บทความ › เครื่องมือและความปลอดภัย
บัดกรี ครั้งแรก ตั้งอุณหภูมิ หัวแร้ง ใช้ ฟลักซ์ แยกจุดดีกับจุดเย็น
อุณหภูมิหัวแร้งสำหรับตะกั่วผสมและไร้สารตะกั่ว ฟลักซ์ทำอะไร เคลือบหัวแร้งยังไง ขั้นตอนบัดกรีขาหนึ่งจุด ดูจุดดีกับจุดเย็น และป้องกันควันกับตะกั่ว
- ตะกั่วผสม 63/37 ละลายที่ 183 °C ไร้สารตะกั่ว SAC305 ราว 217–220 °C เลยต้องตั้งหัวแร้งสูงกว่า แต่ตั้งต่ำสุดที่ยังงานดีเสมอ
- ให้ความร้อนทั้งแผ่นทองแดงและขาพร้อมกัน ป้อนตะกั่วที่จุดต่อ ไม่ใช่ที่ปลายหัวแร้ง ถอนตะกั่วก่อน ถอนหัวแร้งทีหลัง
- จุดดีผิวเว้าลงไหลคลุมทั้งขาและแผ่นทองแดง จุดเย็นเป็นก้อนขรุขระ แก้ด้วยการให้ความร้อนใหม่
- ควันฟลักซ์ทำให้เกิดหอบหืดจากการทำงานได้ ทำในที่อากาศถ่ายเท ล้างมือทุกครั้ง และไม่กินอะไรบนโต๊ะบัดกรี
บัดกรีที่ดีคือการทำให้ขาชิ้นส่วนกับแผ่นทองแดงร้อนพอ แล้วให้ตะกั่วไหลเข้าไปเชื่อมทั้งสองฝั่ง ไม่ใช่การหยดตะกั่วร้อน ๆ ลงไปแปะ บทนี้บอกตัวเลขอุณหภูมิที่ใช้เริ่ม ฟลักซ์ทำหน้าที่อะไร วิธีดูแลหัวแร้ง และวิธีดูด้วยตาว่าจุดไหนดี จุดไหนต้องทำใหม่ ปิดท้ายด้วยเรื่องควันและตะกั่วที่มือใหม่มักมองข้าม
งานในบทคือบัดกรีขาแบบเสียบรู (through-hole) เช่น บัดกรีขา header ให้บอร์ด ESP32 หรือเซนเซอร์ ด้วยหัวแร้งแบบปรับอุณหภูมิได้
ของที่ต้องมีบนโต๊ะ
- หัวแร้งปรับอุณหภูมิได้ พร้อมขาตั้ง หัวแร้งที่ไม่มีที่ตั้งอุณหภูมิจะร้อนเท่าไหร่ก็ไม่รู้
- ที่เช็ดหัว ฟองน้ำหมาด ๆ หรือฝอยทองเหลือง
- ตะกั่วบัดกรีไส้ฟลักซ์ (rosin core) ขนาดเส้นเล็กพอกับงาน
- ฟลักซ์แยก แบบปากกาหรือแบบเจล ช่วยมากกับไร้สารตะกั่วและแผ่นทองแดงใหญ่
- แว่นตานิรภัย ขาที่ตัดทิ้งและตะกั่วกระเด็นเข้าตาได้
- ตัวจับชิ้นงาน (มือที่สาม หรือปากกาจับ) ไม่ต้องใช้มือจับชิ้นงานร้อน
- พัดลมหรือเครื่องดูดควัน
ตะกั่วผสม กับไร้สารตะกั่ว
| ตะกั่วผสม 63/37 (Sn/Pb) | ไร้สารตะกั่ว SAC305 | |
|---|---|---|
| จุดหลอมเหลว | 183 °C (หลอมทันทีที่จุดเดียว) | 217–220 °C |
| อุณหภูมิหัวแร้งที่พบในคู่มือ | ราว 300–350 °C | ราว 340–380 °C |
| การไหล | ไหลง่าย ให้อภัยมือใหม่ | ต้องการความร้อนและฟลักซ์มากขึ้น |
| หัวแร้ง | สึกช้ากว่า | หัวเป็นออกไซด์เร็วกว่าได้ถึงราว 5 เท่า |
