(1)选择什么样的电烙铁?
焊接工具与拆焊工具对电子制作与维修来说是首要的,重要的,工具的好坏将直接影响工作的质量。首
先谈一谈烙铁的选择。
传统的外热/内热式烙铁是很难使用的,那些工具只能用于很少量的焊接工作,而且不易使用。传统烙铁
都是AC.220V的高压类型,烙铁的外壳会感生70V以上的高压静电,如果用电笔测量,电笔会微亮,用手
接触,会有轻微的麻电感觉。当焊接电路板时,左手经常会接触电路,右手拿烙铁去焊接,这样烙铁头
上的静电就会通过焊点,电路,传入人体,给电子元件加上70V以上的高压电,这个电压足以击穿很多的
三极管,二极管,集成电路……所以切记,如果买了传统烙铁,不能直接拿来焊接电路板。解决这个问
题的方法有两种,最合理的方法是确保电源插座的地线端已经可靠接地,而烙铁外壳都是连通插头的地
线端子的,良好的接地可以释放掉静电;而且同时,还应该在操作者的脚下垫一个接地垫,让人体自身
不要感应电场,这一点也很重要。我发现在实验室里,人体与大地之间经常会存在一个电位差,检测的
方法是把数字万用表打到交流电压档,一只表笔拿在手里,另一支表笔接地线,很有可能万用表会显示
8V或16V的电压,这是因为周围的50HZ交流电场对人体的感应,生成了静电,而人体与大地之间又有良好
的绝缘才出现的现象,如果在脚下垫一个连接地线的导电橡胶垫,这种感应现象就会大为减弱。
一般的实验室,维修室很少有条件可以架设接地电阻很低的地线,也没有导电橡胶垫,那该怎么办?我
的方法比较简单,把传统烙铁拆开,把它的外壳引线引出来,用0.6mm的裸铜线在烙铁手柄上缠绕出25mm
宽的一层,然后接引出导线,再复装。这样,在焊接操作时,人体就会自然与烙铁外壳/烙铁头连通,而
焊接时左手要保证与电路的地线接触,这样,烙铁头对器件就完全没有电位差了,焊接就会很安全。使
用这个方法,我从来都没有因为烙铁静电损坏过器件!
传统烙铁还有另一个严重的弊端,它的加热作用是没有控制的,烙铁的温度会随着加热时间的延长变得
越来越高,直到热平衡为止。如果烙铁不用,没有散热,烙铁头的温度有可能会超过400度,很快把烙铁
烧死!详见下面的叙述。而假如使用这种烙铁来焊接,如果焊点较小,烙铁头的温度就会过高,如果焊
点较大,温度就会迅速下跌,总是不能保持理想的焊接温度,所以,这种烙铁不好用,基本上不能买回
来直接用,都需要改进。要想直接使用惟有一种方式,等待烙铁达到理想的焊接温度就马上进行焊接,
焊完以后就拔掉插头,让烙铁逐渐降温,等需要下次焊接时,再把它插上,再次等待合适的焊接温度到
来,如此反复。过去我都是会把买来的新烙铁剪断插头,接入一个双向可控硅调温器来控制温度,这种
调温器电路简单,很容易制作,成本也很低,可以用一个小塑料盒来装配它。一般给烙铁施加150V左右
的电压,就能让它保持在350度左右的温度,比较适合焊接,这样就可以长时间通电,烙铁头的温度不会
过高。
尽管如此,传统的烙铁还是不适合焊接作业。一般高压烙铁的温升都很慢,大约需要5min以上的时间,
它才会慢慢热起来,而且当用它焊接时,散热加大会使烙铁头快速降温,而发热芯又不能及时补充热量
,所以焊接质量会明显下降,出现豆腐渣锡,为了防止过度降温的问题,我们只能选择较大瓦数的烙铁
,依靠热容量更大的烙铁头在焊接较大尺寸的焊点时来维持温度,但大功率的传统烙铁体积庞大,分量
加重,烙铁头也太粗,不方便作业,也浪费电能。
结论只有一个,时代已过,不要再选择传统电烙铁。
对比传统产品,各种恒温焊台就是今天主要的焊接工具。这种工具的优点是恒温,控温,消静电,快速
。几乎所有的焊台都采用低压供电,而且都带有隔离变压器,把市电与烙铁隔离开来,因此烙铁外壳不
