一、焊接基礎知識：
焊接的目的:
連線電流:接合兩種金屬,使之得以導通電流.
物理上的接合:接合兩種金屬,使兩者的相關位置得以固定.
焊接的原理
所謂焊接就是運用低熔點介質,以及利用金屬間會有毛細管現象,使熔錫得以沾上兩種金屬之表面的接合作用
良好的焊接作品條件：
1、要接合的金屬表面是否有差拭乾淨?
如欲接合的金屬表面有氧化膜,或是各種汙物,則會成為焊接時的障礙物,熔錫不可能會沾染得好.所以必須要將這些汙物除去,氧化膜可以利用松香溶劑除去,而油脂之類的東西則需要利用洗劑(溶劑)去除之.
2、錫料的加熱條件是否再是當的問度範圍之內?.
如加熱的溫度比錫的熔點低的話,則錫不會熔融再金屬表面而形成漂亮的沾染性,加熱溫度如過低,擇期沾染及擴散性都會較差,而反之加熱溫度過高的話,則會產生過多的合金層,無法得到夠強的接合力量,所以必須要在適當的溫度範圍內加熱
3、熔錫的供給量是否合適?
應配合接合部分之大小供給適當的錫量,否則會發生接合強度不夠的問題.
熱的傳導方法
焊接的物件物體也必須要被加熱到剛好可以焊接的適當溫度,這個加熱溫度不得過高也不得低,否則就無法得到良好的焊接結果.：
加熱的熱源有電阻發熱,熱風方式,紅外線方式等各種方法,利用這些熱源中傳導而來的溫度來為錫料及將被焊接
材料加熱.：
熱的傳導方法中,依材料的種類,大小,熱源及所加的熱量之不同而會有所差異.因此,為了要達到適當的加熱溫度,必須要充分地了解熱的傳導方式.
熱度基本上會從溫度高的地方往溫度低的地方流動.
當熱量小,而熱傳導係數,熱源合焊接物件物體之溫度差距大時,則熱的傳導速度會加快,而且可在短時間內加熱到高溫.
當使用之材料固定時,熱能的傳送會依其表面面積和焊接物件物體之體積大小之差距而有所不同,也就是說,在焊接時,必須要充分地考慮到焊接物件的體積大小.焊接材料的基礎知識
錫料：一般我們所使用的錫線為錫鉛合金,若將單體金屬與合金做溶點比較,合金的特性就是溶點較低.錫的熔點為232℃,鉛的熔點為327℃,而錫鉛合金的熔點一定會比單體的金屬要低.
錫63%(最大百分比)和鉛37%(最大百分比)的合金,其熔點是183℃,這也是錫鉛系銲錫材料中最低的熔點.
錫的熔點較低(熔點:232℃),合銅的接合性良好,所以將之與鉛做成合金,則:
熔點變低,作業效能變好，物理特性(強度)會變強，由於表面張力變低，熔錫的流動性會增加，提公升防止氧化效果.等等,使接合性變得更好.
在錫鉛系銲錫材料中最常被使用者,為含錫30%~63%左右者.以下為這範圍內的銲錫材料之主要性質及用途.
松香所謂的松香在拉丁語中的意思就是『流動』之意.在焊接的原理中所提到的熔解的錫之沾染性,就是指熔錫在乾淨的基材上第一次接觸到時所發生的變化.當在熔錫和基材之間如果存在有氧化膜或是油脂的話,則會明顯地妨礙到熔錫的沾染性.
一般來說,在金屬的表面都會覆蓋有一層氧化膜.而且即使我們用種種方法除去這些氧化膜,只要基材是曝露於空氣中,就會馬上被氧化,因此,為了要讓熔錫能夠順利地沾染在基材表面,同時又要能夠除去在基材表面上的氧化物質,也必須要又能夠防止其再度氧化,而為配合此一目的所使用的就是松香.
松香的作用就是:
清潔作用 : 以化學方法溶解除去氧化物或是汙物.
防止再度氧化的作用 : 在焊接時由於加熱之故,會使氧化急速進行,所以必須要包覆住金屬表面,使之不直接接觸到空氣,而防止其再度氧化.
降低表面張力的作用 : 會使熔錫的表面張力降低,促進其沾染性.
一般來說各種松香所應具備的條件除了上述以外,其他的條件如下:
作業溫度應能形成液狀,而且有相當的流動性.
在作業溫度中不得發出有惡臭或是有害氣體.
在作業溫度中不得有明顯的蒸發現象.
對金屬及錫料不會有不良影響.
作業後的殘渣必須容易去除.
作業後腐蝕性要很低.
此外,尤其是使用於印刷電路板上的松香系統之溶劑所應具備的條件,必須要符合以下各項:
接近沒有腐蝕性者.
具有高度絕緣性者.
具有長期的安定性者.
耐潮性佳.
無毒性.
松香的種類
松香依其組成材料之不同,可分為樹脂系,有機系,無機系等幾個種類.
在電子機器中所使用之松香皆以樹脂係為主流.
松香溶劑之組成材料有主劑及活性劑為主體,在活性劑之中,則又可分為含氟氯碳化物和不含氟氯碳化物兩種
活性劑係為含有能夠溶解及去除熔錫及基材表面之金屬氧化物的作用之成份.而可以運用作為活性劑之材料,則有:有機酸,胺,胺基酸,胺的有機鹽酸,胺基鹵素,無機酸,無機酸鹽等等種類.