| ข้อควรระวัง | มีตะกั่ว ต้องล้างมือ | ไม่มีตะกั่ว แต่ควันฟลักซ์ยังต้องระวัง |
ช่วงอุณหภูมิในตารางแตกต่างกันไปตามแหล่ง เพราะขึ้นกับรุ่นสถานีบัดกรี ขนาดหัว และขนาดจุดต่อ SparkFun แนะนำความร้อนปานกลางราว 325–375 °C สำหรับงานทั่วไป หลักที่ผู้ผลิตหัวแร้งพูดตรงกันคือ ตั้งต่ำที่สุดที่ยังได้จุดต่อดี เพราะความร้อนเกินทำให้หัวสึกเร็วและฟลักซ์ไหม้
อย่าผสมตะกั่วสองชนิดในจุดเดียว ถ้าแก้งานเก่าที่ไม่รู้ว่าใช้อะไร ให้ดูดตะกั่วเดิมออกก่อน
ตัวอย่าง: คำนวณอุณหภูมิตั้งต้น
หลักคิดจากคู่มือผู้ผลิตหัวแร้ง: ตะกั่วที่จุดต่อควรร้อนกว่าจุดหลอมราว 50 °C แล้วตั้งหัวแร้งเผื่อเพิ่มอีก 70–100 °C เพราะความร้อนถูกดูดออกตอนแตะชิ้นงาน สถานีที่คืนความร้อนเร็วเผื่อน้อย สถานีที่คืนความร้อนช้าเผื่อมาก
ตะกั่วผสม 63/37
- 183 + 50 = 233 °C ที่จุดต่อ
- สถานีคืนความร้อนเร็ว: 233 + 70 = 303 °C
- สถานีคืนความร้อนช้า: 233 + 100 = 333 °C
ไร้สารตะกั่ว SAC305
- 220 + 50 = 270 °C ที่จุดต่อ
- คืนความร้อนเร็ว: 270 + 70 = 340 °C
- คืนความร้อนช้า: 270 + 100 = 370 °C
ใช้ค่านี้เป็นจุดเริ่ม ถ้าตะกั่วไหลช้า ต้องแตะค้างนาน ขึ้นทีละ 10 °C ถ้าเห็นควันฟลักซ์พุ่งเยอะหรือหัวดำเร็ว ลดลง แผ่นทองแดงใหญ่ที่ต่อลงกราวด์ดูดความร้อนมาก อาจต้องใช้หัวใหญ่ขึ้นแทนการเร่งอุณหภูมิ
ฟลักซ์ทำหน้าที่อะไร
ผิวโลหะทุกชิ้นมีออกไซด์บาง ๆ เคลือบอยู่ ตะกั่วไม่เกาะออกไซด์ ฟลักซ์ทำความสะอาดผิวตอนร้อน ทำให้ตะกั่วไหลแผ่และเกาะ (wetting) ตะกั่วไส้ฟลักซ์มีฟลักซ์อยู่ในเส้นแล้ว พอสำหรับงานขาทั่วไป ใช้ฟลักซ์เพิ่มเมื่อ
- ใช้ไร้สารตะกั่ว ซึ่งไหลยากกว่า
- แผ่นทองแดงใหญ่หรือต่อกับกราวด์
- แก้จุดเก่าที่ฟลักซ์ในตะกั่วไหม้ไปหมดแล้ว
คราบฟลักซ์ที่เหลือเช็ดออกด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์กับแปรงขนนุ่ม
เคลือบหัวแร้ง (tinning)
หัวแร้งที่เคลือบตะกั่วบาง ๆ ส่งความร้อนเข้าชิ้นงานได้ดี หัวที่ดำเป็นออกไซด์ส่งความร้อนแทบไม่ได้ ทำให้คนเข้าใจผิดว่าต้องเร่งอุณหภูมิ
- หัวแร้งร้อนแล้ว เช็ดกับฟองน้ำหมาดหรือฝอยทองเหลือง
- แตะตะกั่วเข้าที่ปลายหัว ให้เคลือบเงาทั่ว
- ก่อนวางกลับขาตั้งทุกครั้ง เติมตะกั่วเคลือบไว้