带高压静电。虽然从原理上焊台都是这样设计的,但如果不接地线,焊台的烙铁外壳也会有较低电压的
感应静电,比如4V,8V等,所以为了安全起见,你也应该把焊台可靠接地,或者按照我的办法,把烙铁外
壳连接通人体。
焊台的烙铁设计得都比较细小,热容量较小,而且驱动功率是可变的,可控的。当烙铁刚通电时,热芯
会加上100%的功率,使烙铁头的温度迅猛上升,最优秀的JBC CD-2SHE焊台和T210手柄会在2s时间达到
350度的温度!而且,当烙铁达到设定温度以后,其驱动功率就会立即下降,维持这个温度,达到自然热
平衡,这样,即便你不用烙铁,长时间通电,它也不会过热,不会烧死烙铁头,所以,实用性能大大提
高。焊台的另一个优点就是快速补热。我们知道,焊接较大焊点时,烙铁头的温度会立刻下降,但焊台
感知到这种降温以后,就会使驱动功率上升,来自动补温,维持温度下降较少,这就大大改善了大焊点
的焊接质量。越是高级的焊台,越是大功率的焊台,补温的速度越快,焊接大焊点的效果越好。
焊台的驱动原理一般有两种,第一种是采用低频率的脉冲直流驱动的,就是用占空比来控制直流驱动的
功率,实际输出的波形是方波或锯齿波,或不规则的波形;这种控制会产生一些高频干扰,但不严重,
优点是控制效率高,自身发热少,焊台内没有风扇,也不需要大尺寸的散热器,就像开关电源一样;另
一种驱动是采用200-500KHZ的中频交流电源,靠中频磁场的感应在铁芯烙铁头中产生涡流,这种涡流的
短路产生高温,就是俗称的高频焊台,它的原理和电磁炉是一样的。由于高频焊台的热量是直接在烙铁
头内部产生的,而不是由热芯产生然后再传给铜基烙铁头的,所以,它的温升速度很快,补温速度也很
快,比常规的焊台要更快。那么高频焊台是否一定优于常规焊台呢?还有其他的因素需要考虑。
高频焊台的发热原理不同,它需要一个电感线圈,产生强大的高频磁场,显然,这个线圈是不可能做得
很细小的,而且它必须要包围在烙铁头的外围,其结构很像是传统的外热式电烙铁。如果观察一下所有
的高频焊台,就会发现它们的手柄外管都很粗,而烙铁头又比较细,这样两个直径的变化就形成了一个
凸台,这个凸台会限制焊接的角度。如果你用刀头来拆焊贴片集成电路,就需要以很低的角度来焊接,
但这时高频焊台就不给力了!另外,高频焊台会产生比较严重的环境干扰,对收音机有明显的干扰,对
人体是否有害也很难说;高频焊台的手柄需要采用高频电缆来连接,如果电缆的阻抗特性不匹配,还会
使电缆发热严重,因此对电缆的要求很高,电缆一旦损坏就很难找到替代品,手柄也就报废了。总而言
之,有一利必有一弊,高频焊台的缺点也很明显。在一般的场合使用高频焊台的感受是好的,即便是较
大的焊点,烙铁头也会上去就化锡,不像低频焊台,需要等待1-2秒才能化锡,而且高频焊台的烙铁头也
比较廉价,这些都是它的优点。
高频焊台适合工厂车间使用;而低频焊台适合实验室和维修使用。
对于低频焊台来说,也分有两大类。第一类是目前普及率最高的白光936焊台,在市场中有大量的此类焊
台在售,也有很多的烙铁头配件,价格低廉。像当年的录音机一样,我国的焊台产品和技术是从日本引
进的,白光936就是第一个型号,目前已经基本上被国产化了,很少能见到原装产品。此焊台设计简单,
面板上仅有电源开关,指示灯和一个调温旋钮,刻度是温度数字,能实现最基本的恒温,调温功能,调
到多少度全凭刻度,没有直观的显示,也不能精确校准。该焊台配备的手柄是经过改良的内热式电烙铁
——中空的烙铁头插到一个陶瓷热芯上,然后用外套管的缩口来锁紧烙铁头。外套管通过螺栓与手柄连
接,外套管的直径比烙铁头外径大一点儿,但两者的直径差很小,因此可以适合低角度焊接。由于烙铁
