Teknik Penyolderan ala Tek

• Pada akhir 1970-an hingga awal 1980-an, Tektronix membuat video pelatihan mendalam agar para karyawan mempelajari penyolderan dengan metode Tek
• Video pertama pada 1977 mengajarkan praktik kerja untuk melakukan penyolderan komponen through-hole pada PCB secara konsisten kepada pekerja lini perakitan
• Ada juga teori seperti kimia penyolderan, paduan eutektik, dan solder yang mengandung perak, tetapi inti utamanya ada pada kebiasaan kerja dalam menangani soldering iron dengan benar
• Video kedua ditujukan untuk teknisi perbaikan dan rework, mencakup prosedur yang dibutuhkan untuk pemulihan di lapangan seperti menghilangkan solder, mencegah kerusakan PCB, dan memperbaiki jalur yang terangkat
• Meski tampak seperti video VHS lama, masih ada tip yang tetap berguna sampai sekarang, seperti membersihkan tip dengan spons basah untuk mengangkat oksida dan flux yang terbakar

---

Cara Tektronix Mengajarkan Penyolderan

• Penyolderan mungkin terlihat seperti keterampilan yang sekadar diasah lewat kebiasaan tangan, tetapi sambungan yang baik lahir dari kebiasaan yang baik dan latihan panjang
• Jika kualitas sambungan penting bagi sebuah perusahaan, para pekerja perlu dilatih agar mempelajari penyolderan secara sistematis
• Pada akhir 1970-an dan awal 1980-an, Tektronix membuat video pelatihan mendalam untuk mengajarkan penyolderan ala Tek

Video 1977 untuk lini perakitan

• Video pertama dibuat pada 1977 dan ditujukan untuk pekerja lini perakitan
• Topik utamanya adalah praktik membuat sambungan solder yang kokoh pada PCB
  • Terutama untuk komponen through-hole
  • Juga mencakup sedikit teori tentang kimia penyolderan
  • Membahas perbedaan antara paduan eutektik dan campuran timah-timbal lainnya
  • Juga menyinggung secara singkat cara menggunakan solder yang mengandung perak dengan benar
• Sebagian besar video didedikasikan untuk penggunaan soldering iron, alat inti dalam pekerjaan penyolderan
• Membersihkan tip dengan spons basah membantu perubahan suhu mendadak mengangkat oksida dan flux yang terbakar

Video untuk teknisi perbaikan dan rework

• Video kedua lebih langsung ditujukan kepada teknisi perbaikan dan rework Tek
• Setelah cukup banyak mengulang isi video pertama, video ini beralih ke topik khusus perbaikan
  • Membahas cara menghilangkan solder secara efektif
  • Menyarankan untuk menghindari metode penghilangan solder “Heat and Shake”
  • Menganjurkan penggunaan kacamata pelindung
• Video ini menunjukkan secara rinci cara menghindari kerusakan saat memperbaiki PCB dan cara memperbaiki jalur yang terangkat

Kualitas perbaikan dan penampilan

• Hasil perbaikan dinilai penting bukan hanya karena harus berfungsi dengan benar, tetapi juga karena harus tetap terlihat rapi
• Terutama, bodge wire harus ditempatkan di sisi belakang board agar tidak mudah terlihat
• Board Tek pada masa itu sampai terlihat seperti karya seni, sehingga penting agar proses perbaikan tidak merusak tampilannya

[GN⁺]

Pendapat Hacker News

• Penyolderan sungguhan ala Tektronix itu seperti ini: https://www.youtube.com/watch?v=RpB5JqGo1co
  Strip terminal keramik Tektronix dibuat dengan membakar perak ke permukaan keramik, dan untuk itu mereka memakai solder dengan 3% perak. Bagian dalam osiloskop Tektronix dari era itu benar-benar indah.
  Tektronix adalah perusahaan pertama yang membuat osiloskop dengan layar terkalibrasi sehingga tegangan bisa diukur cukup akurat. Sebelumnya, osiloskop hanya bisa memperlihatkan bentuk gelombang secara kasar, jadi Tektronix harus mengembangkan sendiri komponen dan teknik agar rangkaian elektronik bekerja konsisten pada peralatan portabel, meski dalam rentang suhu dan kelembapan yang lebar.

• Saya penasaran soal tips menyolder tanpa timbal. Di forum online, yang hampir selalu terlihat cuma “pakai saja yang mengandung timbal”, dan jarang ada cara untuk benar-benar menjadi mahir dalam penyolderan bebas timbal.
  Terutama karena anak saya sering ada di sekitar, meski timbal pada umumnya bisa ditangani dengan aman, rasanya lebih bijak tetap memakai yang bebas timbal.

