Soldering dan Desoldering

Soldering dan Desoldering

Tahukah anda syarat rangkaian elektrik yang baik tak lepas dari hasil meyolder yang baik juga? Disini akan diulas lebih dalam cara menyolder dengan hasil yang baik. Dalam pekerjaan solder-menyolder komponen elektronika ini kita ketahui dulu bahan timah yang digunakan. Ada berbagai jenis timah yang dijual di toko-toko elektronika,  biasanya timah untuk keperluan pematrian komponen elektronika berbentuk seperti kawat.

Bahan patri / timah yang baik, yang digunakan untuk menyolder komponen elektronika adalah jenis alloy. Timah jenis alloy ini terdiri dari perak dan timah. Bahan alloy itu berbentuk buluh panjang yang berisi bahan organik berupa pasta yang disebut rosin.

Alloy yang terdiri atas campuran 60 % perak dan 40% timah akan meleleh pada suhu 190 derajat Celcius, sedangkan alloy eutetic yang terdiri atas 63% perak dan 37% timah mempunyai titik leleh sekitar 180C. Kedua jenis ini cocok digunakan untuk mematri komponen elektronika.

Sedangkan timah patri dengan perbandingan 50/50 mempunyai titik leleh 213C dan timah patri perbandingan 40/60 akan meleleh pada suhu 235 derajat Celcius, kedua jenis timah patri ini jarang digunakan untuk komponen elektronik dan dan biasanya jenis ini digunakan untuk mematri barang-barang yang tahan panas misalnya sambungan kawat ground dan sebagainya.

Timah

Jadi kesimpulannya timah yang kita gunakan untuk mematri, kita sesuaikan dengan barang yang akan kita solder, jika akan mematri komponen elektronika gunakan jenis timah yang leleh antara suhu 180-190 derajat celcius, kita bisa menggunakan jenis timah dengan perbandingan 60/40, timah ini banyak dijual dipasaran berbentuk kawat dengan diameter antara 0,85 mm - 1 mm.

Pasta patri

Selain timah, dalam pekerjaan solder-menyolder ini sering juga kita memerlukan pasta patri. Kegunaan pasta ini untuk memudahkan timah menempel dengan barang yang dipatri, misalnya pada pematrian kawat atau terminal. Olesan pasta juga berfungsi untuk mencegah oksidasi pada waktu barang yang dipatri itu dipanasi.

Cara melakukan penyolderan yang baik :

1. Tancapkan solder pada kontak listrik
2. Tunggu Solder hingga panasnya mencukupi
3. Ujung solder dibersihkan dengan spons basah
4. Jika solder baru, ujung solder dilapisi dulu dengan timah tipis dan merata.
5. Bersihkan bahan yang akan disolder (harus bebas dari lemak, karat atau kotoran lainnya)
6. Komponen dipasang erat pada PCB (lubang tidak longgar), sehingga komponen tidak goyang
7. Tempelkan ujung solder pada kaki komponen dan PCB yang akan di patri hingga panasnya cukup
8. Kemudian tempelkan timah pada ujung solder sampai meleleh dengan jumlah yang cukup sampai patri/timah terlihat mengepyar,
9. Angkat solder dan timah, tunggu beberapa saat sampai timah mengeras dan komponen tidak goyang. Selesai

Perhatikan gambar berikut adalah hasil penyolderan yang benar dan salah :

Hasil penyolderan

Cara penyolderan yang salah dan sering terjadi adalah timah patri ditempel pada ujung solder, kemudian dibawa ke tempat yang akan dipatri. Cara yang demikian ini sama sekali tidak dianjurkan, karena kedua media yang akan dipatri harus sama-sama dalam keadaan panas, baru patri dilelehkan diatasnya.

Untuk pematrian komponen semiconductor (seperti Transistor, IC), usahakan proses pemanasan sesingkat mungkin, dengan cara menunggu terlebih dahulu solder mencapai panas yang cukup tinggi sebelum ditempelkan. Bila perlu body komponen semi konduktor dibungkus dengan kain basah sehingga panas dari kaki komponen tidak menjalar ke body komponen atau apabila iC atau transistor menggunakan Headsink/pendingin pasang terlebih dahulu pendingin tersebut ke bodi komponen, lalu lakukan penyolderan. Hal ini dilakukan karena komponen tersebut mudah rusak jika panas berlebihan.

Setelah penyolderan pemasangan komponen selesai semua, muka PCB bekas patrian dibersihkan dengan thinner untuk menghilangkan sisa-sisa pasta yang masih menempel di PCB.

CARA MENGGUNAKAN SOLDER :

1. Dianjurkan menggunakan tangan kanan untuk memegang solder.
2. Dilarang bergetar dalam memegang solder, caranya dengan yang ada seperti gambar di samping.
3. Kemiringan ± 45°.

Cara memegang timah :

1. Pegang dengan tangan kiri.
2. Timah harus dipegang sekitar 2cm dari ujung.

Posisi solder dengan timah :

1. Posisi solder iron harus 45° mengenai kaki komponen dan pet pada PCB yang akan disolder.
2. Sentuhkan timah ke ujung solder iron.
3. Fungsi posisi 45° adalah untuk menyeimbangkan panas, mempermudah pencairan timah.

 Langkah-langkah penyolderan :

1. Bersihkan permukaan PCB yang akan disolder.
2. Masukkan/letakkan komponen ke PCB yang akan disolder.
3. Letakkan soldering iron tip diantara kaki PCB dan kaki komponen agar menda
   patkan panas yang cukup.

4. Berikan timah dengan jumlah yang secukupnya dilokasi yang akan disolder.
5. Jika timah yang diperlukan sudah cukup, angkatlah timah (solder wire) terlebih dahulu agar tidak masih menempel di daerah yang disolder pada PCB. Usahakan maksimal lama penyolderan ± 5 detik.
6. Angkatlah soldering iron.

