第二章      烙          鐵
一 ‧烙鐵的結構圖
烙鐵是由加熱器、烙鐵、把手、電源線、插等組合而成，如圖2-1所示。
                          電熱絲                                  手柄
        烙鐵
                                    插
         
                                                                      電源線
二‧烙鐵的必要件
1. 能快速上升烙鐵的溫度，還要供給充分的熱量。
2. 溫度降低的幅度必須小，並能保證連續作業。
3. 又輕又好用。
4. 絕緣性優越，不可漏出電流。
5. 交換烙鐵簡便。
6. 修理簡單。
三‧烙鐵及使用設備
烙鐵的使用依被焊接物的複雜度而不同。如右手握烙鐵，左手握焊錫絲，則被焊接物必須!是固定的，你便可使用活動式烙鐵，如圖2-2所示
    假如有一手必須用來支撐被焊接物，你便不能使用活動式烙鐵，而需使用固定式烙鐵，而使用固定式烙鐵才有可能焊接出品質良好的焊點，固定視烙鐵如圖2-3所示。
四‧烙鐵的應用
對一般焊接作業所需的雒鐵溫是共晶點〈183.3〉+〈50─100〉+室內溫度=250─350。 焊接溫度太低時，會發生不整齊焊接、焊習之間的橋接及助焊殘留。焊接溫度太高時，會發生焊接點表面粗細不齊，焊錫流動。
依被焊物的不同，所需的溫度約如下所述：
        工  作  型  態                      理  想  溫  度  范  圍
      厚及薄的底板                        540+/-20(0F)    280+/-11(0C)
      精細的銅線                          435+/-15        390+/-8
      多層基板                            820+/-20        435+/-11
      標準基板                            820+/-40        435+/-22
      接線端子                            810+/-50        430+/-28
五‧烙鐵的使用規則
1.休息前及新烙鐵使用前先清潔並加錫衣於烙鐵上，以防氧化及腐敗，並可加長烙鐵的壽命，如圖2-4所示。
                    圖2-4加錫衣於烙鐵
2.焊接前擦拭烙鐵上的污染物，以得到良好的焊點。
3.海綿保持潮濕，但不能加水太多，每天清洗，以去除錫渣及松香渣。
4.工作區保持清潔。食物、化妝品及化學品應當遠離工作區域。
5.烙鐵握法如圖2-5所示，務使穩固握於手中，以免滑落。
                        圖2-5    烙鐵的握法
6.下班之前，把烙鐵拆下，以免高溫產生氧化，導致更換烙鐵困難，而損壞烙鐵的加熱器。上班時，再裝上烙鐵。
7. 每天測量烙鐵溫度兩次，以防高溫，致損壞半導體及表面著零件。
8. 每天測量烙鐵的接地電阻兩次，以防烙鐵漏電，打壞半導體零件。
9. 焊錫殘留在烙鐵上時，`不可用敲烙鐵的方式來去除焊錫，否則會造成陶瓷破案，導致漏電，溫度變化…等問題。
10.烙鐵故障後，修理完畢時，一定要測量溫度、接地電阻及漏電量是否滿足規定，滿足規定才算修理完畢，才可發給工廠使用。
第三章    手焊接的基本觀念
一‧ 何謂焊錫、焊接
所謂焊錫，就是把兩個或多個零件用溶解的焊錫溶液接成一個接合体，稱為焊錫作業。更詳細地說把接合的金屬加熱，讓溶解的焊錫流入其結合面，使其充分吸住而結合在一起，接合的金屬與焊錫的接觸面必須形成合金，而不像貼紙一樣。
所謂焊接，用焊錫做媒介，籍加熱而使A 、B二金屬接合並達到導電的目的，如圖3-1所示。
兩金屬間的接合力即靠焊錫與金屬表面所產生的合金屬，所以焊錫不是使用為機械力的支撐。
+
合金層
焊錫
=
熱及焊錫
圖3-1焊接的過程
二‧焊接的目的
1. 電氣連接：兩種金屬接合，使電氣導通。
2. 機械連接：兩種金屬接合，使相關位置固定。
3. 密封的目的：以焊結防止水、空氣或油的滲漏。
4. 其它目的：為次一工程焊接作業方便而施行預備焊接或防鏽。
三‧焊錫的附著性
1.焊錫為什麼有附著性
當融解的焊錫置於高溫的銅板時，在錫與銅的介面，會在  間產生CU6SN5的合金這就是銅與錫的“介面合金共化物”，簡稱IMC。錫與金、銀  等金屬之間都會產生不同的介面合金共化物，一但形成了IMC。其強度就比焊錫本身的強度要強，所以焊錫會附著在被焊物上。
2.焊錫的滲透作用
溶融的焊錫在高溫的被焊母體中能夠擴散而形成合金屬，而表面只剩留著鉛，這種現象就叫滲濕作用。
3.滲濕作用的件與狀態
A‧件：除去金屬表面的氧化物，清潔金屬表面。金屬表面加熱溫度要比焊錫溶解溫度略高。B‧滲濕的狀態
焊錫與被焊物母體發生滲濕作用的情形隨著滲濕件的不同而呈下列三種狀態：
90∘< θ ≦180∘                    45∘< θ ≦90∘              0∘< θ ≦45∘
