錫焊接材料
錫焊接材料是一種可熔化的金屬合金，在焊接的過程中被用來連接金屬表面，常用在將電子零件接合在電路板上時。焊料通常為錫的合金，所以又稱為銲錫。
常用錫焊接材料 (Solder)
1.有鉛錫焊料通用6337錫焊接為：63%錫(Sn)－37%鉛(Pb) 比例組成的共晶焊錫。
2.無鉛錫焊料的主要組成有：
- 錫(Sn)－銅(Cu)系列：錫(Sn)－0.75%銅(Cu)
- 錫(Sn)－銀(Ag)系列：錫(Sn)－3.5%銀(Ag)
- 錫(Sn)－銀(Ag)－銅(Cu)系列
＞錫(Sn)－3.5%銀(Ag)－0.75%銅(Cu)
＞錫(Sn)－3.0%銀(Ag)－0.7%銅(Cu)
＞錫(Sn)－3.0%銀(Ag)－0.5%銅(Cu)
錫焊料的熔點及焊接溫度
| 焊料種類 | 熔點 | 完全熔焊溫度 | |
|---|---|---|---|
| 有鉛焊料 | 63%錫(Sn)－37%鉛(Pb) | 183℃ | 205~215℃ |
| 無鉛焊料 | 錫(Sn)－0.75%銅(Cu) | 227℃ | 230~260℃ |
| 無鉛焊料 | 錫(Sn)－3.5%銀(Ag) | 221℃ | 230~255℃ |
| 無鉛焊料 | 錫(Sn)－銀(Ag)－銅(Cu) | 217℃ | 230~250℃ |
錫焊料的熔點及焊接溫度
- 無鉛錫焊料的上錫能力較有鉛錫焊料差
- 無鉛錫焊料的擴散性較差，擴散面積差不多是共晶錫焊料(有鉛錫焊料)的1/3
- 無鉛錫焊料熔點較高，無鉛錫焊料的熔點比一般的Sn-Pb共晶錫焊料高約34~44℃，所以烙鐵的烙鐵頭溫度設定也要比較高
- 在使用無鉛錫焊料時，有時較會造成烙鐵頭表面焦黑化，失去上錫能力而導致焊接作業中止。
錫焊接(Soldering)目前常用於印刷電路板(PCB; Printed Circuit Board)上電子零件的組立，可以形成永久性的接合，但若後續有需要，如電子零件損壞、歪斜、短路…，可用類似錫焊接的方式破壞接合點，拆除電子零件，稱之為拆焊；或是解焊(Desoldering)。
錫焊接(Soldering)是一種利用低熔點的金屬焊料加熱熔化後，滲入並充填金屬件連接處間隙的焊接方法，一般其熔點低於攝氏400度。焊接材料(Solder)常用錫基合金。錫焊接時不需熔化金屬工件。在焊接過程中，直接在要連結的部份加熱，使焊料融化，因毛細現象而流到接合處，由於浸潤作用和工件結合，一般來言，在冷卻後，接點的強度會比工件本身的強度低，不過還是有相當的強度、導電性及防水性。廣泛用於電子工業中，像電子零件和印刷電路板都是用錫焊的方式接合。常用烙鐵作為加熱工具。
助焊劑/焊劑(Flux)是一種利用化學方法清潔被焊金屬表面以利於錫焊接(Soldering)進行的物質。錫焊接常用氯化銨或者松香。焊接點的金屬表面在高溫下很容易形成氧化層，使焊接材料(Solder)難以黏附在表面。助焊劑(Flux)在室溫中穩定，在高溫下具有很強的還原性，能夠清除金屬表面的氧化層，同時具有保護作用、阻止氧化反應的物質。此外，助焊劑在錫焊接(Soldering)過程中還能起到潤濕劑的作用，促進焊接(Soldering)過程。
助焊劑(Flux)的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物，使金屬表面達到必要的清潔度。它防止焊接時表面的再次氧化，降低焊料表面張力，提高焊接性能.助焊劑性能的優劣，直接影響到電子產品的品質。
助焊劑(Flux)通常是以松香為主要成分的混合物，是保證焊接過程順利進行的輔助材料。焊接(Soldering)是電子組裝(PCB Assembly)中的主要製造過程，助焊劑(Flux)是焊接時使用的輔助材料。松香在260℃左右會被分解。
使用助焊劑時，必須根據被焊工件的面積大小和表面狀態適量使用，用量過小則影響焊接品質；用量過多，助焊劑殘渣將會腐蝕元件或者使電路板絕緣性能變差。在錫焊接中，它是一種不可缺少的輔助材料，其作用極為重要。