Teknik Menyolder - Berikut adalah artikel mengenai Teknik Menyolder yang akan kami ulas lebih lanjut di dunia elektro

Teknik Menyolder

A. Peralatan

Peralatan yang dibutuhkan pada waktu menyolder, diantaranya :

1. Timah solder/Tinol (metal yang mempunyai titik cair cukup rendah sehingga mudah mencair);
2. Multitester/Multimeter (digunakan untuk memeriksa komponen sebelum disolder);
3. Penjepit/tang (digunakan untuk menjepit kaki komponen elektronika yang akan di solder, sehingga komponen tersebut mudah dipasang dan tidak terlalu panas karena sebagian panas akan disalurkan pada penjepit);
4. Penghisap solder (digunakan untuk membersihkan tinol baik yang ada pada PCB maupun komponen, juga digunakan untuk mempermudah waktu mencabut komponen dari PCB);
5. Dudukan solder (digunakan untuk menyimpan solder yang panas ketika sedang tidak digunakan).

B. Keselamatan Kerja

1. Gunakan kacamata polycarbonate atau yang sejenis untuk melindungi mata dari asap solder
2. Jangan pernah menyentuh elemen pemanas atau ujung dari solder
3. Selalu kembalikan solder pada stand soder setelah digunakan atau ketika tidak digunakan
4. Lakukan penyolderan pada area yang cukup ventilasi
5. Cuci tangan ketika selesai mengerjakan penyolderan

C. Persiapan Penyolderan

• Dipasaran terdapat solder yang mempunyai rentang daya antara 15 watt s/d 40 watt. Semakin besar tegangannya, solder tersebut akan semakin panas. Dalam pemilihan solder yang harus kita perhatikan adalah benda kerja yang akan di solder. Untuk menyolder komponen elektronika dianjurkan menggunakan solder yang berkekuatan 30 watt, supaya tidak terlalu panas yang menyebabkan komponen yang disolder menjadi rusak.
• Periksa PCB dan komponen elektronika yang akan di solder. Pastikan bahwa komponen-komponen tersebut bisa berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.

D. Proses Penyolderan

Jika hal diatas sudah dipahami dan dipersiapkan maka mari lanjutkan pada tahap penyolderan. Perhatikan dengan seksama tahapan dibawah ini dan hal-hal yang harus dilakukan selama tahap penyolderan.

1. Bersihkan PCB dan Kaki Komponen

Bersihkan bagian-bagian yang akan disolder baik itu PCB maupun kaki komponen elektronika dengan ampelas halus atau pisau sehingga lapisan-lapisan cat, gemuk atau oksida tersingkirkan. Bila menggunakan kawat montase berisolasi (misal; kawat email) maka kelupaslah dulu isolasinya sepanjang 6-7mm kemudian ujung kawat dilapis dengan timah.

2. Memasukan Komponen Elektronika pada PCB

Kawat kaki komponen dimasukan pada lubang PCB dan bengkokan dengan tang sehingga terdapat pengait mekanis untuk menjaga posisi komponen. Ujung kawat yang berdiameter besar harus dipasang sedemikian rupa sehingga penyolderan dapat dilakukan dengan baik.

3. Mengatur Posisi PCB

Aturlah posisi PCB dan titik solderan sehingga cairan timah dapat mengalir sendiri ke titik yang diinginkan dengan bantuan gravitasi bumi.

4. Memanaskan PCB dan Kaki Komponen

Letakan bagian datar dari ujung solder ke sisi yang lebar pada PCB sehingga penyaluran panas terjadi melalui permukaan yang paling luas.

5. Menambahkan Timah pada Titik Solderan

Berikan timah pada titik solderan dan usahakan lapisan kolophonium lebih dulu mencair baru kemudian timah. Jumlah timah yang dilebur pada titik solderan tidaklah harus memenuhi lingkaran pad PCB.

6. Menarik Timah Solder

Setelah jumlah timah yang meleleh dirasa cukup, singkirkan timah dari titik solderan. Tahan ujung solder pada titik solderan sampai timah meresap pada semua bagian solderan. Setelah itu tarik ujung solder dari titik solderan dan biarkan beberapa saat untuk proses pendinginan.

7. Mendinginkan Titik Solderan

Selama pendinginan, titik penyolderan tidak boleh terguncang untuk menghindari penyolderan dingin. Penyolderan dingin dapat dilihat dari permukaan timah pada titik solderan yang menjadi buram.

8. Perhatikan

Untuk menyolder komponen semikonduktor gunakanlah solder yang panas dan lakukan dengan cepat. Hindari menggunakan solder yang dingin yang justru membuat proses penyolderan menjadi lebih lama kecuali dalam kondisi tertentu yang mengharuskan menggunakan solder yang lebih dingin.

Soldering dan Desoldering PCB

Oleh: Rugianto, SPd., MT.

          Widyaiswara Madya PPPPTK BOE Malang

Hasil soldering yang baik merupakan salah satu aspek terpenting dalam realisasi suatu rangkaian elektronika. Soldering digunakan untuk menghubungkan antara kaki-kaki komponen – komponen elektronika dengan suatu sirkuit pada PCB (Printed Circuit Board). Sehingga dapat dikatakan bahwa soldering adalah proses penyambungan antara komponen elektronika dengan cirkuit. Baik – buruknya koneksi antar komponen dalam cirkuit (sistem) sangat dipengaruhi dari baik-buruknya soldering yang dilakukan.