松香分類：
錫料及松香之混合：
在塗佈松香然後在焊接時,很難正確地塗到所需的松香之量,此外也增加作業時的工時負擔.因此在電子機器製造時人工作業及自動化機器之銲錫,都是使用含有松脂之錫料.
含松香之錫料再錫料的中心內會填充有一芯或是多芯之固態松香,再加熱時的低溫會先將松香熔出,除去了金屬表面的氧化物後,熔錫就會沾染在欲接合的部分使之沾滿錫料.
使用在含松脂之錫料內部的松香,多半是樹脂或是活性化樹脂,其含量規定為1~3.5%.
二、 焊接知識：
銲錫烙鐵之結構
銲錫烙鐵有下列四種由基本零件所構成:
加熱部份: 是使用熱效率及絕緣性最佳之陶瓷板上面印刷上電阻,只要電流通過就會發熱.
烙鐵鉗部份: 加熱機器中會發熱並且傳熱給欲焊接處的部份,系使用熱傳導效率佳之銅金屬.
握柄部份:手握住的部份,是不會發熱的材質,必須要容易拿而且耐用.
電源線部份: 要輕而柔軟.和烙鐵本身必須要平衡.
銲錫烙鐵之必要條件.
運用在電子機器生產中的銲錫烙鐵工具要求的條件:
要實施防止靜電措施.
溫度控制的精密度要高.
重量輕,容易取用.
以上的必要條件整理列表如下:
烙鐵鉗之必要條件:
必須要使用容易傳熱之材質(熱傳導性佳者).
易熔解銲錫料之金屬.
合乎以上條件之適用金屬為銅.銅材中又可分為電氣銅,脫氧銅,無氧銅等.其中又因各種煉製銅本身之磨耗比率及熱傳導係數不同,而已脫氧銅,無氧銅比電氣銅的特性較佳.
此外,如果烙鐵鉗本身是純銅的話,因為銅元素本身會向錫料擴散,所以很容易耗損,因而使得鉗子本身會變得凹凸不平,因而防止熱的傳導,而造成焊接不良,因此為防止熱的傳導,而造成焊接不良的現象發生,所以一般的做法都是在烙鐵鉗上再加上一層鐵質以防止磨耗過度
鐵本身祇會有表面擴散作用,而且比較不容易溶解,所以是比較有效的電鍍材料
當鍍鐵的烙鐵鉗尖端耗損時,如用銼刀去磨的話,會把鍍好的鐵層給磨掉,所以當烙鐵鉗尖端發生氧化,黑化以至於無法順利沾上熔錫時,則應以極細之氧化鋁粉(礬土)打磨過後,做過預焊之後再來使用.
一般烙鐵鉗的形狀有下列四種: a.角錐形.
b.圓錐形. c.
斜切圓錐形. d.一字起子形.
雖然常被使用的烙鐵鉗有此四種,常被運用的代表形狀為(b)圓錐形.(d)一字起子形.
(1).圓錐形的烙鐵鉗:由於在焊接接觸表面時只能做點狀或是線狀接觸,所以其熱效率會減半.但是極適合微小部位的接合之用.
(2).一字起子形狀著:由於可以做線狀或是面的接觸,因此其特徵就是能夠較快地將欲接焊之表面接觸.
適當的接合溫度:
焊接時由於熔錫能沾上並且擴散於欲焊接之金屬表面.同時在其接合介面上形成合金層,因而才得以接合在一起.
焊接時,首先就是必須要將焊錫料溶解.但並非是只要將錫料溶解就可,為了確保焊接結果完美無缺,並且有足夠的接合強度,所以一定會有乙個適當的溫度存在.
對於使用錫63%,鉛37%之錫料來做焊接時之接合溫度及結合強度之間的關係,其於183℃的溫度熔解,接合溫度在250℃時,其接合強度最大,這也是意味著在這溫度範圍內能夠生成適度的合金層之意,而且接合部份的外觀上也會有較佳之光澤,當溫度增高時,則接合部份就會失去光澤.而形成粗糙的白色顆粒狀態,並且其接合強度也會降低.
因此,錫鉛系之錫料的適當接合溫度應符合以下的範圍:
適當的烙鐵溫度
焊接時適當的接合溫度,取決於烙鐵鉗之溫度、烙鐵鉗尖端之熱容量(大小)、接合部位之熱容量(大小)
烙鐵通電時,其電熱器部份會被加熱,然後加熱到設定好的溫度,當烙鐵鉗碰觸到接合部位,熱度即由烙鐵鉗移轉到接合部位,當接合部位被加熱溫度上公升之後,烙鐵鉗的溫度會下降.而當烙鐵鉗的溫度一下降,其溫度控制系統就會自動加熱,使烙鐵鉗的溫度再回覆到設定好的溫度.所以接合部份溫度之上公升與否,會隨著烙鐵鉗的溫度變化而定.
即使烙鐵鉗的溫度設定全部一樣的情形中,當接合部位的大小不同時,則其熱容量也會不一樣,因此接合部位的溫度上公升情況也會不一樣.
若接合部位之熱容量較小,所以在短時間可達到欲接合之溫度,因此拉開烙鐵鉗的時間也是最難哪捏得準的,很容易造成過熱的狀態.解決此狀況的方式就是使用容量較小的烙鐵鉗之外,也須要將烙鐵鉗的設定溫度調低.若接合部位的熱容量較大,會比較不容易達到欲接合的最適合溫度.
因此要不就採用容量比較大的烙鐵鉗,要不就是得提高烙鐵鉗之設定溫度.
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