Bản dịch tiếng Việt của cuốn sách có tựa là “Getting Started with Soldering” nhằm giúp cộng đồng người Việt tham khảo thuận lợi, không nhằm mục đích thương mại. Cuốn sách nguyên bản tiếng Anh được đăng ký bản quyền năm 2017 thuộc về tác giả Marc de Vinck. Sách do Maker Media, Inc. xuất bản.

Bắt đầu hàn chì

Cuối cùng thì chúng ta cũng đã đến phần mà bạn có thể làm nóng mỏ hàn của mình và học cách hàn. Có vẻ như chúng ta đã trải qua rất nhiều điều để đi đến điểm này, và đúng vậy. Chỉ cần nhớ rằng tất cả thông tin, kỹ xảo, thủ thuật và khuyến cáo là tôi có được qua nhiều năm kinh nghiệm. Tôi hy vọng rằng sẽ giúp bạn tiết kiệm rất nhiều thời gian, tiền bạc và quan trọng hơn là làm cho quá trình học tập của bạn trở nên thú vị, bằng cách giúp bạn tránh mua phải các công cụ và tài liệu tồi mà tôi đã từng trải qua trong những năm qua.

Học cách hàn rất đơn giản, chỉ mất vài phút, đặc biệt là khi bạn có các công cụ phù hợp. Hàng ngàn người đã học cách hàn tại Hội chợ Maker trên toàn thế giới và chỉ mất chưa đến 10 phút để hầu hết họ học được những điều cơ bản. OK, hãy để bắt đầu!

CHUẨN BỊ MỎ HÀN VÀ NƠI LÀM VIỆC

Khi bạn bắt đầu dự án của mình, điều quan trọng là phải có một nơi an toàn để hàn với ánh sáng tốt và thông gió đầy đủ. Lưu ý: bàn ăn trong bếp nhà bạn không phải là nơi thích hợp để hàn. Khi bạn phải hàn ở một vị trí không lý tưởng, bạn nhớ luôn đặt một tấm ván lên trên để bảo vệ bề mặt của chỗ đó. Nếu bạn đang sử dụng chì hàn có chì, đừng làm việc ở nơi mà sau đó sẽ để thức ăn. Bạn có thể thấy trong Hình 3-1 rằng tôi có tất cả các công cụ và vật liệu cần thiết sẵn sàng để sử dụng. Bạn không nên cứ chạy đi chạy lại chỉ để tìm kiếm các thứ một khi mỏ hàn của bạn đang nóng, bạn không nên để một mỏ hàn đang còn nóng mà không để mắt đến nó.

Trước khi bạn bắt đầu sử dụng một mỏ hàn hoàn toàn mới, bạn sẽ cần chuẩn bị cho mũi hàn, hay được gọi là phủ chì mũi hàn. (Xem Hình 3-2.) Điều này giúp chì hàn chảy dễ dàng hơn khi thực hiện các mối hàn, và nó bảo vệ mũi hàn khỏi bị ăn mòn. Nó là một quy trình đơn giản.

Chỉ cần bật mỏ hàn của bạn lên khoảng 65°F (340°C) nếu bạn đang sử dụng chì hàn có chì hoặc 700° (370°C) nếu sử dụng chì hàn không chì. Một khi mỏ hàn nóng, chỉ cần làm tan chảy chì hàn trên mũi hàn, đảm bảo nó được bao phủ hoàn toàn. Khi nó đã được bao phủ trong chì hàn, hãy lau nhanh trên miếng bọt biển hàn hoặc miếng bọt biển bằng đồng. Nó sẽ trông đẹp và sáng bóng, và sẵn sàng để bắt đầu sử dụng.

Quá trình làm sạch và mạ chì mũi hàn nên được lặp đi lặp lại nhiều nhất có thể để đảm bảo mũi hàn của bạn luôn sạch sẽ. Tôi thường lau mũi hàn sau mỗi ba mối hàn, và mỗi lần tôi cầm mỏ hàn lên hoặc đặt nó trở lại giá đỡ. Nếu bạn dự định sẽ không hàn trong 10 -15 phút nữa, hãy tắt mỏ hàn của bạn đi. Điều này sẽ giúp giảm thiểu quá trình oxy hóa xảy ra trên mũi hàn. Một trong những sai lầm lớn nhất tôi thấy những người đang học hàn mắc phải là cố hàn với mũi hàn rất bẩn (xem Hình 3-3). Nó chẳng giúp ích gì mà chỉ làm xấu mối hàn. Một điều cuối cùng cần nhớ là sau khi bạn hàn xong, hãy tiếp tục mạ chì và lau lại mũi hàn (xem hình 3-4). Điều này sẽ giúp để lại một lớp áo nhựa thông và chì hàn bảo vệ mũi hàn của bạn trong khi không sử dụng.