Gambar 1. Variasi Hasil solder

Gambar di di atas menunjukkan beberapa hasil soldering yang bervariasi. Ada yang hasilnya bagus (ideal) ada pula yang kurang bagus (timahnya terlalu banyak). Untuk beberapa jenis rangkaian, hal ini tidak terlalu berpengaruh dan tidak terlalu dipermasalahkan, sehingga soldering hanya menjadi bagian dari aspek kerapihan rangkaian. Akan tetapi, untuk beberapa jenis rangkaian yang lain, terutama yang menggunakan komponen elektronika jenis SMD (surface mount device), masalah soldering sangat perlu untuk diperhatikan.

Untuk dapat memperoleh hasil soldering yang bagus, diperlukan teknik soldering yang baik dan benar, serta dibutuhkan jam terbang yang cukup banyak dalam soldering.

Berikut adalah beberapa tips yang perlu diperhatikan dalam teknik soldering untuk mendapatkan hasil soldering yang bagus:

1.    Gunakan solder sesuai dengan kebutuhan –> disarankan untuk memilih solder yang memiliki pengaturan suhu, sehingga dapat diatur suhu soldering sesuai dengan kebutuhan. Solusi lain adalah memilih solder dengan daya sesuai kebutuhan. Misalkan untuk menyolder komponen – komponen elektronika yang tidak tahan panas (IC, LED), cukup menggunakan solder dengan daya 30-40 watt.

Gambar 2. Solder

2.    Pilih mata solder yang sesuai –> ada banyak sekali jenis mata solder, mulai dari yang kecil dan runcing sampai yang besar dan tumpul. Menurut pengalaman, solder yang digunkan tidak perlu bagus-bagus, yang penting adalah mata soldernya yang bagus, yang mampu menghantarkan panas dengan baik. Beberapa merk mata solder yang terkenal dan bagus adalah goot dan dekko

Gambar 3. Variasi mata solder

3.    Gunakan kualitas timah solder yang bagus dan diameter timah yang sesuai dengan kebutuhan. Beberapa merk timah solder yang memliliki kualitas yang bagus adalah goot dan dekko. Hasil soldering timah dengan kualitas bagus akan terlihat mengkilap. Selain kualitas timah solder, yang perlu diperhatikan adalah diameter timah yang digunakan. Diameter timah yang dijual dipasaran (yang sering digunakan) bervariasi dari 0,3 mm sampai 0,6 mm. Untuk timah dengan diameter kecil (0,3 mm) biasanya digunakan untuk menyolder komponen – komponen kecil, seperti komponen smd. Sedangkan untuk komponen axial footprint, biasanya digunakan timah solder dengan diameter yang lebih besar (0,6 mm).

Gambar 4. Variasi timah

4.    Gunakan Spons yang telah dibasahi dengan air untuk membersihkan mata solder dari sisa-sisa timah yang menempel. Untuk memperoleh hasil soldering yang bagus, maka jagalah mata solder tetap bersih dengan membersihkannya dengan menggunakan spons basah (cukup digesek-gesekkan saja).

Gambar 5. Spoon

5.    Bersihkan circuit (PCB) dari debu-debu / kotoran dengan menggunakan alkohol serta olesi pad kaki komponen dengan menggunakan lotfet dengan tujuannya agar timah dapat dengan mudah menempel pada circuit PCB dan kaki komponen.

6.    Untuk komponen jenis IC, disarankan utuk menggunakan socket IC –> IC tidak disolder secara langsung pada circuit PCB (yang disolder pada circuit adalah socket IC-nya). Tujuan dari penggunaan soket IC ini dikarenakan komponen IC merupakan jenis komponen elektronika yang tidak tahan panas, jadi dikhawatirkan apabila disolder langsung pada circuit dan waktu solderingnya terlalu lama, atau panasnya terlalu tinggi, maka dapat merusak IC tersebut. Tujuan yang ke dua adalah agar apabila kelak IC yang bersangkutan mengalami kerusakan, maka dapat dengan mudah diganti tanpa harus melakukan desoldering.

Gambar 6. soket IC

1.    Papan Rangkaian Tercetak (PRT)

Papan Rangkaian Tercetak (PRT) atau sering juga disebut PCB (Printed Circuit Board) merupakan papan pemasangan komponen elektronika yang jalur hubungannya menggunakan papan berlapis tembaga. Pembentukan jalur PCB dilakukan dengan cara etching (pelarutan), dimana sebagian tembaga dilepaskan secara kimia dari suatu papan lapis tembaga  kosong (blangko). Tembaga yang tersisa beserta alasnya itulah yang akan membentuk jalur pengawatan PCB.

Papan Berlapis Tembaga

Papan berlapis tembaga disebut juga Cupper Clade Board. Pembuatan papan berlapis tembaga dilakukan dengan cara laminasi yaitu melekatkan lembaran tipis tembaga dengan ketebalan 0,0014 inchi sampai dengan 0,0042 inchi  di atas substrat atau alas. Substrat terbuat dari bahan Phenolik atau bahan serat gelas (fibre glass). Papan rangkaian yang terbuat dari bahan Phenolik tidak boleh digunakan pada frekuensi di atas 10 MHZ, karena akan mengakibatkan kerugian signal. Papan Phenolik biasanya berwarna coklat. Papan rangkaian yang terbuat dari bahan serat gelas mampu menangani frekuensi sampai dengan 40 MHz. Papan ini mempunyai warna kehijauan dan semi transparan.

Langkah-langkah Membuat PCB

Pembuatan PCB diawali dengan merancang tata letak dan jalur rangkaian berdasarkan diagram skema. Untuk mempermudah dalam merancang tata letak  digunakan kertas grid. Tata letak yang dihasilkan kemudian digunakan untuk merancang jalur rangkaian dengan menggunakan kertas trasparan. Caranya yaitu dengan meletakan kertas transparan (tembus cahaya) di atas gambar tata letak  kemudian gambar jalur rangkaian. Selain kertas transparan dapat digunakan kertas kalkir atau plastik transparasi untuk OHP. Gambar jalur rangkaian pada kertas transparan ini dapat disebut sebagai film. Disebut film positip jika gambar jalur rangkaian dibuat hitam . Disebut film negatif jika yang dihitamkan adalah dasarnya, sedang yang bening sebagai jalur rangkaian-nya.

