납땜의 효율과 편리성에 도움이 되는 네 가지 저렴한 도구

납땜은 전자 부품 분야에서 거의 모든 것을 결합하는 전도성 "접착제"이지만, 전자 부품이 사용되기 수천 년 전부터 납땜이 사용되었다는 사실을 알고 계시나요? 메소포타미아의 장인들은 거의 5000년 전부터 납땜을 사용했다는 증거가 있습니다.

또한 철기 시대 역사의 초기에 장신구, 공구 및 무기를 제작할 때 납땜을 사용했다는 증거가 있으며, 이는 시기상 기원전 4000년에 해당합니다. 현재는 장신구, 공구, 무기 제조와 스테인드글라스 창의 조립 이외에도 구리 배수관의 연결에 납땜을 사용합니다.

전자 분야에서 납땜의 가장 중요한 역할은 전선, 커넥터, 기판 및 전자 부품 간에 물리적 전도성 연결을 만드는 것입니다. 엄격한 시간과 온도 프로파일에 기반하여 웨이브 납땜 및 리플로우 납땜이 과학적으로 발전했지만, 손 납땜에는 여전히 기술, 이해, 솜씨, 적절한 공구가 필요합니다.

첫 번째로 필요한 공구는 좋은 납땜 인두입니다. 납땜 인두의 경우 ‘좋은’이라는 표현의 의미가 지속해서 발전해 왔습니다. 필자가 처음 구입한 납땜 인두는 저렴한 인두였는데, 목재를 태우는 공구에 포함된 가열 도구와 비슷하기 때문에 ‘우드 버너’라고 불립니다. 하지만 우드 버너는 온도 제어 기능이 없기 때문에 전자 부품 작업, 특히 오늘날의 납땜에는 그다지 적합하지 않습니다.

그림 1: American Hakko FX888D와 같은 좋은 납땜 스테이션을 사용하면 작업에 필요한 납땜 온도를 설정할 수 있다. (이미지 출처: American Hakko)

처음으로 손에 쥐어본 좋은 납땜 인두는 대학 시절 구입한 Weller WTCP 납땜 스테이션입니다. 마그네틱 퀴리 온도 기술을 사용하여 납땜 인두의 팁으로 온도를 설정할 수 있어서 600°F, 700°F 또는 800°F의 납땜 온도 중에서 선택할 수 있습니다. 하지만 작업 온도를 변경하려면 인두를 끄고 식힌 다음 팁을 교체해야 한다는 불편함이 있기 때문에 필자는 한 번도 납땜 온도를 바꾼 적이 없습니다.

질 좋은 도구를, 그것도 납땜 도구를 내 돈을 주고 구입했다는 것을 기념하여 이 Weller 납땜 스테이션을 거의 50년이 지난 지금도 사용 중입니다. 물론 여전히 작업대에서 자리를 지키고 있지만, 10여 년 전부터 이 모델로 납땜을 하지는 않습니다. 그렇지만 지금도 여전히 튼튼한 것을 보면 이 납땜 도구가 지금까지 얼마나 많은 사람의 든든한 도구였는지 짐작할 수 있습니다.

하지만 그동안 전자 부품이 크게 발전했고 50년 전에 널리 사용되던 60/40 주석/납 납땜이 여러 종류의 새로운 납땜(특히 친환경 무연 납땜)으로 대체되면서 이제는 최적의 결과에 필요한 납땜 온도가 다양해졌습니다. 또한 전자 부품, 커넥터, 와이어 및 PC 기판 트레이스의 크기가 훨씬 작아졌기 때문에 여러 납땜 요구 사항을 모두 충족하려면 더 다양한 납땜 인두 팁이 필요합니다. 필자가 결국 전자식 가변 온도 설정 기능과 다양한 팁을 사용할 수 있는 더 신형의 납땜 스테이션을 구입한 이유이기도 합니다. 이제 저는 American Hakko FX888D 납땜 스테이션의 초기 버전인 비 디지털 버전을 가지고 있습니다(그림 1).

현대의 전자 시스템 설계를 조립하고 시제품 제작하는 데 필요한 모든 종류의 납땜을 처리하려면 좋은 납땜 스테이션이 필요합니다. 또한 잘못된 예시에 등장하는 잘못된 납땜 연결을 피하기 위해서도 좋은 납땜 스테이션이 필요합니다(그림 2).

그림 2: 잘못된 납땜 연결의 예시가 좋은 납땜 기술과 좋은 납땜 도구의 필요성을 보여준다. (이미지 출처: Adafruit)

Adafruit Guide To Excellent Soldering에서 가져온 이 그림은 납땜에 숙달되지 못하고 적절한 납땜 도구가 없을 때 발생하는 여러 문제를 보여 줍니다. 예를 들어 납땜 인두가 충분히 뜨겁지 않거나 납땜 연결부를 냉각 중 부딪칠 때 콜드 조인트가 생깁니다.