头与陶瓷发热芯之间的配合不精密,存在较大的空气隙,所以热阻较大,导热不好,这使得烙铁的热芯
内温度与烙铁头温度不一致,可以相差20-60度!而且,与传统内热式烙铁不同,这种手柄的热芯内部还
多了一个热电偶传感器,用它来控制烙铁的温度。热电偶是一种最常用的高温传感器,它是由两种材质
的金属丝在一点焊接构成的电路,如果给焊接点加热,在两条金属丝的另端就会出现微弱的电压信号,
在100-400度温度范围内可能会产生10-60mV的信号变化。焊台内的直流放大器把这个信号放大以后,用
于控制可控硅的导通角,便实现了对烙铁的温控作用。
可是问题来了。由于热电偶感测的是热芯内部的温度,而热心与烙铁头之间又存在较大的热阻,所以电
路并不能知道烙铁头的真实温度,这样,控制的温度与烙铁头的实际温度是不符合的,两者只能有一个
类比。例如改进的白光937焊台,已经带有3位LED数字显示温度表了,更方便查看和设定温度值,但这个
显示的温度仅仅是一个类比温度,不是实际温度。经过校准的焊台显示的温度是准确的,可以是烙铁头
的真实温度,但它仍然不是实时温度,当你焊接时,烙铁头的温度急剧下降,可是由于热阻的存在,热
电偶并没有立即感测到这个温度变化,所以电路不能及时增加功率,补给热量,这就像传统烙铁一样,
遇到大焊点焊接的效果会下降,但毕竟经过一段时间,热电偶感知到降温,烙铁开始增加功率,温度开
始回升,使用效果还是会优于传统烙铁,但这个延迟时间较长,可能会达到3-8秒,更容易把器件烧坏。
可见,早期的936/937焊台的技术已经落后了,只能保持烙铁的温度不致于失控,但使用的效果并不理想
,它们唯一的优点就是廉价,易购。
第二代焊台代表产品是日本的白光951。这种焊台的改进主要是在手柄上。它从观念上完全改变了人们的
传统习惯,就像圆珠笔的发明一样,把烙铁的热芯,热电偶和焊头作成了一体,然后把它插在一个通用
手柄上,更换焊头时就会连带热心与热电偶一同换掉,更换的速度极快,可以随时更换不同焊嘴形状的
热芯,以适应不同的工作需求,因此这种设计最适合实验室和维修使用。热芯的结构与传统烙铁不同,
热电偶被安装在靠前的位置,在电热丝之前,紧挨焊嘴的内部,可以快速地反馈焊嘴的温度,这是它最
可贵的优点。热芯的供电电压也是低压直流,一般是24V,电流可达3A。由于烙铁头与电热丝之间的结合
紧密,热阻大为减小,使加热的速度很快,补热的速度也很快,这些性能都大大超越936那样的传统内热
式手柄。例如,951焊台在开机以后达到350度的时间可能仅有12秒,而936焊台大概需要36-45秒才能达
到350度;而且在焊接一个大焊点时,新式焊台的烙铁头上去仅需2秒就能化锡,可是936大概需要6秒才
能化锡,两者的差异很明显。这种新式结构的热芯型号为T12系列,功率被限制在70W以内,阻抗在8欧左
右。目前951焊台也被国内大量仿造,价格也不高了,而且中国仿制的T12热芯也大量上市,价格只有原
装的1/4-1/10。国产的T12系列热芯性能如何呢?实践表明,它们的温升速度和回温速度都不错,与原产
品比较接近,但烙铁头的耐用度却不如,性价比占很大优势,还是完全可用的。
这种T12热芯为了简化结构,在电路上把热电偶和电热丝串联在了一起,这样当它被通电加热以后在热芯
的两个端子上就会出现极性,电路正是根据正反方向的电位差别来识别温度传感器的信号的。可见,这
种设计的应用还是比较困难,不适合DIY焊台,控制也会受到热丝的状态的影响,不如独立的热电偶来得
精确,因此后来又出现了3个接点的改进型一体化热芯,其热电偶是独立的。
现在情况明了了,新式的一体化热芯焊台温升快,回温快,热芯尺寸小,手柄小巧灵便,可以快速更换
热芯,优点多多,所以,是最好的选择!