Nếu mũi hàn của bạn đã thực sự bị mòn, bạn có thể sử dụng bột mạ chì mỏ hàn để phục hồi (xem Hình 3-5). Bột mạ chì có bán sẵn và dễ sử dụng, chỉ cần làm nóng mũi hàn và nhúng đầu vào hộp chì nhiều lần. Nó sẽ phục hồi lại mũi hàn chỉ sau vài lần làm như vậy. Nếu vẫn không được, bạn sẽ cần phải thay mũi hàn mới. Làm như vậy rất tốt, đến mức đôi khi tôi cũng thích làm vậy để bảo trì định kỳ mũi hàn của mình. Một hộp bột mạ chì nhỏ rất rẻ tiền nhưng dùng được rất lâu.

HÀN BẢNG MẠCH IN (PCB)

Có vẻ như hầu hết mọi người đều muốn tập trung ngay vào bảng mạch in. Tôi nghĩ rằng đó là vì có rất nhiều bộ kit rất tuyệt vời để hàn, từ đèn LED chớp tắt đơn giản đến các thiết bị kết nối Internet, v.v. Có hàng ngàn bộ kit khác nhau được sản xuất bởi hàng trăm nhà sản xuất, cũng giống như tôi thôi, vì vậy không có gì lạ khi nhiều Maker muốn học hàn. Bất kể lý do là gì, đây là một dự án hàn đầu tiên được phổ biến rộng rãi, và đó cũng là lý do tôi bắt đầu.

Nếu bạn chỉ hàn một vài sợi dây lại với nhau, hoặc các linh kiện của bạn không nhạy cảm với tĩnh điện, bạn có thể không cần vòng đeo tay chống tĩnh điện (xem Hình 3-6). Nó luôn là cách tốt nhất để bảo vệ mình khỏi tĩnh điện nếu có, nhưng sự thật là hầu hết mọi người không sử dụng chúng trong điện tử nghiệp dư. Tôi cũng có một cái, nhưng hiếm khi tôi sử dụng nó. Nếu bạn đang làm việc trong xưởng hoặc một môi trường chuyên nghiệp, bạn sẽ thấy chúng được sử dụng ở mọi nơi. Chúng cực kỳ quan trọng khi làm việc với các mạch tích hợp (IC) đắt tiền hoặc bảng mạch phức tạp hoặc khi có nguy cơ của tĩnh điện.

Tôi không muốn đeo vòng tay chống tĩnh điện khi hàn, sở dĩ như vậy là vì tôi đã hàn một đế IC, sau đó cắm IC vào đế. Điều này cũng cho phép tôi có thể thay đổi IC khi cần mà không cần phải tháo mối hàn của chính IC.

Trong hầu hết các trường hợp, PCB của bạn để bên ngoài không khí, hoặc do để lâu trong kho, tôi đã từng thấy một số cái bị oxy hóa và chúng cần được làm sạch. Điều may mắn là bảng mạch không bẩn nhiều, và nếu có thì chúng cũng rất dễ lau chùi. Tôi dùng khăn hóa chất axeton chuyên dùng cho điện tử để lau mạch. Chỉ cần lau qua bảng mạch, như Hình 3- 7 và sau đó vứt bỏ khăn lau đúng cách. Ngoài ra cũng có thể sẽ cần có các miếng lót và chai lọ để đong đo, nhưng những thứ này thường chỉ cần ở nơi hàn rất nhiều PCB.

Trước tiên, bạn cắm các linh kiện lên PCB. Chúng ta sẽ không bàn cụ thể về cách thực hiện việc này, bởi vì trên mỗi bộ kit của bạn sẽ có hướng dẫn cụ thể riêng kèm theo. Thay vào đó, chúng ta sẽ bắt đầu với cách tạo ra các mối hàn giữa cơ và điện sau khi các linh kiện đã được cắm xong. Một lỗi phổ biến mà mọi người hay mắc phải khi bắt đầu là cắm linh kiện không đúng cách. Bạn nên cắm linh kiện vào bảng mạch và uốn cong các chân linh kiện một góc khoảng 45°, như Hình 3-8, nó sẽ giữ cho linh kiện ở đúng vị trí trong lúc bạn hàn.