最佳
            A                              B                        C
如上圖所示，θ表示接觸角。
  圖a是被焊體過熱，表面已氧化，而焊錫成珠狀，不能滲入形成合金。
  圖b和圖c是被焊物與焊錫有適當密著，焊錫在被焊物上薄薄擴散而形成合金屬，其接觸角愈小愈佳，一般說θ<75度為滲濕良好狀態，圖c是最佳狀態。
四.正確焊錫作業件
1.被焊接物表面須有良好電鍍，最好是焊錫電鍍。
2.被焊接物表面須用焊劑除去氧化膜，因為金屬表面無論磨得多光亮，瞬間就形成層氧化膜。
3.被焊物之保管必須考慮可焊結性。
4.須選用適合使用之焊錫，因為隨著焊錫中鉛和錫的比例不同而形成不同特性的焊錫，我們常使用的焊錫其錫與鉛的比例是63:37，此種焊錫稱為標準焊錫。
5.隨被焊物之形狀、大小，須選用適當的烙鐵，且在作業時能保持360度到400度的溫度。
6.須有乾淨的烙鐵，若不乾淨須用烙鐵海綿清洗烙鐵。
五.焊錫的材料
1.焊錫
焊錫是錫與鉛的合金，隨著錫與鉛的比例不同，而形成不同特性的焊錫，我們通常使用的焊錫其錫與鉛的比例是63:37，此種焊錫稱為標準焊錫。
A：焊錫的特質
(1)焊錫與金屬之被焊物之間有附著性質。
(2)焊錫的附著力隨著周圍的溫度、時間、其它件而變化，但一旦焊錫作業後的強度比焊錫本身的強度要強。
(3)焊錫中含錫63%者其接合部之強度比任何配合者要強。
(4)從常溫升高溫度到183度，則接合部之強度成反比，反而減弱。
焊錫在高溫環境中很容易氧化，氧化的焊錫其表面張力很強，在基板被焊過程中很容易形成短路與錫尖，故在高溫焊錫時常在焊錫環境中加吹氮氣，或再焊錫中加氧化防止劑以減弱焊錫的氧化。
B：焊錫的標準狀態圖
所謂焊錫的標準狀態圖，即指錫與鉛不同比例的焊錫隨著溫度變化而從冷凝狀態到溶解狀態的變化曲線。
從圖中很明顯地看出:
(1)錫與鉛比例為63:37的焊錫，其溶解度最低(為183度)，能源消耗少，對零件損傷小。
(2)直接由固態轉化成液態，反之亦然，並未有經過槳態，因而不會輸送帶的振動而發生冷焊情形，所以我們通常採用此種比例的焊錫作為我焊結的材料。
A：焊錫異性質與用途
成  份
性        質
用        途
錫
鉛
63
37
溶解低，作業容易，表面美
自動焊錫使用
60
40
張力強度大
一般零件固定，家用電器，電子電器等之配線用
50
50
機械性能良好，焊錫之堆積較容易
一般配線用
40
60
溶解溫度範圍大，機械強度大，電阻大
需長時間溶解狀態的地方用之配管用，水電鉛工用
30
70
與Sn40性質相同，特別是強度上更好
與Sn40性質相同
a. 焊錫成份及其融點見下表
成          份(%)
溶融溫度(0C)
備  注
錫(Sn)
鉛(Pb)
銀(Ag)
鋅(Sb)
開始
終了
0
100
327
327
5
95
300
314
10
90
268
301
15
85
225
290
20
80
183
280
25
75
183
268
30
70
183
257
35
65
183
247
38
62
183
242
40
60
183
238
45
55
183
225
48
52
183
218
50
50
183
212
55
45
183
200
60
40
183
188
63
37
183
183                                     
共晶焊錫
65
35
183
184
70
30
183
186
75
25
183
192
80
25
183
199
85
20
183
205
90
10
183
213
95
5
183
222
100
0
232
232
183组合
95
5
232
238
35
63
2
187
237
27
70
3
179
312
40
57
3
179
289
50
47
3
179
260
61.5
35.5
3
179
248
62.5
.6.1
1.4
179
179
96
4
221
221
95
5
221
240
共晶焊錫
97.5
2.5
305
305
共晶焊錫
95
5
305
365
0.75
97.5
1.75
310
310
共晶焊錫
C：焊錫與被材料附著的難易度比較
材    料
容易密著
稍不易密著
不能附著
鋼
青銅
不鏽鋼
銀
鉛
鉻
鎘
鎳
鎳鉻合金
銅
鋅
鋁鎳合金
黃銅
鋼
鉛
焊錫
B：焊錫主要成份的特徵
(1)錫(Sn)─使焊錫接著的效果。
(2)鉛(Pb)─使焊錫的溶點和表面張力的降低，以及減少酸化物的效果。
(3)因焊錫成份的變化而發生下列不良的變化:
錫的含有量比較多提時候基板上焊點接著不良增加，短路減少；鉛的含有量比較高的時候，基板上焊點接著不良減少，但短路較多。但是，自動焊錫機長時間的使用，因錫和空氣接觸，比較容易氧化，所以錫的含有量會逐漸減少，同樣的會和上面所說的情形一樣，焊錫短路的不良會增加，所以自動焊錫機的焊錫必須定期的更換之。
B‧焊錫中不純物的種類及它的影響
(1)亞鉛(Zn)焊錫的流動性及接著性惡劣的影響(容許值.01%以下)。焊錫焊著後表面粗及小粒狀產生。