烙鐵(Iron)是錫焊接(Soldering)時用來熱熔銲料(Solder)的工具，基本上是一個隔熱的手柄上有一個加熱器及一個金屬尖端，金屬尖端把熱能傳導並溶化焊料(Solder)，再將焊料(Solder)滲入、充填並浸潤兩個金屬工件連接處的間隙，使得兩個金屬工件結合。常見的烙鐵與焊料是用做於將兩個金屬焊接在一起，以達到導電的目的，例如把電子零件與印刷電路板(PCB; Printed Circuit Board)焊接在一起。
烙鐵(Soldering Iron)大至分三種，一般恆溫型、兩段升溫型、溫控型，通常都用瓦數(W)，來標示其加熱能力，瓦數越小溫度越低，瓦數越大溫度可以越高。
- 一般恆溫型：瓦數標示多少就代表其加熱能力有多少，無法改變其加熱能力。
- 兩段升溫型：烙鐵上會有一個按鈕，當按鈕壓下去時會極速加熱(瓦數變大)，平時則維持在一般的溫度(低瓦數)。
- 溫控型：可隨意控制調整溫度，並可得知目前烙鐵頭的溫度為多少度。 溫控型烙鐵是最好用，價格也較昂貴。適合溫度要求精準及更精密的焊接作業使用。
要如何選擇烙鐵？主要有4點：
- 烙鐵握把盡量體積小，重量輕，握桿舒適，且要耐高溫不發燙。
- 更換烙鐵頭要容易且快速。
- 要有良好設計的烙鐵握把放置座。
- 要有良好的烙鐵頭尖端清潔設計。
溫控烙鐵 (Soldering Iron) 選擇條件的建議
- 連續焊接時烙鐵頭的溫度補償要快速，才不會沾黏，影響焊接工作效率。烙鐵頭的溫度恢復時間要與被焊物件面的要求相適應。溫度恢復時間是指在焊接周期內，烙鐵頭尖端溫度因熱量散失而降低後，再恢復到最高溫度所需時間。它與偵測溫度散失的功能、烙鐵功率、烙鐵加熱技術、以及烙鐵頭的形狀、長短有關。
- 控制調節加熱的溫度要簡單方便。選擇有數位顯示(Digital Display)功能的烙鐵。
- 要有溫度校正的功能，可調整的溫度範圍建議要有±25℃以上。
- 要有睡眠及休眠功能，可減少烙鐵頭長時間處於高溫的狀態，也比較省電節省能源耗損。
- 機台記錄功能，可供查詢追蹤機台的使用情況。
- 可設定密碼鎖定加熱溫度，避免他人變更溫度造成損害。
烙鐵頭(Soldering tip)為烙鐵的搭配產品，其為一體合成。烙鐵頭、烙鐵芯同為一種產品，是烙鐵(Soldering Iron)、焊台的配套產品，主要材料為銅，屬於消耗品。
烙鐵頭的功能是把熱量傳給焊點，主要靠增加接觸面積，用烙鐵對焊點施加更多的外力對加熱是徒勞無功的。很多情況下還會造成被焊工件的損傷，例如電位器、開關的焊接點往往都是固定在塑膠件上，施加過多力道的結果容易造成元件失效。
烙鐵頭的種類大統整！正確的選用烙鐵頭型讓你事半功倍！
烙鐵頭(Soldering tip)有鑿刀形、尖錐形、尖錐形、刀口形、凹字形及T字形等不同的形狀，以適應不同焊接面的需要。烙鐵頭的形狀要適應被焊件物面要求和產品裝配密度。
焊接時選用正確的烙鐵頭型，除了可以減少焊接角度的影響外，使用上也較為順手，並非使用一支烙鐵頭，用於所有各式焊接點。
- 鑿刀型 / 一字型
- 斜切圓錐型
- 尖彎型：用於較隱藏的焊接點，如連接器下方。
- 鑿刀彎型 / 一字彎型：用於較隱藏的焊接點，如連接器下方。
- 尖錐型
- 湯匙型 / 斜切馬蹄型：用於拖焊。
- 鷗翼型 / 一字凹溝型：用於拖焊。
- 凹字型：用於Chip及電線。
- 雙排型：用於雙排腳位Dual in Line。
- 口字型：用於四邊腳位零件QFP及PLCC。
- 印章型：用於PLCC sockets。
- T字型 / 掃把型：搭配除錫線用於大面積除錫，如BGA pad除錫。
- 刀口型
- 叉口型：電線的焊接。
- 斜叉口型：穿孔(Through hole)腳位的拖焊。
如何設定烙鐵的適宜溫度？
如果為了縮短加熱時間而採用較高的溫度焊接的話，則會帶來一個的問題：錫線中的助焊劑沒有足夠的時間，在被焊接面上漫流而過早揮發失效；錫焊料熔化速度過快影響助焊劑作用的發揮；由於溫度過高雖加熱時間短也造成過熱現象。