Hầu hết những người mới bắt đầu có xu hướng bẻ dẹt các chân linh kiện nằm ngang ở mặt dưới của PCB, như Hình 3-9. Đừng làm vậy! Điều này sẽ gây ra lỏng mạch và làm cho việc hàn và cắt chân hàn linh kiện trở nên khó khăn hơn. Bạn chỉ cần uốn cong chúng đủ để nó không di chuyển trong khi bạn hàn. Xin lưu ý rằng trong hầu hết các trường hợp, bạn phải lật mặt dưới của bảng mạch lại để hàn các linh kiện vào đúng vị trí. Nếu chân linh kiện không được uốn cong, chúng sẽ rơi ra. Lướt qua Chương 4, “Khắc phục sự cố và Sửa lỗi” để đọc thêm về cách sửa các lỗi như thế này.

Nếu các linh kiện của bạn, ví dụ như đế cắm IC, không có chân linh kiện dài, bạn có thể sử dụng băng keo để tạm thời giữ đế cắm IC đúng chỗ. Dùng băng keo nếu bạn không có thứ gì khác để giữ đế cắm IC lại, nhưng hãy chắc chắn rằng nó được dán ở mặt trên PCB để băng keo không bị chảy. Băng keo cần phải được gỡ bỏ đi trước khi muốn hàn thêm bất kỳ linh kiện nào khác. Ngoài ra cách tốt nhất là dùng kẹp đồng hoặc kẹp cá sấu để kẹp đế cắm IC, như hình 3-10. Bạn có thể tìm thấy các loại kẹp này với các kích cỡ khác nhau và được làm từ nhiều vật liệu khác nhau. Việc trang bị vài cái kẹp trong xưởng của bạn để phục vụ cho công việc hàn đầy khó khăn này là một ý tưởng hay.

Bây giờ đến lúc bắt đầu hàn! Hãy chắc chắn rằng mỏ hàn của bạn đã đủ nóng. Nếu bạn không chắc chắn, bạn có thể chạm nhẹ mũi hàn vào chì hàn để xem nó có chảy ra không. Nó sẽ chảy ra gần như ngay lập tức. Hãy chắc chắn rằng mũi hàn luôn sạch sẽ trước khi hàn.

Bí quyết làm cho mối hàn tốt là cách bạn đặt mũi hàn vào điểm hàn (xem hình 3-11). Nên đặt nó ở điểm tiếp xúc của PCB với chân linh kiện. Bạn nên gia nhiệt cả hai để chì hàn chảy đều vào linh kiện và PCB. Thời gian bạn giữ mỏ hàn tại điểm hàn bao lâu tùy thuộc vào nhiệt độ của mỏ hàn, nhưng không quá một hoặc hai giây. Nói chung, bạn có thể làm nóng mối hàn trong hai giây, sau đó cho thêm một ít chì hàn vào điểm hàn trong khoảng một giây nữa và thêm một lần nữa ngay tại điểm tiếp xúc của linh kiện và PCB, sau đó nhấc mỏ hàn ra và để cho mối hàn nguội đi.

Toàn bộ công đoạn hàn chỉ nên mất khoảng ba đến bốn giây. Nếu để lâu hơn, bạn có thể sẽ làm cháy PCB hoặc linh kiện, và nhựa thông sẽ bắt đầu tan mất và không còn tác dụng nữa.

Bạn sẽ thấy rằng mình đã hàn đúng cách các chân linh kiện khi thấy “một hình chóp hoàn hảo”. Mối hàn sẽ trông sáng bóng và có hình dáng như một ngọn núi lửa nhỏ, như Hình 3-12. Khi chì hàn được làm nóng cùng với nhựa thông lên đến nhiệt độ lý tưởng và tan chảy ra, tức là bạn đang làm thấm chì hàn vào điểm hàn. Làm thấm có nghĩa là cho chì hàn chảy dồn vào lỗ mạ đồng của PCB và tạo ra một hợp kim mới. Việc làm cho chì hàn thấm vào đúng cách không chỉ tạo ra một sự kết nối lý tưởng giữa linh kiện với PCB, mà còn tạo ra kết nối cơ học chắc nhất có thể.