国内的焊台品牌主要是快克,安泰信,进口的焊台主要品牌是日本白光,德国威乐,西班牙JBC,美国奥
威。美国的焊台主打高频产品,价格昂贵;日本的焊台有各种产品,包括频率高达13MHZ以上的真正的高
频焊台;德国焊台采取热芯与烙铁头分离的设计,JBC焊台为一体热芯产品,那么面对众多的产品,我们
应该如何选择呢?
国产焊台,我推荐快克TS1200A。它采用了类似白光T12类型的一体化热芯,其内部有独立的热电偶,控
制温度精准。它的功率达到了120W,热芯阻抗仅2.9欧姆,电流可达8A,所以温升及回温的速度极快,与
白光951相比毫无劣势。焊台采用了指触控制,有6个控制键,其中3个温度调出键能快速调出预先设置的
温度值,转换温度特别快捷,比如用350度来焊接较大的分立器件电路板,用300度来焊接微小的贴片电
路板等等。该焊台的手柄设计得很出色,尺寸很细小,操作灵便,握手区距离烙铁头较近,控制精确。
焊台可以通过指触来软开机,所以平时就不必去操作背后的电源开关,比较方便。它具有温度校准功能
,只要你有一个高温测试表(比如专用的烙铁温度表或万用表佩带的热电偶传感器),就能精确校准其
焊嘴的温度。要说缺点,要进入它的菜单需要双指接触5秒时间,但操作起来不太稳定,很难进入,这一
点不如硬件开关更方便好用。该焊台使用的热芯是独家的,价格48-50元。
如果要想购买高频焊台,我推荐快克203H和205H,它们功率大,回温快,价格实惠,烙铁头廉价。
德国威乐的焊台质量也很好,价格不菲。它们使用各种不同结构的分体式烙铁头,有传统式的内热头,
也有独特的子弹头。这种子弹头非常短小,价格相对较低(23-65元),它的导热就靠热芯的金属平顶和
子弹头的尾端平面,接触面积较小,要求两个表面的平整和有强大的压力,外套管必须要拧紧,一旦热
芯或子弹头的平面被腐蚀了,出现凹坑,也就应该报废了。威乐的热芯和手柄的价格都很昂贵,所以使
用费用并不低。目前国内也出现了仿制的威乐烙铁头,这好像是国人的特长,我们总有办法让耗材的价
格降下来,就像对待日本的彩喷那样,发明出连供系统:)
威乐的手柄设计并不理想,手柄的尺寸较大,外套管的直径较粗,比一体化热芯的手柄要粗很多,而且
烙铁头与套管之间的直径差较大,妨碍了低角度焊接,在操作上会受到较多的限制。而且威乐的手柄加
热速度较慢,明显比一体热芯慢1-2倍,回温的速度也稍慢,这个差别还是可以感受到的。因此我不很推
荐威乐的焊台。
JBC号称是第一焊台商标,这个名誉不是浪得虚名。JBC的焊台设计是比较完美的,但缺点就是价格高昂
!最近我引进了JBC CD-2BHE精简焊台,辽解了他们的设计与技术优势。这个焊台有两种配置,焊台是相
同的,我的型号配有T245-A通用手柄,焊台和手柄的功率都是130W;还有一个CD-2SHE的型号,配置了
T210精细手柄,焊台是一样的,手柄是40W,尺寸更细小。实际上作为一般用途,T245-A手柄和热芯已经
十分细小,热芯的最大外径仅d5.7mm,和T12几乎一样,而且它的功率很大,对大焊点有明显优势,因此
没有必要选择更小的T210手柄,除非你专门从事微电子的制作或维修工作。T210手柄显然是不能焊接大
焊点的。
该焊台的确是设计先进,性能优异的一流产品,加热的时间仅需3-4秒,补温极其迅猛,大焊点也能应付
自如。它的烙铁架和焊台被做成了一体,似乎采用了合金铝铸造的机体,加工十分精密,支架上带有黄
铜网球,便于快速清洁焊嘴,烙铁支架可以调整角度,右侧带有支持手柄电缆的长臂,支架上带有感应
传感器,只要你把手柄放在支架上,电路就会立刻感知道,并进入睡眠计时,这个性能要好过快克
TS1200A焊台,快克的传感器是安装在手柄内部的,使用了运动传感器,如果在焊接时保持手柄不动,电