焊接作業的設定溫度非常重要，烙鐵頭應保持在合理的溫度範圍內較為適當。一般經驗焊接作業最適合的溫度是比焊料熔化溫度高50℃較為適宜。烙鐵頭的設定溫度由於焊接部分的大小，烙鐵的功率和性能，焊錫的種類和線型的不同，建議在上述溫度的基礎上還要增加100℃為佳。
理想的狀態是用較低的溫度下且縮短加熱時間，儘管這是矛盾的，但在實際操作中可以透過操作手法獲得較令人滿意的解決方法。
1.烙鐵不可重摔或敲打，以避免損壞烙鐵。一旦受到外力敲擊，內含的溫度感測裝置就會有誤差，容易縮短烙鐵頭的壽命。
2.烙鐵不可作為其他工具之替代工具，以維護烙鐵之壽命。
3.烙鐵不用或暫停使用時，須將烙鐵頭沾錫，並置放於烙鐵放置架上，以保護烙鐵，其它物品及人員之安全。
4.如長時間不使用請將電源關閉，延長烙鐵頭壽命。
5.使用中的烙鐵溫度是否過高，正確的溫度應在350~380℃左右。
6.每次進行焊接作業前，均需使用濕海綿擦拭，將烙鐵頭上的氧化物及異物清除，注意不要使殘錫渣濺跳而燙傷人、物。烙鐵頭尖端的氧化燒黑禁止使用銼刀或是砂紙研磨，因為這樣會損壞尖端的電鍍金屬層從而大大地減少壽命。正確的方法是，加熱於260℃，用烙鐵專用海綿沾濕，以手握住後不滴水為標準，在反覆加錫於尖端上並於海綿上擦拭，直到烙鐵頭尖端重新回覆金屬光澤。
7.定時清潔擦拭烙鐵放置座上的海綿，如海綿上留有異物，烙鐵高溫擦拭海綿時，容易與海綿上的低溫異物(錫渣)產生摩擦，容易破壞烙鐵頭尖端表面，進而降低烙鐵頭壽命。
8.使用中嚴禁施壓，烙鐵頭因加熱高溫後材質會由硬變軟，如果在焊接點上施予太大的壓力，就會導致烙鐵頭變形及縮短它的使用壽命。
9.烙鐵頭若已損傷變形或出現穿孔，應立即停用，以避免損壞被焊物件。
10當焊接完後，需在烙鐵頭尖端用新的錫焊料包裹住，再置放於烙鐵放置架上，此動作可以防止烙鐵頭尖端跟空氣接觸而產生氧化。
11. 定期校驗主機及烙鐵頭溫度，可以了解機台設定溫度跟烙鐵頭溫度是否一致，以免溫度越來越高，而降低烙鐵頭壽命。
錫焊接是將錫焊料加熱熔化後，滲入並充填金屬件連接處間隙，把兩件零件接合起來的技術。優良的焊接，錫焊料會滲進金屬的表面，形成良好的電接觸。被焊接的金屬表面必須非常清潔，如果金屬表面有一層氧化物，便無法成功焊接。
一手握持烙鐵、一手把持錫線一起放在焊接點上。烙鐵頭尖端一定要接觸電路板銅箔及零件腳位，目的是把兩者一起加熱。金屬工件被加熱至適當溫度時，零件接腳或電路板銅箔自然能夠熔化錫焊料，所以應把錫線加至零件接腳或銅箔上，錫線便馬上溶化成液態，完全包圍焊接處，便可保證焊接的品質。
焊料融化後因毛細現象而會自動流到接合處，附著在零件接腳及線路板銅箔上。如果做不到，多數是工件金屬表面不夠清潔，烙鐵的接觸面積太小，或是溫度補償不夠。
單靠錫焊料的自然流動，有時不能有效分佈至整個接合處，因此，需要時可以同時移動烙鐵及錫線。
看到錫焊料熔化後，完全填充接合處，且錫焊料表面呈現金屬光澤時，應移開烙鐵停止加熱。如加熱時間太長，會產生高溫會損壞零件或電線路，也容易使得助焊劑分解速度加快，使金屬表面加速氧化脫皮而產生炭化，造成「虛焊」；如停留時間太短，也可能使的焊接點未能充分加熱，形成「冷焊」。都會使得焊接點的品質變差。
錫量多少完全憑經驗。太多，容易形成圓珠狀；太少則易焊接不牢固。最完美的焊點是呈「金字塔」狀，上圖優良焊點可見到錫焊料是團團地包裹著焊點及零件腳位，並呈現「金字塔」狀。
如何有效延長 烙鐵頭壽命 的方法？
為了得到令人滿意的的烙鐵頭壽命，特別是使用無鉛合金應採取以下考慮：
我們的經驗表明，90％的焊點JBC烙鐵工具可以成功地在350ºC（660ºF）或以下，在任何情況下，我們不建議超過370ºC（700ºF）。
為了防止烙鐵頭氧化及腐蝕，應該在烙鐵放置於工具座前添加新的焊錫。
針對焊點正確地選擇烙鐵頭的尺寸。
不要使用有研磨表面的物品去清潔鍍層。
使用溫和的助焊劑。
保持海綿的乾淨和濕潤，而不能太濕。
只能使用原裝JBC海綿，其它海綿可能含有降低烙鐵頭壽命的物質。
使用蒸餾水/去離子水並避免自來水，自來水中含有的物質會降低烙鐵頭的壽命。
烙鐵頭還原劑僅在絕對必要時使用；當烙鐵頭氧化，不能使用海綿或其它非侵略性清洗方法清潔乾淨時。
