนออกไซด์นี้ออกก่อน มิฉะนั้นแล้วการบัดกรีให้ตะกั่วบัดกรีติดกับชิ้นงานนั้นทำได้ยากมาก ซึ่งสารเคมีนี้มีชื่อเรียกว่า ฟลั๊ก ส่วนใหญ่แล้วในตะกั่วบัดกรีที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์จะบรรจุอยู่ไว้ในแกนกลางที่มีลักษณะเป็นหลอดกลวง

หัวแร้งบัดกรี

หัวแร้งบัดกรีจะแบ่งตามอัตรากำลังไฟฟ้าที่หัวแร้งบัดกรีแต่ละขนาดใช้ หรืออาจจะหมายความถึงความสิ้นเปลืองกำลังไฟฟ้าของหัวแร้งบัดกรีนั่นเอง นอกจากนั้นอัตรากำลังไฟฟ้าของหัวแร้งบัดกรียังแสดงถึงปริมาณความร้อนที่สามารถแพร่กระจายออกมาจากหัวแร้งบัดกรีได้อีกด้วย การนำหัวแร้งบัดกรีมาสัมผัสยังจุดที่จุดบัดกรี จะทำให้ความร้อนจากหัวแร้งบัดกรีส่งผ่านไปยังชิ้นงานที่สัมผัสอยู่ ดังนั้น ถ้าเป็นจุดบัดกรีขนาดใหญ่ก็จำเป็นที่ต้องใช้หัวแร้งบัดกรีที่มีอัตรากำลังไฟฟ้าสูงๆด้วย สำหรับการบัดกรีชิ้นงานทางด้านอิเล็กทรอนิกส์นั้น นิยมใช้หัวแร้งบัดกรีแบบดินสอที่มีอัตรากำลังไฟฟ้าสูงกว่า 25 ถึง 60 W

สำหรับปลายของหัวแร้งบัดกรีจะมีรูปร่างและขนาดที่แตกต่างกัน ส่วนการที่จะเลือกแบบใดนั้นวรพิจารณาความเหมาะสมในการส่งผ่านความร้อนไปยังจุดที่ต้องการบัดกรีให้ได้มากที่สุด ทั้งนี้เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับอุปกรณ์หรือขั้วต่อของแผ่นวงจรจากได้รับความร้อนที่มากเกินไป

การใช้งานหัวแร้งบัดกรีบ่อยๆอาจจะทำให้มีสิ่งสกปรกมาเกาะหรือเกิดออกไซด์ขึ้นที่ส่วนปลายที่หัวแร้งบัดกรี ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง ดังนั้น จึงควรทำความสะอาดปลายของหัวแร้งบัดกรีอยู่เสมอ โดยการนำเอาไปเช็ดกับฟองน้ำที่เปียกพอหมาดๆ และเนื่องจากปลายของหัวแร้งตะกั่วบัดกรีโดยทั่วไปทำมาจากโลหะจำพวกทองแดงที่ผ่านการชุบด้วยเหล็กหรือนิเกิล ดังนั้นจึงไม่ควรทำความสะอาดด้วยการตะไบผิวเพราะจะทำให้โลหะที่เคลือบอยู่หลุดออกไป

หลังจากที่ทำความสะอาดเสร็จแล้วควรนำตะกั่วบัดกรีมาหลอมละลายหุ้มส่วนปลายของหัวแร้งอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งการปฏิบัติเช่นนี้จะเป็นการทให้ฟลั๊กของตะกั่วบัดกรีหลอมละลายเคลือบส่วนปลายของหัวแร้งไว้อีกชั้นหนึ่ง เป็นการป้องกันไม่ให้ส่วนปลายของหัวแร้งเกิดปฏิกิริยาอ๊อกซิเดชั่น กับอากาศซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดสนิม และเกิดการผุกร่อน นอกจากนั้นยังช่วยให้การส่งผ่านความร้อนจากส่วนปลายของหัวแร้งไปยังที่จุดที่ต้องการบัดกรีได้ดียิ่งขึ้น