납땜 인두 팁 선택의 폭이 넓은 좋은 온도 제어식 납땜 스테이션 이외에도 니들 노즈 플라이어, 와이어 절단기, 플러시 절단기 및 와이어 스트리퍼가 필요합니다. 또한 납땜 품질 향상에 도움이 되면서도 놀랍도록 저렴한 도구들도 많이 있습니다. 그 중에서 다음 네 가지를 추천하려 합니다.

네 가지 저렴한 납땜 보조 도구

납땜 도구 중 가장 중요한 것 중 하나가 플럭스 펜입니다. 물론 대부분의 납땜에 플럭스가 들어 있으며, 부품 핀 및 와이어가 훨씬 크던 과거에는 땜납의 지름도 커서 땜납 안에 포함된 플러스 양도 대부분 충분했습니다. 하지만 이제는 그렇지 않은데요. 그림 2를 다시 보면 인두와 땜납으로 납땜할 때 납땜 연결부에 플럭스가 충분하지 않으면 납이 충분히 묻지 않는 문제가 발생합니다.

그림 3: Kester의 951 Flux-Pen에는 필요한 곳에 플럭스를 바르는 펠트 팁이 있다. (이미지 출처: Kester)

과거에는 플러스가 더 필요한 경우 짧고 억센 플럭스 브러시를 사용하여 작은 플럭스 캔에 든 페이스트 플럭스를 더 발랐는데, 이 작업은 번거롭기도 하고 정밀도도 떨어졌습니다. 오늘날 크기가 작아진 전자 부품에는 플럭스를 바르기 위한 더 좋은 방법이 필요한데, 그것이 바로 플럭스 펜입니다. 필자는 Kester의 951 Flux-Pen^®을 사용하는데 적극 추천하고 싶습니다(그림 3).

다음으로는 과도한 땜납을 제거할 방법이 필요한데 두 가지 저렴한 도구를 추천할 수 있습니다. 첫 번째는 과도한 액체 형태의 땜납을 닦아내는 데 사용하는 구리 또는 주석 도금 와이어로 만든 납땜 윅입니다. 윅에는 수백 가지 종류가 있으며 크기별로 정밀하게 정리하기 위한 몇 가지 크기의 납땜 윅이 필요합니다. 그렇기 때문에 특정 윅이나 특정 브랜드를 둘러보는 대신, 납땜 윅에 대한 이 Digi-Key 요약 페이지를 살펴볼 것을 추천합니다. 처음에는 좁은 윅부터 시작하여 점차 넓은 것까지 사용해 보세요.

굉장히 넓은 면적을 정리하려면 땜납 펌프(땜납 흡입기라고도 함)가 필요한데, 땜납 펌프는 기판에서 납땜된 스루홀 부품을 제거해야 할 때 특히 유용합니다. 인두가 통합된 전기 땜납 펌프도 있지만, 땜납 제거 작업을 많이 하지 않을 때는 저렴한 Aven Tools 17537 납땜 제거 펌프가 매우 편리합니다. 필자는 한 손으로 조작할 수 있는 Aven 17537과 같은 작은 납땜 펌프를 선호합니다(그림 4).

그림 4: Aven Tools의 17537 납땜 제거 펌프는 대량의 땜납 제거에 특화되어 있다. (이미지 출처: Aven Tools)

마지막으로 납땜에는 기교가 필요합니다. YouTube에서 두 와이어 또는 기판과 와이어, 납땜 인두 및 땜납을 두 손으로 들고 두 손가락만으로 접합부에 정확한 양의 땜납만 넣는 것처럼 뛰어난 납땜 접합부를 만들어 내는 사람들을 본 적 있는데요. 필자는 이런 기교는 없으므로 세 번째 손 역할을 해줄 저렴한 도구를 구비했습니다. Aven Tools의 26000 Helping Hands Magnifier with Clamps 모델을 사용하여 여러 비트와 피스를 고정하여 납땜합니다(그림 5).

그림 5: Aven Tools의 모델 26000 Helping Hands Magnifier with Clamps는 손이 부족한 납땜 작업에 큰 도움이 된다. (이미지 출처: Aven Tools)

Aven의 납땜 보조 장치는 작업대에서 차지하는 공간이 넓지 않으며 조절이 가능하고 돋보기도 저처럼 눈이 침침한 사람에게 매우 유용합니다. 또한 물건을 잡아주는 악어 클립은 땜납의 열이 와이어로 더 전달되는 것을 막아주는 방열판의 역할까지 해줍니다. 납땜 접합부를 가열할 때 너무 오래 쥐고 있어서 손가락에 화상을 입고 플라스틱 절연 슬리브가 녹은 적이 있는데, 납땜 보조 장치의 클램프는 이런 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

좋은 납땜 스테이션과 이 네 가지 저렴한 도구를 사용하면 납땜 작업이 훨씬 쉬워집니다. 저는 이런 도구들을 추천하는데 여러분은 어떠신가요? 아래에 자유롭게 댓글을 달아주시기 바랍니다.