  • Pakai saja soldering iron induksi tetap Metcal. Saya melihat catu daya MX-500 seharga 100 dolar di eBay, dan PS-900 untuk hobi dijual baru di Amazon dengan harga di bawah 300 dolar.
    Performa PS-900 juga sudah memadai, tapi saya tidak tahu apakah akan bertahan 30 tahun seperti MX-500. Thermaltronics adalah perusahaan yang didirikan oleh beberapa insinyur Metcal setelah paten Metcal kedaluwarsa, jadi tip-nya bisa didapat lebih murah, tetapi saya belum mengecek catu daya terbaru mereka.
    Berbeda dari soldering iron lain seperti Weller, alat ini tidak memakai loop PID. Ia memanfaatkan efek Curie pada paduan tip dan memasukkan RF 2,6MHz ke gagangnya, sehingga tip terus dipanaskan tanpa jeda bahkan saat menyentuh bidang tembaga besar. Kekurangannya, kalau ingin mengubah suhu harus mengganti tip yang mahal; kelebihannya, panas yang bisa disalurkan jauh lebih besar.
    Kalau tidak memakai oven solder, ini pilihan terbaik. Mahal, tapi kualitas kerja benar-benar berubah. Saya masih memakai Metcal yang hampir 25 tahun usianya tanpa masalah; kompatibel dengan tip Metcal dan Thermaltronics, memanas lebih baik daripada soldering iron mana pun yang pernah saya pakai, dan kalau rusak pun mudah diperbaiki.
  • Untuk level hobi, solder bertimbal bukan risiko kesehatan besar asalkan ada pembuangan asap yang memadai. Timbal logam tidak mudah diserap lewat kulit, dan risiko utamanya adalah uap timbal, yang pada suhu penyolderan normal jumlahnya sangat sedikit.
    Meski begitu, solder timah-perak-tembaga (SAC) bebas timbal cukup mudah digunakan. Perlu soldering iron yang lebih panas, sekitar 300°C, dan untuk menyolder PCB mungkin perlu memanaskan papan terlebih dahulu ke 80–100°C agar hasilnya baik. Karena permukaannya harus lebih panas, solder mungkin butuh sedikit lebih lama untuk mengalir dan membasahi permukaan.
    Jika memakai flux tambahan atau solder tanpa flux, kompatibilitasnya perlu dicek di datasheet. Sebagian besar flux baik-baik saja, tapi saya pernah melihat beberapa yang mencantumkan agar tidak dipakai dengan komposisi bebas timbal tertentu.
    Kekurangan utama solder SAC bebas timbal adalah suhu yang lebih tinggi dapat membuat beberapa komponen, terutama kapasitor dan IC, menjadi terlalu panas. Waktu pemanasan harus dijaga sesingkat mungkin.
    Secara pribadi, saya kembali ke solder bertimbal, dan mengelola paparan dengan ventilasi serta filter HEPA.
  • Tergantung komponennya. Kita harus memasukkan panas yang cukup agar pad dan komponen sama-sama cukup panas, tetapi tidak sampai membakar komponen yang sensitif. Trik yang sering dipakai orang, yaitu menempelkan solder ke soldering iron untuk membasahi sambungan, sebaiknya dihindari karena bisa menyebabkan solder dingin.
    Naikkan suhu soldering iron, dan sentuhkan dulu ke pad. Pad adalah penyerap panas yang jauh lebih besar. Sandarkan ujung soldering iron pada kaki komponen, tunggu sekitar 1 detik, lalu masukkan solder dari sisi berlawanan kaki tersebut sehingga kaki komponen melelehkan solder dan mengisi sambungan.
    Kalau khawatir soal sambungan, gunakan flux. Cairan membantu perpindahan panas lebih baik. Harus terlihat fillet yang halus antara pad dan kaki komponen, dan solder harus membasahi 100% keliling pad serta menyambung secara alami ke kaki komponen. Sambungan tidak boleh terlihat seperti berpasir, kotor, atau memiliki finishing permukaan yang buruk.
  • Saya sulit disebut ahli, tetapi ketika beralih ke solder bebas timbal karena alasan yang sama—ada anak kecil di sekitar—satu-satunya perubahan yang membantu adalah menyolder pada suhu yang jauh lebih tinggi.
    Bebas timbal tetap tidak bekerja sebaik yang bertimbal. Timbal memang jelas berguna. Meski begitu, saya jauh lebih tenang soal lingkungan garasi.
    Namun ketika ada proyek yang membutuhkan sekitar 500 titik solder manual, setelah beberapa hari frustrasi saya sempat merasa bersalah dan kembali memakai yang bertimbal.
  • Sekarang sebenarnya sudah sangat bagus. Dengan komposisi modern seperti SAC305 dan stasiun dengan kontrol suhu, nyaris tidak ada perbedaan praktis, dan tidak perlu terpaku pada solder bertimbal.
    Menurut saya, penolakannya punya dua akar. Pertama, banyak old-timer tidak suka pemerintah ikut campur dalam hobi, jadi mereka sengaja meyakinkan orang lain untuk tetap memakai solder bertimbal.
    Kedua, beberapa tahun awal transisi memang menyakitkan. Peralatan perlu ditingkatkan, performa paduan awal kurang bagus, dan ada masalah whisker timah. Whisker timah bukan masalah yang hanya terjadi pada solder bebas timbal, tetapi tampaknya muncul lebih sering. Namun masa itu sudah lewat, dan industri sudah beralih.

• Saya pernah mengikuti kelas penyolderan keandalan tinggi di USAF. Detail yang diperlukan untuk sambungan solder yang sempurna luar biasa banyak, dan banyak sambungan yang kelihatannya baik-baik saja tetap ditolak karena alasan seperti tembaga yang terekspos atau permukaan yang cembung.
  Ada technical order USAF untuk hal ini, diterbitkan oleh Navy dan dibagikan dengan Marine Corps: https://www.robins.af.mil/Portals/59/documents/technicalorde...
  Membersihkan sambungan sebelum dan sesudah adalah kuncinya. Kami memakai isopropil alkohol dalam botol dispenser tekan, serta acid brush yang bulunya dipotong menjadi sekitar 1/4 inci.
  Militer sekarang juga memakai solder bebas timbal, tetapi mereka mengkhawatirkan whisker timah.

• Saat kuliah, saya bekerja beberapa bulan sebagai intern “teknisi elektronik”. Saya menangani pekerjaan modifikasi 3–10 halaman untuk memperbarui PCB dari satu versi ke versi berikutnya.
  Saya bekerja di bawah mikroskop, dan kadang harus merutekan magnet wire dari satu ujung papan ke ujung lain, atau melewatkannya lewat via ke sisi sebaliknya. Itu pekerjaan yang sangat halus, dan salah satu rekan saya benar-benar seperti seniman. Saya tidak sehebat itu, tapi kadang saya merindukan pekerjaan seperti itu.

• Saya belajar menyolder elektronik dengan pistol solder Weller raksasa milik ayah saya. Ketika berkunjung 40 tahun kemudian, saya harus memperbaiki sambungan yang sangat kecil pada lilin elektronik; memegang pistol besar berdengung dengan bohlam yang menerangi area kerja itu membuat saya merasa seperti kepala manusia purba
  Meski begitu, alat monster itu masih bisa dipakai untuk pekerjaan presisi
  Video ini adalah video terpanjang yang saya tonton sampai selesai di YouTube setelah sekian lama, dan rasanya menyegarkan karena tidak ada iklan yang mengganggu

• Baru kemarin saya membeli satu set ujung tembaga murni di Amazon
  Orang-orang bilang tidak awet, tetapi saya benar-benar kesulitan membuat ujung biasa terlapisi timah dan menyalurkan panas secara efisien. Tidak ada kombinasi tip tinner, flux, atau pembersih yang benar-benar menyelesaikannya

  • Meninggalkan lapisan tipis solder pada ujung saat mematikan daya membantu mencegah oksidasi ujung. Terutama berguna jika Anda tidak sering menyolder
  • Kemungkinan besar daya solder Anda kurang untuk penggunaan yang Anda lakukan. Jujur saja, ujung tembaga bisa jadi malah memperburuk masalah. Untuk perpindahan panas, dengan asumsi suhu sama, ada tiga sumbu: massa termal ujung, konduktivitas termal ujung, dan daya yang ditransfer ke ujung
    Jika solder Anda bahkan tidak bisa mendukung ujung biasa dengan baik, kemungkinan besar alat itu tidak dapat mengirim daya yang cukup ke ujung untuk mempertahankan panas yang terserap. Tembaga hanya membuat proses itu lebih cepat. Coba gunakan ujung yang lebih tebal, atau taruh banyak solder cair di ujung untuk mendapatkan efek serupa, atau gunakan solder dengan daya lebih tinggi
    Selama 15 tahun menyolder dengan berbagai macam solder, saya belum pernah membutuhkan ujung tembaga. Sebaliknya, saya sering membutuhkan peralatan yang lebih baik daripada Hakko atau Weller standar. Misalnya, 400°C pada Hakko dan 400°C pada Metcal sama sekali bukan hal yang sama
  • Sepertinya solder Anda bekerja terlalu panas, atau Anda memakai solder yang salah. Biasanya itu bukan masalah besar
  • Kemungkinan besar Anda memakai solder yang kurang bagus dan tidak bisa menyalurkan panas secara stabil. Coba cari Metcal PS900 atau MX500 bekas di eBay. Dua perangkat saya tetap bekerja begitu saja meski tanpa perawatan atau pelapisan timah sama sekali. Surface-mount, through-hole, dan rework semuanya tidak masalah
    Orang-orang yang benar-benar membelinya semua berkata, “Oh, jadi begini sebenarnya menyolder itu”
    Bisa juga soldernya yang buruk. Sebaiknya pakai produk Felder atau Multicore yang bagus. Solder bertimbal mudah digunakan, dan tidak berbahaya selama Anda mencuci tangan dan tidak menjilat PCB. Saya biasanya memakai solder bertimbal Felder yang mengandung perak; harganya sekitar 70 dolar per gulung
    Jika Anda memakai Hakko, belilah ujung asli. Kalau tidak, lebih baik ganti ke solder lain. Hakko kelas murah itu buruk

• Meski ini kumpulan video yang sangat lama, informasinya sangat padat

  • Saya baru pertama kali mendengar desoldering vakum. Dibandingkan bersusah payah dengan wick, ini sangat sederhana tetapi terlihat seperti sulap. Saya harus membeli satu alat plunger pegas

• Saya belajar dari seri video PACE yang komprehensif ini, ditambah banyak latihan: https://www.youtube.com/watch?v=vIT4ra6Mo0s

• Saya ingin bermain-main dengan rangkaian elektronik, tetapi saya benci menyolder. Saya tidak suka bau tajam dan asapnya, dan tidak suka serpihan-serpihan logam kecil yang bertebaran ke mana-mana
  Elektronika sudah ada 100 tahun, tetapi saya tidak mengerti mengapa tidak ada alternatif solder untuk membuat sambungan

  • Sebaiknya gunakan fume hood atau extractor, dan belajar menyolder dengan benar. Kedengarannya suhu solder Anda terlalu tinggi, atau Anda mencoba melelehkan solder di atas ujung solder lalu memindahkannya ke sambungan
    Para profesional memakai flux dalam jumlah sangat banyak. Itu pada dasarnya menyelesaikan masalah oksidasi, dan juga sangat membantu menyebarkan panas ke tempat yang diinginkan. Separuh masalah suhu bisa diselesaikan dengan memanaskan papan terlebih dahulu atau memanaskan sebagian area dengan alat rework udara panas
  • Solder membuat sambungan logam-ke-logam sambil menghilangkan oksida dengan flux. Karena itu resistansinya sangat rendah, kuat secara mekanis, dan mudah diotomatisasi. Bonusnya, sangat mudah dilepas kembali
    Teknologi lain seperti perekat atau crimping memang punya tempatnya, tetapi reliabilitasnya lebih rendah, resistansinya lebih tinggi, atau sulit diotomatisasi
    Ini bisa berubah di masa depan, tetapi permintaannya tidak besar. Perekat punya konduktivitas rendah dan sulit dilepas, sementara konektor mekanis berukuran besar dan tidak sekuat itu
  • Anda bisa melakukan wire wrapping, seperti yang masih dipakai NASA. Pasti ada tutorial berkualitas tinggi di suatu tempat. Atau jika membuat rangkaian dead bug, Anda juga bisa memakai terminal crimp. Jika ingin rapi, pilih yang dengan atau tanpa isolator
    Namun selain breadboard, Anda akan terjebak pada membuat lingkungan menyolder yang bersih. Itu sendiri cukup mudah. Jika benar-benar khawatir, buat saja glove box; saya sendiri memakai masker respirator dan membuka jendela
  • Secara teknis memang ada perekat konduktif, tetapi tidak cocok untuk semua penggunaan

• Saya tidak pernah mengucapkannya “Sodder”. Selalu “Sold-er”

  • Sodder adalah pengucapan yang umum di Amerika Serikat, sementara sebagian besar dunia lainnya mengucapkan solder
  • Menariknya, pengalaman saya justru kebalikan. Sodder, soddering adalah standar. Semua teknisi di setiap lab dan setiap perusahaan mengucapkannya begitu
    Mungkin ada hubungannya dengan saya berasal dari wilayah barat AS. Kalau saya mendengar seseorang mengatakan “sold-er”, saya mungkin akan menganggap orang itu hanya pernah melihat kata tersebut dalam tulisan lalu membacanya sesuai ejaan