Gambar jalur rangkaian pada kertas transparan (film) kemudian disalin ke atas papan lapis tembaga kosong. Penyalinan ini dapat dipilih salah satu diantara tiga metode, yaitu metode gambar langsung, metode fotografik atau metode sablon.

Metode gambar langsung, jalur rangkaian digambar langsung di atas bahan papan lapis tembaga kosong dengan menggunakan tinta / cat atau bahan tempel yang tahan (resist) terhadap cairan pelarut.

Langkah-langkah pembuatan papan rangkaian tercetak ditunjukan dalam gambar  di bawah.

Gambar 7. Blok Diagram Pembuatan PCB

Pada metode fotografik, gambar jalur rangkaian pada film (kertas tembus cahaya) diletakan di atas papan lapis tembaga kosong  yang sudah dipekacahayakan (dilapisi bahan foto resist). Kemudian secara fotografi, papan beserta film disinari (ekspose) untuk memindahkan bayangan gambar jalur rangkaian ke atas papan lapis tembaga kosong.

Pada metode sablon, gambar jalur rangkaian pada film (kertas tembus cahaya) dipindahkan ke screen yang kemudian digunakan untuk membuat gambar jalur rangkaian pada papan lapis tembaga kosong.

Gambar jalur rangkaian pada papan lapis tembaga difungsikan sebagai bahan pelindung (resist). Setelah pelarutan dengan cairan pelarut yang disebut etchant, semua lembaran tembaga kecuali yang tertutup atau tergambar oleh bahan resist akan dilarutkan. Hasilnya merupakan jalur rangkaian yang tertinggal pada bahan alas.

Langkah selanjutnya adalah membersihkan PCB dari bahan pelarut tembaga maupun bahan gambar kemudian dikeringkan. Setelah PCB kering, dilakukan pengeboran atau pembuatan lubang-lubang kaki komponen serta penyelesaian akhir pembuatan PCB.

Struktur Kerja / Materi pembuatan PRT

Struktur kerja pembuatan papan rangkaian tercetak adalah sebagai berikut :

1)    Menyiapkan Gambar

Fotokopilah gambar tata letak dan jalur rangkaian yang telah dibuat. Gambar hasil fotokopi yang akan digunakan, sedang gambar aslinya disimpan sebagai master dan dapat digunakan lagi pada masa mendatang. Digunakan gambar fotokopi karena gambar akan rusak setelah digunakan untuk menandai titik-titik bantalan.

2)    Menyiapkan Papan Lapis Tembaga Kosong

a)    Potonglah papan lapis tembaga kosong sesuai dengan ukuran akhir, tapi beberapa orang lebih suka memotongnya lebih besar dan memotongnya lagi setelah pelarutan. Pinggiran yang kasar diratakan dengan kikir.

b)    Bersihkan permukaan papan lapis tembaga.

c)    Permukaan papan lapis tembaga kosong harus bersih dari segala bentuk minyak, gemuk dan semacamnya agar pelarutan dapat dilakukan dengan berhasil.

Cara pembersihannya adalah sebagai berikut:

a)    Basahi permukaan tembaga dengan air yang mengalir

b)    Bubuhkan bubuk gosok secukupnya diatas permukaan tembaga.

c)    Dengan kain halus atau kertas pembersih, gosoklah pada seluruh permukaan tembaga sampai cukup mengkilap. Jangan menggosok terlalu keras karena bisa merusakan lapisan tembaga.

d)    Sesudah digosok, bersihkan di bawah air mengalir.Apabila papan telah bersih dari minyak dan oksida maka air akan mengalir keseluruh permukaannya. Bila masih ada kontaminasi / minyak, air akan menghindari daerah ini. Setelah bersih jangan lagi menyentuh permukaan tembaga dengan tangan, lemak-lemak pada badan  akan berkontaminasi dengan permukaan papan. Mulai sekarang untuk menanganinya dengan memegang  tepinya.

e)    Bersihkan air pada permukaan papan dengan meletakannya secara berdiri dan biarkan air mengalir ke bawah atau keringkan dengan kain yang bersih.

3)    Membuat Tanda Titik Bantalan

Letakan salinan tata letak / jalur (fotokopi) di atas papan lapis tembaga kosong yang sudah dipotong dengan ukuran yang sama dan ditahan dengan pita perekat. Ketoklah titik-titik pada salinan tata letak / jalur dengan penitik. Perlu diperhatikan pada saat menitik jangan diketok terlalu keras karena bisa menyebabkan pecahnya papan.

Tanda titik hanya sekedar menandai bahwa pada titik tersebut akan dibuat bulatan bantalan. Setelah semua tanda titik diketok maka salinan tata letak / jalur (fotokopi) dilepaskan.

4)    Membuat Bulatan Bantalan dan Jalur

Pembuatan bulatan bantalan dan jalur rangkaian dapat menggunakan bermacam-macam bahan resist dan metoda. Pemilihan bahan dan metode disesuikan dengan anggaran dan ketrampilan dalam menggambar. Hal lain yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan adalah tersedianya bahan penghapus bahan resist. Penghapus digunakan untuk pembenahan apabila terjadi kesalahan dan diperlukan sesudah pelarutan, karena sebelum dilakukan penyolderan resist harus dihapus dahulu.