Nếu mối hàn của bạn không giống như Hình 3-12, thì hãy sang Chương 4, ở đó bạn sẽ thấy các ví dụ về những lỗi và cách khắc phục mối hàn xấu.

Một số linh kiện, ví dụ như cổng USB và giắc cắm nguồn, có các chấu cắm lớn để giúp tạo kết nối cơ học giữa chúng và PCB chắc chắn hơn (xem Hình 3-13). Hãy chắc chắn luôn có đủ chì hàn cho các linh kiện loại này, bởi vì chúng sẽ dễ rơi ra khi sử dụng. Bạn sẽ ngạc nhiên khi thấy chì hàn chảy rất nhiều vào mối nối. Hãy chuẩn bị sẵn đủ chì hàn cho các lỗ của PCB trước khi bạn bắt đầu.

CẮT CHÂN LINH KIỆN SAU KHI HÀN XONG

Sau khi hàn xong, trong hầu hết các trường hợp, bạn sẽ cần phải cắt chân linh kiện. Chỉ ngoại trừ trường hợp chân của linh kiện ngắn, không chạm được vào các linh kiện khác hoặc vỏ ngoài của thiết bị. Ở bên trái của Hình 3-14, bạn sẽ thấy cách cắt đúng chân của một đèn LED, và ở bên phải, bạn sẽ thấy IC có hai hàng chân không cần phải cắt bớt. Khi bạn cắt chân linh kiện, không nên cắt sát với PCB. Bạn nên cắt bớt các chân linh kiện ở phần đỉnh của mối hàn hình nón, hoặc khoảng một phần ba đường xuống mối hàn hình nón – không cắt ngắn hơn. Bạn không cắt chúng quá sát, vì điều này sẽ làm yếu mối hàn và có thể làm hỏng nó.

Ở bên trái của Hình 3-15, bạn có thể thấy một mối hàn được cắt quá sát với PCB. Điều này có thể làm yếu mối hàn. Không cần phải cắt quá sát các chân linh kiện. Ở bên phải, bạn có thể thấy một chân linh kiện có thể cắt ngắn thêm một chút nữa. Nó nhô ra đủ để nó có thể vướng vào linh kiện khác hoặc chạm vào vỏ hộp khi gắn nó vào thiết bị.

HÀN NỐI DÂY DẪN HOẶC LINH KIỆN KHÔNG CÓ PCB

Không phải lúc nào cũng hàn linh kiện với PCB. Nhiều khi, bạn chỉ cần hàn các dây dẫn hoặc linh kiện trực tiếp lại với nhau. Mặc dù đây là một việc đơn giản, tôi sẽ chia sẻ một số lời khuyên và thủ thuật để làm cho nó trở thành một kết nối hoàn hảo.

Để hàn các dây dẫn lại với nhau bạn thường cố gắng đặt chúng trực tiếp trên mặt bàn làm việc của bạn. Đừng làm vậy! Có thể bạn sẽ làm cháy mặt bàn làm việc của bạn đấy, mũi hàn sẽ bị bẩn, và điều tệ nhất là mối hàn bị xô lệch và không chắc chắn. Thay vào đó, hãy sử dụng bàn tay thứ ba để giữ các dây dẫn đúng vị trí.

Trước khi hàn, hãy xoắn các dây lại với nhau, để làm cho mối hàn chắc chắn. Sau đó, cho mối nối ngập trong chì hàn.

Trong hình 3-16, bạn có thể thấy có ống co nhiệt trên các kẹp của bàn tay thứ ba. Điều này ngăn chặn răng cưa chạm vào lớp cách điện bên ngoài dây dẫn, có thể gây chập hoặc làm cho hơi ẩm thấm vào. Nếu dây dẫn được gắn vào các linh kiện khác, đừng quên thêm ống co nhiệt vào dây trước khi hàn. (Thông tin về ống co nhiệt sẽ nói ngay sau đây.)