- ก่อนปิดเครื่อง เคลือบตะกั่วหนาขึ้นนิดหนึ่งแล้วค่อยปิด ไม่ต้องเช็ดออก
บัดกรีขาหนึ่งจุด ทีละขั้น
- เสียบขาชิ้นส่วนผ่านรู จับชิ้นงานให้นิ่ง
- แตะหัวแร้งด้วยด้านข้างของปลาย ให้โดน ทั้งแผ่นทองแดงและขา พร้อมกัน
- รอให้ร้อนครู่หนึ่ง แล้วป้อนตะกั่วเข้าที่จุดต่อฝั่งตรงข้ามหัวแร้ง ตะกั่วต้องละลายเพราะความร้อนของชิ้นงาน ไม่ใช่เพราะแตะหัวแร้งตรง ๆ
- พอตะกั่วไหลคลุมแผ่นรอบขา ถอนตะกั่วออกก่อน แล้วถอนหัวแร้ง
- อย่าขยับชิ้นงานจนตะกั่วแข็งตัว
- ตัดขาส่วนเกิน โดยเอามืออีกข้างหรือเทปปิดไว้กันขากระเด็น
จุดดี กับจุดที่ต้องแก้
| ลักษณะ | แปลว่า | แก้ยังไง |
|---|---|---|
| ผิวเว้าลง ทรงกรวยเหมือนภูเขาไฟ คลุมทั้งขาและแผ่นทองแดง | จุดดี ตะกั่วเกาะทั้งสองฝั่ง | ไม่ต้องทำอะไร |
| ก้อนขรุขระ ผิวเป็นเม็ด ไม่เรียบ | จุดเย็น ตะกั่วไม่ละลายเต็มที่ | ให้ความร้อนใหม่จนไหล เติมฟลักซ์ถ้าจำเป็น |
| ก้อนกลมใหญ่ ขอบไม่แนบแผ่น | ตะกั่วมากเกิน อาจไม่เกาะจริง | ใช้หัวแร้งดึงส่วนเกินออก หรือใช้ลวดซับตะกั่ว |
| ตะกั่วบาง เห็นแผ่นทองแดงโผล่ | ตะกั่วน้อยเกิน แตกร้าวได้ภายหลัง | ให้ความร้อนแล้วเติมตะกั่ว |
| ตะกั่วเกาะขาแต่ไม่เกาะแผ่น | ความร้อนไม่ถึงแผ่นทองแดง | แตะหัวแร้งที่โคนให้โดนแผ่น แล้วเติมตะกั่ว |
| สองจุดข้างกันเชื่อมถึงกัน | สะพาน (bridge) ลัดวงจร | ลากหัวแร้งร้อนผ่านช่องระหว่างขา หรือใช้ลวดซับ |
| คราบน้ำตาลไหม้รอบจุด | ร้อนเกินหรือนานเกิน | ทำความสะอาดด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ลดอุณหภูมิครั้งถัดไป |
บัดกรีเสร็จแล้ว ใช้มัลติมิเตอร์โหมดความต่อเนื่องเช็กขาที่ติดกันว่าไม่มีสะพาน (ดูบทมัลติมิเตอร์)
จุดที่ดูแข็งแรงไม่ได้แปลว่าต่อถึงกัน ก้อนตะกั่วใหญ่ที่ไม่เกาะแผ่นทองแดงอาจนำไฟได้วันนี้ แล้วขาดพรุ่งนี้
ควันและตะกั่ว: ทำให้เป็นนิสัย
- ควันฟลักซ์ ควันจาก rosin ที่สูดเข้าไปซ้ำ ๆ ทำให้เกิดหอบหืดจากการทำงาน หรือทำให้หอบหืดที่เป็นอยู่แย่ลง และระคายเคืองตาและทางเดินหายใจ ทำในที่อากาศถ่ายเท เอียงหัวไปด้านข้างอย่าก้มหน้าอยู่เหนือควัน ถ้าไม่มีเครื่องดูดควัน ใช้พัดลมเล็กเป่าจากด้านหลังผ่านโต๊ะ ไม่ให้เป่าใส่หน้าคนข้าง ๆ