Metode yang digunakan di sesuaikan dengan bahan. Metode cap menggunakan bahan tinta pelindung (resist ink). Metode tempel menggunakan pola-pola resist yang di pindahkan, misalya bahan rugos. Metode gambar langsung menggunakan pena dengan tinta resist / spidol permanen. Metode - metode diatas bisa digunakan secara saling melengkapi.

5)    Sentuhan Akhir

Periksa gambar yang telah dibuat, apakah gambar telah sama dengan gambar master atau belum. Struktur kerja atau langkah kerja pembuatan papan rangkaian tercetak dapat dijelaskan dengan menggunakan Gambar 8 di bawah.

Gambar 8.  Struktur Kerja Pembuatan PCB

Metode Gambar Langsung

2.    Teknik soldering desoldering

Menyolder adalah proses membuat sambungan logam secara listrik dan mekanis menggunakan logam tertentu (timah) dengan menggabung-kannya dengan alat khusus (solder). Alat ini berfungsi untuk memanaskan sambungan pada suhu tertentu. Solder memiliki sebuah elemen pemanas yang menghasilkan panas. Pada ujung elemen pemanas terdapat “bit”, bagian inilah yang memegang peran penting dalam pemanasan dan penyolderan.

Gambar 9 Solder listrik

Bagian pada elemen pemanasan dapat mencapai suhu 190 ⁰C dan bagian “bit” dapat mencapai 250 ⁰C. Agar tidak menimbulkan kerusakan pada komponen atau kerusakan pada jalur PCB sebaiknya proses penyolderan dilakukan tidak terlalu lama. Juga dipilih solder maupun timah solder yang sesuai misalnya daya solder 25 W. Untuk menyolder komponen yang tidak tahan panas sebaiknya dilengkapi dengan alat penetral panas (heat sink) pada kaki komponen yang disolder. Disamping itu apabila lalai dalam penggunaan dapat menyebabkan terjadinya luka bakar yang cukup serius. Untuk mencegah hal ini, sebaiknya solder ditaruh pada penyangga solder apabila tidak digunakan untuk beberapa saat. Selain itu untuk membersihkan bit (ujung solder) perlu menggunakan busa.

Gambar 10 Penyangga solder

Solder memiliki berbagai macam jenis dari mulai berdaya 15 W sampai dengan beberapa ratus watt. Keuntungan solder berdaya besar ialah panas dapat cepat mengalir pada sambungan sehingga sambungan dapat cepat dibuat. Ini penting ketika kita akan menyolder pada bagian permukaan logam yang besar. Namun tidak diperkenankan  bila digunakan pada peralatan elektronika yang sangat rentan terhadap panas yang berlebihan.

Solder yang umum digunakan untuk keperluan di bengkel elektronika adalah solder dengan daya yang rendah berkisar antara 25 W.

Dalam pekerjaan menyolder kualitas penyolderan yang diharapkan haruslah memenuhi kriteria seperti berikut:

·         Daya hantar listrik yang baik

·         Mempunyai ketahanan mekanik

·         Daya hantar panas yang baik

·         Mudah dibuat

·         Mudah diperbaiki

·         Mudah diamati

3.    Bahaya Menyolder

Hampir semua kegiatan kerja praktek dibengkel maupun dilapangan beresiko kecelakaan dan gangguan kesehatan. Demikian juga dalam pengerjaan penyolderan seberapapun kecilnya kecelakan tetap ada dan itu haruslah dilakukan tindakan pencegahannya. Karena kecelakaan kerja merupakan suatu kerugian baik terhadap manusia, alat kerja, bahan dan lingkungan kerja.

Ada tiga jenis kecelakaan dalam melakukan penyolderan, yaitu : kecelakaan karena panas, karena sengatan listrik (electric schoc), dan karena keracunan bahan kimia.

Kecelakaan karena panas: Yaitu kecelakaan yang ditimbulkan dari pemanasan baut solder dan timah solder, Untuk tindakan pencegahannya yaitu, memakai pakaian kerja yang benar( memakai apron, sarung tangan-kulit dan sepatu kerja(booth).

Sebagai tindakan untuk mencegah terjadinya bahaya api/panas, jauhkan benda-benda yang mudah terbakar/menyala (seperti : kertas, kain, oli, minyak, gas dan bahan-bahan ekplosip lainnya) dari dekat lingkungan kerja. Selalu tersedia tabung pemadam kebakaran (fire extinguiser) yang berisi penuh dan siap pakai, mudah terlihat dan mudah diraih.

Kecelakaan karena sengatan listrik: yaitu kecelakaan akibat hubungan pendek(elektric short), akibatnya akan menimbulkan kerusakan pisik maupun psikis bagi seseorang, kerusakan alat dan kerusakan pekerjaan. Pencegahan kecelakaan akibat listrik, yaitu kita harus berhati-hati memeriksa keadaan instalasi maaupun paralatan listrik jangan sampai terjadi kebocoran (uninsulation) pada jaringan listrik, selalu mengikuti aturan/prosedur pemasangan listrik yang benar. Apabila dijumpai kebocoran pada sambungan kabel segera diisolasi dengan bahan dan cara yang benar. Bila ada sambungan (conecting-screw) yang longgar atau lepas, segera kencangkan dengan alat yang benar dan aman.

Kecelakaan karena keracunan: Kecelakaan ini diakibatkan karena kontaminasi bahan-bahan kimia beracun (poison mater) yang berasal dari logam dasar (base metal) dari bahan solder terlebih lagi dari bahan tambah (fluxes). Bahan-bahan berbahaya ini berupa uap solder, cairan, serbuk atau pasta, apabila terhirup, terkena anggota badan secara langsung maka akan menimbulkan akibat yang patal.