NASA có một tiêu chuẩn riêng khi nối hai dây dẫn với nhau. Họ sử dụng một quy trình được gọi là mối nối kiểu thợ điện, và mặc dù không phải là một quy trình cao siêu gì, nhưng một khi hàn nối hai dây dẫn với nhau, rất khó để mối nối rời ra, xem Hình 3-17. Trong hình, bạn có thể thấy các dây dẫn đã được mạ chì đặt tiếp xúc với nhau, sau đó xoắn ba vòng vào nhau, tạo thành một mối nối cực kỳ chắc chắn. (Bạn phải luôn xoắn dây tối thiểu ba vòng.)

Trước khi bạn xoắn dây, cắt hai đầu dây dài bằng nhau và phủ lên toàn bộ đầu dây bằng một lượng lớn chì hàn, như trong Hình 3-18, sau đó che mối nối bằng ống co nhiệt, như trong Hình 3-19. Nếu bạn muốn các mối nối chắc chắn, hãy tham khảo một số lời khuyên từ NASA và sử dụng mối nối kiểu thợ điện.

Một số linh kiện, chẳng hạn như động cơ và công tắc, sẽ có các trạm nối mà bạn sẽ cần phải nối vào nhau (như trong Hình 3-20). Nói chung, cách tốt nhất là bạn sử dụng dây dẫn để quấn nó lại, vì nó linh hoạt hơn và dễ thực hiện, có thể dùng cả dây lõi cứng cũng được. Không nên chỉ đặt dây dẫn nằm lên trên các trạm nối và hàn, nhưng không hiểu sao tôi vẫn thấy mọi người cứ hay làm vậy.

Hãy dành thời gian để luồn dây dẫn qua các trạm nối và thực hiện mối nối kiểu thợ điện mà chúng ta vừa học xong và được minh họa trong Hình 3-17, và thực hiện nối dây cho một công tắc, như Hình 3-20. Cách này sẽ giúp tăng diện tích tiếp xúc để có mối hàn tốt. Nếu không có lỗ để luồn dây dẫn đi qua, bạn có thể mạ chì hàn trước vào các trạm nối của linh kiện, sau đó đặt dây dẫn lên trạm nối và làm nóng mối hàn sau khi quấn nó lại. Trong cả hai trường hợp, chì hàn sẽ chảy vào dây dẫn và trạm nối linh kiện, tạo thành một mối hàn (xem Hình 3-21).

Khi bạn tạo một mối nối, đặc biệt là mối nối giữa hai dây dẫn, bạn cần giữ cho mối nối đó không bị chập và ăn mòn. Bạn có thể sử dụng băng keo điện để bảo vệ, nhưng việc làm này thường không thành công lắm, và lại phải làm thêm hàng đống thứ, mà điều này không mong muốn tí nào vì đối với điện tử nghiệp dư thì không gian cũng bị hạn chế. Sự lựa chọn tốt nhất là bạn dùng ống co nhiệt để che mối hàn (minh họa trong Hình 3-22). Có nhiều loại ống co nhiệt khác nhau, nhưng hầu hết chức năng của chúng giống nhau, khi làm nóng lên, ống sẽ co lại còn khoảng một nửa đường kính của nó.

Hãy bắt đầu bằng cách chọn một đoạn ống co nhiệt dài hơn đoạn tiếp xúc của hai đầu dây dẫn và dài hơn một chút so với mối nối. Bạn sẽ cần phải cho ống co nhiệt vào dây dẫn và đẩy ra xa mối nối trước khi hàn. Sau khi bạn hàn xong, di chuyển ống co nhiệt lên trên mối hàn và làm nóng nó lên.

Như vậy sẽ làm cho nó co lại và ngăn bị chạm mạch. Thường hay dùng một cái bật lửa để làm nóng ống co nhiệt, nhưng tôi khuyến khích bạn nên thay thế bằng một dụng cụ thổi khí nóng. Tôi đã thường xuyên thấy ống co nhiệt bắt lửa và cháy. Loại súng thổi khí nóng mà tôi sử dụng trong Hình 3-23 có giá dưới 20 USD và nó lại an toàn hơn nhiều so với dùng ngọn lửa trực tiếp.

Một cách khác là sử dụng băng keo điện. Mặc dù cũng có thể làm như vậy, nhưng tôi thấy rằng trông nó có vẻ không đẹp và không nên dùng băng điện thường xuyên. Thật lòng mà nói, tôi thường sử dụng băng keo điện sau khi đã hàn xong vì quên đặt trước ống co nhiệt vào dây dẫn. Đừng cười to quá; nó cũng sẽ xảy ra với bạn thôi!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *