Memilih Timah Solder yang Tepat

Kualitas sambungan solder tergantung pada beberapa faktor, antara lain alat solder yang digunakan, kecakapan menyolder dan jenis timah solder. Dipasaran, tersedia berbagai macam jenis timah solder dengan spesifikasi yang berbeda-beda, dan tentu saja diperuntukkan bagi pekerjaan yang berbeda pula. Didalam menentukan pilihan jenis timah solder yang tepat, perlu diketahui sekilas tentang karakteristik utama timah solder dan faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik tersebut. Karakteristik timah solder ditentukan oleh dua faktor utama, yaitu komposisi campuran logam dan jenis flux yang terkandung didalam timah solder.

Komposisi Campuran Timah Solder

Timah solder terbuat dari campuran lebih dari satu jenis logam, atau dikenal dengan istilah alloy. Dua jenis logam yang lazim digunakan dibidang elektronika adalah timah (Sn) dan timbal (Pb), dengan berbagai macam perbandingan campuran. Perbandingan campuran ini dinyatakan melalui angka persentase perbandingan timah/timbal (Sn/Pb), sebagai contoh 60/40 dan 63/37. Jenis logam lain, seperti perak (Ag) dan tembaga (Cu), juga dapat ditambahkan dalam jumlah kecil (dikisaran 1% – 2%) untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu. Perbandingan campuran timah dan timbal mempengaruhi karakteristik timah solder, antara lain kekuatan sambungan solder, kelancaran aliran timah solder cair, titik lebur timah solder dan mekanisme perubahan wujud timah solder dari padat menjadi cair dan sebaliknya.

Kekuatan Sambungan Solder

Kekuatan sambungan solder dinyatakan melalui dua parameter, yaitu kekuatan tarik (tensile strength) dan kekuatan robek (shear strength). Kekuatan tarik dan robek timah solder dengan perbandingan campuran 60/40 adalah 52MPa dan 39MPa, sedangkan untuk perbandingan campuran 63/37 adalah 54MPa dan 37MPa.

Dapat dilihat bahwa perbedaan kekuatan sambungan solder antara timah solder dengan perbandingan campuran 60/40 dan 63/37 tidaklah signifikan. Kedua perbandingan campuran ini, dari sudut kekuatan sambungan solder yang dihasilkan, cocok untuk digunakan dibidang elektronika.

Perlu ditambahkan bahwa kekuatan dan kualitas sambungan solder dapat ditingkatkan dengan menambahkan campuran logam perak dalam jumlah kecil (berkisar diantara 1% – 2%).

Aliran Timah Solder Cair

Kelancaran aliran timah solder cair, atau dikenal dengan istilah wetting, adalah kemampuan timah solder cair untuk membasahi permukaan benda yang disolder. Tentu saja, semakin lancar aliran timah solder cair, semakin mudah bagi timah solder cair untuk membasahi permukaan benda yang disolder, sehingga sambungan solder yang dihasilkan menjadi lebih baik. Sebaliknya, aliran yang tidak baik akan menghasilkan sambungan solder yang lebih tebal atau jika terlalu parah malah membentuk gumpalan timah solder yang tidak menempel.

Timah solder dengan perbandingan campuran 63/37 memiliki kelancaran aliran yang sedikit lebih baik dari pada timah solder dengan perbandingan campuran 60/40. Untuk pekerjaan dibidang elektronika dengan sambungan yang kecil dan rapat, seperti penyolderan komponen Surface Mount Device (SMD), disarankan untuk menggunakan timah solder dengan perbandingan campuran 63/37 untuk mengurangi resiko gumpalan solder menjembatani kaki-kaki komponen yang berdekatan dan memastikan kaki komponen tersolder dengan sempurna.

Timah solder dengan perbandingan campuran 60/40 dapat digunakan untuk pekerjaan yang menuntut sambungan solder yang lebih kokoh, seperti penyolderan kabel atau konektor yang berukuran sedang sampai besar. Diharapkan sambungan solder yang dihasilkan akan lebih tebal dan, tentu saja, akan lebih kuat. Kelancaran aliran timah solder cair dapat ditingkatkan dengan menambahkan campuran logam tembaga dalam jumlah kecil (berkisar diantara 1% – 2%).

Titik Lebur dan Mekanisme Perubahan Wujud Timah Solder

Timah solder dengan perbandingan campuran 60/40 mempunyai titik lebur 183°C – 188°C, dimana pada suhu 183°C timah solder memasuki fasa plastis (melting solidus) dan kemudian mencair dengan sempurna pada suhu yang lebih tinggi dari 188°C (temperature liquidus). Begitupun sebaliknya, perubahan wujud dari cair menjadi padat juga melalui fasa plastis pada rentang suhu yang sama. Pada fasa ini, pergerakan pada benda yang disolder akan mengubah bentuk dan merusak sambungan solder.

Sebaliknya, timah solder dengan perbandingan campuran 63/37 mempunyai sifat eutectic, dimana perubahan wujud timah solder tidak melalui fasa plastis. Oleh karena itu, penggunaan timah solder eutectic dapat mengurangi terjadinya kerusakan sambungan solder yang diakibatkan oleh pergerakan benda sewaktu disolder. Sebagai tambahan, titik lebur timah solder eutectic