Sebagai upaya pencegahan kecelakaan terhadap keracunan, yaitu kita selalu berupaya melindungi anggota badan dengan peralatan yang sesuai dan standar dan bertindak hati-hati dan waspada. Perlu diperhatikan pula tidak hanya kita yang bekerja langsung tetapi orang lain yang tidak terlibat langsung harus terlindungi, yaitu dengan memasang perhatian atau tanda-tanda daerah berbahaya.

Sebelum memulai melakukan penyolderan ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menyolder :

·         Jangan pernah menyentuh ujung solder karena panasnya bisa mencapai 400 º C

·         Bekerja pada ruang yang berventelasi cukup baik

·         Hindari menghirup asap hasil solderan

·         Cuci tangan setelah memakai solder karena timah mengandung zat yang berbahaya.

4.    Timah Solder dan Bahan Tambah Menyolder

Timah solder adalah bahan logam yang digunakan untuk merekatkan sambungan antar komponen. Timah solder terdiri dari campuran dari Tin dan Lead (timah hitam). Campuran umum yang biasa digunakan adalah 60% Tin dan 40% Lead dengan titik leleh 190 ⁰C

Gambar 11. Timah solder

Tabel di bawah ini menampilkan berbagai perbandingan campuran lain disertai suhu lelehnya.

Tabel 1. Bahan timah solder dan suhu lelehnya

Tin/Lead	Titik Leleh (0C)
40/60	230
50/50	214
60/40	190
63/37	183
95/5	224

Melapisi permukaan ujung solder dengan timah biasa disebut dengan istilah ‘tinning’

Penimahan (tinning) ini sangat perlu terutama untuk-baut-solder yang baru, gunanya agar timah patri mudah melekat pada ujung baut solder. Untuk menghasilkan pekerjaan yang baik penimahan harus mengikuti prosedur yang benar agar timah patri sebagai bahan penyambung dapat melekat pada permukaan ujung baut-solder.

Langkah-langkah melakukan penimahan adalah sebagai berikut :

·         Siapkan perlengkapan yang diperlukan untuk melakukan tinning, seperti; alat pemanas, kikir kasar dan kikir sedang, cairan air keras (NHCl), resin (arpus), dan bila perlu lap kain-pernel atau majun

·         Bersihkan permukaan ujung kepala-baut solder dengan kikir hingga rata dan halus

·         Bersihkan serbuk bekas kikir sampai bersih dengan kain atau majun

·         Panaskan kepala-baut solder sampai kira-kira 170o C (berwar merah kelabu)

·         Celupkan pada larutan air-keras atau arpus

·         Gosokan pada timah padat sampai timahnya mencair danmelekat dengan rata pada seluruh permukaan ujung kepala baut-solder

·         Bersihkan kembali permukaan kepala baut-solder dengan majun

·         Selanjutnya kita coba hasil penimahan tersebut dengan memanaskan kembali baut-solder sampai kira-kira 210o C

·         Gosokan kembali pada timah dingin, apabila cairan timah melekat pada seluruh permukaan kepala baut-solder itu berarti pekerjaan penimahan(tinning) berhasil. Akan tetapi bila tidak tandanya tidak/belum maka pekerjaan penimahan itu harus diulang sampai berhasil.

Timah

Timah atau timah putih, tahan terhadap pengaruh oksidasi udara, bahan ini lebih keras dari timah hitam,agak kenyal sehingga dapat dibuat dalam bentuk timah kawat. Timah tidak rusak oleh air maupui udara, maka logam ini sangat baik dipakai sebagai logam pelindung atau pembungkus (coating), akan tetapi bila dengan air laut terjadi pembentukan timah chlorida.

Timah hitam atau timbel

Timah hitam berwarna abu-abu terang dalam udara terbuka warnanya menjadi gelap. Logam ini sangat lunak dan kenyal mudah sekali dibentuk.

Meskipun timah hitam dalam keadaan murni sangat lembek, namun dengan menambahkan paduan unsur yang lain seperti : antimon, arsen, tembaga dan seng, dapat menjadi lebih keras.

Selain lunak timah hitam adalah satu satunya logam berat yang mempunyai suhu cair yang rendah dan kepadatan yang tinggi. Dengan kepadatan yang tinggi ini maka logam ini banyak digunakan untuk pelindung radiasi seperti pada sinar-X dan energi nuklir.

Paduan timah dan timah hitam

Dalam penyolderan biasanya digunakan campuran antara timah murni dengan timah hitam dengan kadar campuran sesuai dengan  titik leleh seperti  ditunjukkan pada tabel diatas. Untuk keperluan penyolderan untuk peralatan elektronik digunakan timah dengan campuran 60/40 dengan titik leleh 190 ⁰C dan biasanya berbentuk kawat bulat dengan diameter 0.8 mm. Didalam kawat timah tersebut diisi dengan bahan tambah (pasta, arpus, flux) ini dimaksudkan untuk mempermudah proses penyolderan dengan hasil yang baik.

Ada beberapa jenis timah yang digunakan untuk menyolder sesuai kebutuhannya seperti ditunjukkan pada gambar.

Gambar 12  Macam-macam bentuk timah solder

Bahan tambah (flux, pasta, air keras)

Dalam prakteknya untuk penyolderan dibutuhkan bahan tambah(fluxes) yang berfungsi untuk membersihkan permukaan logam yang akan disambung dari kotoran terutama yang bersifat kimia sehingga cairan patri meresap pada kedua sisi permukaan logam.