- ตะกั่ว ทางเข้าร่างกายหลักคือกลืนเข้าไปจากมือที่เปื้อน ล้างมือด้วยสบู่ทุกครั้งหลังบัดกรี ไม่กินหรือดื่มบนโต๊ะบัดกรี เศษตะกั่วและฟองน้ำเก่าทิ้งแยกจากขยะทั่วไป
- ความร้อน วางหัวแร้งในขาตั้งทุกครั้ง ห้ามวางบนโต๊ะ ปิดเมื่อไม่ใช้ ไม่มีของติดไฟใกล้ ๆ ใส่แว่นตา
- ถ้ามีอาการระคายเคืองหรือหายใจไม่สะดวกระหว่างบัดกรี หยุดพักออกไปที่อากาศโล่ง ถ้าอาการไม่หายควรปรึกษาแพทย์
ข้อผิดพลาดที่เจอบ่อย
- ละลายตะกั่วบนหัวแร้งแล้วป้ายลงจุดต่อ ฟลักซ์ไหม้หมดก่อนถึงงาน ได้จุดเย็นทุกครั้ง
- เร่งอุณหภูมิแทนการทำความสะอาดหัว หัวที่ดำแค่เคลือบใหม่ก็กลับมาร้อนดี
- แตะแค่ขา ไม่โดนแผ่นทองแดง ตะกั่วเกาะขาเป็นเม็ด แผ่นด้านล่างไม่เกาะ
- เป่าให้เย็นเร็ว หรือขยับชิ้นงานก่อนแข็ง ผิวขรุขระ จุดร้าว
- บัดกรีบอร์ดตอนเสียบไฟ ถอดสาย USB และแบตออกก่อนเสมอ
บทถัดไป: เบรดบอร์ดกับสายจัมเปอร์
แหล่งข้อมูล
- How to Solder: Through-Hole Soldering — SparkFun Learn
- Adafruit Guide to Excellent Soldering: Common Problems — Adafruit
- Soldering Guidelines — University of Toronto Environmental Health and Safety
- Lead-Free Soldering, Derek’s Tech Tips Issue 16 — Hakko UK
- Soldering tip oxidation and care — Hakko UK
- Solder Melting Point Guide: Leaded vs. Lead-Free — LCSC
คำถามที่พบบ่อย
มือใหม่ควรใช้ตะกั่วผสมหรือไร้สารตะกั่ว
ตะกั่วผสมไหลง่ายกว่าและใช้อุณหภูมิต่ำกว่า แต่มีตะกั่วที่ต้องระวังเรื่องล้างมือ ไร้สารตะกั่วปลอดภัยกว่าในเรื่องนี้แต่ต้องใช้ความร้อนสูงขึ้นและฟลักซ์มากขึ้น ถ้ามีเด็กใช้โต๊ะร่วมด้วย เลือกไร้สารตะกั่ว
บัดกรีแล้วตะกั่วไม่ยอมเกาะ ไหลเป็นเม็ดกลม
มักเป็นเพราะหัวแร้งมีออกไซด์ ผิวโลหะสกปรก หรือความร้อนไม่ถึงแผ่นทองแดง เช็ดหัวแร้งแล้วเคลือบตะกั่วใหม่ แตะให้โดนทั้งขาและแผ่นทองแดง และเติมฟลักซ์
ควรตั้ง 400 °C ไว้เลยจะได้เร็ว ๆ ไหม
ไม่ควร หัวแร้งเป็นออกไซด์เร็วขึ้นมากที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 °C และฟลักซ์ไหม้ก่อนได้ทำงาน ตั้งต่ำสุดที่ตะกั่วยังไหลดี
วงจรและโค้ดในบทความทดสอบกับบอร์ดตัวอย่าง บอร์ดต่างรุ่นอาจใช้ขาต่างกัน ตรวจ pinout ของบอร์ดที่ใช้ก่อนต่อไฟเสมอ