ีเทคนิคการบัดกรี

ก่อนที่จะทำการบัดกรีจะต้องเตรียมอุปกรณ์ที่ต้องบัดกรีและสายไฟใช้สำหรับเชื่อมต่อวงจรให้พร้อมเสียก่อน สำหรับสายไฟนั้นจะต้องนำมาพันเข้ากับขั้วต่อ หรือ ขาของอุปกรณ์ก่อนจากนั้นจึงทำการบัดกรี ทั้งนี้เพื่อช่วยให้จุดบัดกรีมีความแข็งแรงมากขึ้น ส่วนฉนวนหุ้มสายไฟควรทำการปอกให้เหลือเฉพาะลวดตัวนำส่วนที่จะถูกบัดกรีเท่านั้น โดยหลังจากนำสายไฟไปพันเข้ากับขั้วต่อ หรือขาของอุปกรณ์แล้วควรเหลือช่องว่างเอาไว้เล็กน้อย ซึ่งถ้าช่องว่างน้อยเกินไปอาจจะเป็นสาเหตุทำให้เกิดการลัดวงจรกับขั้วต่อไฟฟ้าอื่นๆได้ แต่ถ้าเหลือช่องว่างน้อยเกินไปอาจจะทำให้ฉนวนไหม้ขณะที่ทำการบัดกรีได้

สำหรับสายไฟที่ประกอบขึ้นจากขดลวดตัวนำเส้นเล็กหลายๆเส้น ควรบัดกรีให้เส้นลวดตัวนำเหล่านั้นติดกันก่อนด้วยตะกั่วบัดกรีเสียก่อน ส่วนการวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลงบนแผ่นวงจร หรือแผ่นบอร์ดจะต้องเสียบขาของอุปกรณ์ลงบนแผ่นบอร์ดโดยพยายามให้ตัวอุปกรณ์แนบติดกับแผ่นบอร์ดให้มากที่สุด นอกจากนั้นควรดัดขาของอุปกรณ์ให้แยกออกเล็กน้อย เพื่อให้ขาของอุปกรณ์ขัดอยู่กับแผ่นบอร์ดเป็นการป้องกันไม่ให้อุปกรณ์เคลื่อนตัวในขณะที่ทำการบัดกรี

ีการทำวงจรบนแผ่นปรินต์เบื้องต้น

การทำวงจรบนแผ่นปรินต์สามารถทำได้หลายวิธี เช่น การทำซิลค์สกรีน การทำโฟโตกราฟิก หรือการใช้สีน้ำมันทาทำเป็นลายวงจรลงบนแผ่นปรินต์ ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายและสะดวก โดยในหัวข้อนี้จะขอกล่าวเฉพาะวิธีการใช้สีน้ำมันทาเป็นลายวงจรบนแผ่นปรินต์

1. เขียนลายของวงจรลงบนแผ่นปรินต์ที่เตรียมไว้โดยใช้กระดาษก๊อปปี้

2. ใช้พู่กันจุ่มสีน้ำมันแล้ววาดตามลายวงจรบนแผ่นปรินต์ที่เขียนไว้

3. เมื่อสีน้ำมันที่ทาไว้แห้งแล้วนำแผ่นปรินต์ไปแช่ในกรดกัดปรินต์ เพื่อกัดเอาทองแดงที่ไม่ต้องการออกไปให้หมด โดยการผสมกรดกัดปรินต์กับน้ำและต้องใช้น้ำอุ่นเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้น สำหรับลายทองแดงที่ถูกทาจะไม่ทำปฏิกิริยากับกรดกัดปรินต์

4. เมื่อกรดกัดเอาส่วนของทองแดงที่ไม่ต้องการออกไปหมดแล้ว จะเหลือทองแดงที่ทาสีน้ำมันไว้นำไปล้างน้ำให้สะอาด จากนั้นจึงนำไปเจาะรูอุปกรณ์ลงบนแผ่นปรินต์

5. ทำความสะอาดแผ่นปรินต์อีกครั้งโดยใช้สำลีชุบทินเนอร์เช็ดสีน้ำมัน จากนั้นจึงทำการเคลือบลายด้วยแผ่นปรินต์ด้วยใช้สายยางผสมทินเนอร์ทาเพื่อป้องกันออกไซด์บนลายปรินต์และเพื่อให้สามารถทำการบัดกรีได้ง่ายขึ้น