Bahan tambah berupa resin ( Arpus ), banyak dipakai sebagai bahan tambah pada industri elektronika. Resin berasal dari penorehan getah pohon pinus  kualitasnya dilihat dari warnanya, dikenal sebagai air putih (white water)

Gambar 13 Flux untuk segala penyolderan

Disamping resin ada juga jenis bahan tambah lainnya diantaranya :

Asam organik ,asam amino dan asam halogen

5.    Peralatan Menyolder/mematri

·         Baut solder (soldering iron)

·         Dapur atau kompor pemanas (soldering torch)

·         Meja patri atau bantalan patri

Baut solder

Baut solder merupakan alat utama untuk pekerjan menyolder/mematri, terdiri dari bagian-bagian

·         Kepala-baut solder (iron tip)

·         Gagang/Pegangan (handle)

Iron Tip/ujung solder menghubungkan dan menyalurkan panas dari elemen pemanas ke sambungan. Pada “tip” solder, umumnya terbuat dari tembaga atau campuran tembaga karena kecapatan menyalurkan panas yang tinggi (konduktif). Kekonduktifan tip akan mempengaruhi energi panas yang dikirim dari elemen pemanas.

Baik bentuk geometri maupun ukuran tip solder akan mempengaruhi performa dari solder itu sendiri. Karakter dari tip dan kemampuan elemen pemanas akan mempengaruhi efesiensi dari sistem penyolderan. Panjang dan ukuran tip akan mempengaruhi aliran panas sedangkan bentuknyapun mempengaruhi seberapa baik panas tersebut disalurkan ke sambungan.

Pegangan atau gagang baut-solder dibuat dari kayu atau bahan lain yang tidak menghantar panas seperti plastik dan lain-lain.

Dalam pemakian sehari-hari dapat kita jumpai dua jenis solder yaitu : Solder tangan (hand solder) dan solder listrik (electric solder)

Pada gambar 14 ditunjukkan macam-macam bentuk baut solder

Gambar 14 Macam –macam baut solder

Untuk pekerjaan pekerjaan dibengkel listrik/elektronik yang digunakan adalah jenis solder listrik (electric solder) dengan model dan ukuran yang berbeda-beda.

Macam-macam model/bentuk kepala baut solder listrik disesuaikan dengan kebutuhan, dan jenis pekerjannnya

Biasanya ukuran baut-solder listrik dinyatakan dalam Watt, sedangkan modelnya ada yang tetap ditempat dan dilengkapi asesoris yang lengkap. Model baut-solder ini banyak dipakai pada pekerjaan elektronik dan pekerjaan instrumentasi, model ini disebut baut-solder tetap (soldering stasion)

Gambar 15  Baut-solder-tetap

Ada juga jenis baut-solder model pistol (solder iron gun) banyak dipakai pada pekerjaan elektronik/listrik, pekerjaan instrumentasi, komonikasi dan servis kelistrikan otomotip. Model baut-solder ini banyak disukai karena praktis dan dapat dibawa dilapangan.

Gambar 16 Baut solder pistol

Selain itu ada yang lebih kecil lagi modelnya terutama sekali pada pekerjaan elektronik dan instrumentasi yaitu baut-solder mini (mini quick) dan pena solder (soldering-pen).

Gambar 17 Baut solder mini      

 

Gambar 18 Baut solder pena

                          

Model baut-solder listrik standar kapasitas panasnya ditentukan dalam satuan Watt, untuk pekerjaan di bengkel elektronik  antara 25 s.d 200 Watt, sedangkan untuk pekerjaan agak besar (heahy duty) seperti yang digunakan pada pekerjaan industri pelat, menggunakan baut-solder kapasitasnya yang lebih besar yaitu antara : 325 s.d 450 Watt.

Gambar 19 Baut-solder listrik untuk pekerjaan biasa

           

Untuk pekerjaan industri yang pekerjaannya terus menerus dipakai model baut-solder untuk industri (solder iron for industri and continious work)

Gambar 20 Baut-solder untuk pekerjaan industri

6.    Pemakaian solder

Dalam era globalisasi segala jenis produk industri manufaktur berkembang sangat pesat seiring dengan tuntutan permintaan pasar dan kemajuan industri. Persaingan yang sangat nyata(signifikan) yaitu pada kualitas produk, oleh karena itu, pada penyolderanpun dibutuhkan teknologi yang tinggi dan dikerjakan secara  profesional.

Pemakaian peyolderan(soldering application) dikelompokkan menjadi :

·         Untuk pemakaian industri rumah tangga(home industri)

·         Untuk pemakaian industri kemasan ringan(light container)

·         Untuk pemakaian industri fabrikasi pelat tipis(light sheet metal fabrication)

·         Untuk pemakaian industri elektronika,listrik, telekomunikasi dan intrumentasi.

Industri rumah tangga yaitu pembuatan perkakas dapur seperti tempat air, jolang dan alat masak lainnya. Pekerjaan talang(guthering) pada saluran air diatas atap.

Industri kemasan ringan, seperti untuk pembuatan kemasan makanan, minuman, oli dan sebagainnya.

Industri fabrikasi pelat tipis, meliputi pekerjaan pembuatan pipa saluran(ducting) dengan menggunakan bahan pelat baja lapis seng(BJLS) pelat aluminium,.pelat baja tahan karat

Industri elektronika

Pekerjaan penyolderan merupakan pekerjaan yang sangat vital dan dominan pada industri elektronika. Seperti pada penyolderan komponen ke jalur PCB, penyambungan kabel-kabel dengan komponen diluar PCB. Produk elektronika sekarang sangat modern dengan menggunakan komponen dalam ukuran yang sangat kecil dan  sangat rumit seperti pada chip IC maupun komponen semikonduktor lainnya.

Pekerjaan patri di industri dilakukan secara manual maupun otomatis, tergantung pada jenis dan jumlah pekerjannya. Pekerjaan yang jumlahnya relatip kecil atau pekerejaan perbaikan, penyolderan dikerjakan dengan cara manual. Akan tetapi bila pekerjaannya dalam jumlah yang banyak dan bentuknya seragam serta berlangsung terus-menerus menggunakan sistim ban berjalan (conveyor), penyolderan dengan cara semi-otomstis, otomatis-penuh bahkan dengan cara robot seperti yang dilakukan pada industri elektronika.

7.    Kualitas Hasil Solder

Agar penyolderan menghasilkan produk yang berkualitas sesuai persyaratan di industri, maka haruslah melalui tahapan tahapan proses yang benar.

Prosedur proses penyolderan adalah sebagai berikut :

·         Menyiapkan peralatan atau komponen yang akan disolder

·         Menyiapkan peralatan untuk menyolder

·         Memilih bahan solder

·         Membersihkan bagian yang akan disolder

·         Memanaskan baut solder sampai suhu yang cukup

·         Memanaskan bahan solder (timah) pada permukaan ujung baut solder secukupnya

·         Melakukan penyolderan pada komponen yang telah disiapkan

·         Memeriksa hasil penyolderan

Persiapan Menyoder

·         Tempatkan solder pada tempatnya dan hubungkan jack solder kesumber tegangan listrik (stop kontak). Solder membutuhkan waktu beberapa menit untuk mendapatkan panas yang diinginkan ( ± 400 º C)

·         Anda bisa memeriksa panas dengan melelehkan timah diujung solder, setelah itu timah dapat dibersihkan dengan spon atau busa yang agak basah.

Memulai Menyolder

• Pegang soder seperti memegang pinsil pada bagian pegangan (handle ) solder. Selalu diingat untuk tidak memegang bagian panas yang lain.

Gambar 21 Cara menyolder

• Sentuhkan ujung soder ke media penyolderan ( PCB ) lalu tahan beberapa detik dan langsung tempelkan timah diujung soder sehingga timah meleleh pada komponen yang akan disoder.
• Angkat solder beserta timah sehingga solderan terbentuk dan diamkan beberapa saat.

Gambar 22 Pemasangan komponen   

Gambar 23 Hasil solderan

• Perhatikan hasilnya; hasil yang baik jika solderan berkilau/mengkilap dan membentuk kerucut. Jika tidak anda perlu memanaskan dan membentuknya lagi.

Menggunakan Heat Sink.

Beberapa Komponen seperti transistor bisa saja rusak karena terlalu panas saat menyolder. Untuk menghindari kerusakan tersebut sebaiknya meggunakan peredam panas (heat sink) yang dijepitkan diantara kali komponen dengan titik penyolderan. Jepit Buaya standar dapat digunakan sebagai heat sink untuk melaksanakan penyolderan .

Gambar 24 Jepit buaya

Tabel 2. Urutan penyolderan beberapa jenis komponen yang baik adalah :

8.    Desoldering

Suatu saat Anda mungkin ingin agar hasil sambungan solder bisa dilepas/dipisahkan atau kita ingin mengatur posisi kabel maupun komponen, untuk itulah kita perlu melakukan kegiatan yang disebut Desoldering.

Gambar 25 Penyedot timah/atractor

Ada dua cara untuk melakukannya yaitu :

a.    Memakai Attracktor (Penyedot Timah)

·         Tekan pompa/pegas sampai terkunci

·         Setelah sambaungan dipa-naskan dengan solder dan timahnya mencair, Arahkan ujung Atraktor ke titik sambungan .

·         Tekan tombol untuk melepaskan pegas sehingga menyedot timah yang telah cair tadi ke dalam Atraktor

·         Ulangi cara di atas untuk menghilangkan atau membersihkan sisa timah yang masih menempel pada sambungan

·         Atraktor mungkin perlu dikosongkan isinya dengan membuka sekrup jika sudah penuh

b.    Memakai Solder Remover Wick ( Pita Tembaga )

Gambar 26 pita tembaga

·         Arahkan pita tembaga ke arah sambungan beserta ujung solder yang sudah panas

·         Seketika timah meleleh, dan timah tersebut akan langsung tertarik ke pita tembaga

·         Angkat pita tembaga terlebih dahulu  baru kemudian solder juga diangkat.

·         Potong dan buang ujung pita tembaga yang terkena timah .

·         Ulangi cara di atas untuk menghilangkan atau membersihkan sisa timah yang masih menempel pada sambungan

Setelah menghilangkan hampir seluruh timah dari sambungan, Anda bisa melepas atau membetulkan  kabel atau komponen dari papan PCB . Jika sambungan tidak mudah terpisah, coba untuk memanaskan sambungan lagi dengan solder, lalu tarik kabel atau komponen tersebut begitu timah meleleh.

Hati-hati  karena panas dapat merambat melalui komponen sehingga dapat membakar tangan Anda sendiri.

9.    Pertolongan Pertama Akibat Terbakar pada saat menyolder

Pada umumnya kecelakaan pada waktu menyolder biasanya tidak terlalu parah dan pengobatannya pun tergolong mudah :

·         Secepatnya dinginkan bagian tubuh yang terbakar dengan air dingin .

Diamkan bagian yang terbakar untuk selang waktu 5 menit (disarankan 15 menit). Jika es ada mungkin bisa lebih membantu., tapi janggan sampai terlambat mendinginkan dengan air dingin.

·         Jangan oleskan salep maupun krim.

Luka akan cepat sembuh tanpa diberi salep maupun krim. Kain kering akan berguna, misalnya sapu tangan untuk menutupi luka dari lingkungan kotor.

·         Cari bantuan medis jika luka yang timbul cukup luas.

Yang perlu dilakukan untuk mencegah resiko terbakar:

·         Selalu tempatkan solder pada tempatnya sehabis melakukan penyolderan

·         Biarkan sambungan agar dingin selama beberapa saat sebelum disentuh

·         Jangan pernah sekalipun menyentuh ujung solder kecuali jika anda yakin bahwa solder dalam keadaan dingin.