路也会误以为手柄已经放在了支架上,并开始计时,这样就经常会在焊接当中自动进入睡眠!唯一的办
法就是设定进入睡眠的时间尽可能长一些,防止这样的失误发生,但这样设定也增加了烙铁头氧化的可
能性。
JBC焊台带有一个大尺寸的LCD屏,有蓝色的背光,它也能设置3个温度,以便在使用当中根据需要快速调
出;而且在菜单内,它也有温度校准选项,可以把焊嘴的实际温度调整到与显示温度一致。全面分析,
该焊台几乎完美,很难找出它的缺点,要说缺点有两个,第一是它的电源开关被设计在了焊台的背面,
而且没有软关机控制键,这样每次开关都不太方便;第二个缺点就是它的热芯价格昂贵,C245系列热芯
一般价格在175元以上;而C210系列热芯则在210元以上。目前已经出现了低价C210替换头,可以修复
C210型热芯,然而C245系列热芯,国内仅有仿制的产品,价格50元。要想修复C245热芯并不容易,它带
有外套管,原头也很难拆除。
最后的结论很简单,钱少买快克,钱多买JBC,如果你注重速度,可以考虑高频焊台。
(2)关于焊接的材料与技巧:
我们是否需要无铅焊锡?铅是有弱毒性的金属,如果长期食入会导致铅中毒。为了防止铅污染环境,新
的行业标准开始使用无铅焊锡来生产电子产品。一般的焊锡主要是由铅和锡金属构成的,两者的比例对
其性能有较大的影响。例如,由63%的锡和37%的铅构成的锡丝熔点在183度左右,而由99.4%锡主要成分
构成的无铅焊锡熔点在227度以上。有人说无铅焊锡有更好的导电率,其实两者的差异微乎其微,对电路
的性能没有什么影响。例如音响发烧友喜欢用含银锡丝来焊接,并认为这样的锡能提高声音的质量,这
就如同对音响线材的过度吹嘘一样,属于脑放的产物,实际上属于莫须有的理论,仅仅是人们的精神安
慰而已,而商家却会抓住人们的这种心理,把含银锡丝的价格翻上10倍来赚取利润!比如,一米含银锡
丝价值上百,纯属是在坑人,但总有人会买帐。
我曾经使用过无铅锡丝,当时认为这种锡丝属于假货,因为它根本就不能保证焊接质量!主要的问题就
是焊接温度。我从童年就进入无线电爱好,已经坚辞了大半生,因此可以说我是有焊接经验的人。当然
,过去我使用的电烙铁都是传统型的外热烙铁,很少使用新式烙铁头,那是因为外热烙铁头价格低,易
购买的原因。早年的电子爱好者都有经验,纯紫铜的烙铁头焊接效果非常好。紫铜对融锡有特别好的亲
和力,只要去除烙铁头的氧化层,熔锡很快就会在紫铜头上形成镀层,并且这种镀层非常稳定,不易被
刮掉,只要你不让烙铁头在没有锡的情况下长时间干烧,镀层是不会被破坏的,而烙铁是否好用,主要
取决于镀层的完美程度。
紫铜的氧化作用是比较明显的,没有锡镀层的烙铁头在高温下会被迅速氧化,一旦镀层被破坏,烙铁头
就不能粘锡了,也就无法再使用了,而且氧化的效果与烙铁头的温度关系甚密!如果烙铁头的温度在300
度,氧化作用就不明显,带有锡层的烙铁头长时间使用都没有问题,但如果温度升高到380度以上,锡层
就很容易被破坏,烙铁头上很快形成黑色的氧化层,熟称烧死。那么无铅焊锡要求350度以上的工作温度
,对于烙铁头来说是很不利的。
从氧化的情形来考虑,我们希望烙铁的温度越低越好,但从焊接的角度来考虑就与此相矛盾了。当温度
较低时,融化的焊锡会有较大的黏度,流动性很差,形成豆腐渣状态,而且很难给器件的引线镀锡,这
样焊接的焊点质量是很差的。如果温度再提高一点儿,焊锡黏度降低了,焊点也可以变得比较光滑了,
但是当烙铁离开时会留下一个尖锐的“尾巴”,看起来很难看,也会影响高频电路的性能(尖端辐射效
应)。只有再把温度提高一点儿,焊接的质量才会达到最佳,熔锡的流动性好,亲和力强,容易给引线
镀锡,也能形成光滑圆润的焊点,这就是最佳焊接温度。然而从烙铁头氧化的效果上考虑我们总是希望
不要使用过高的温度。我曾经总结过单车运动的经验,我说[永远也不要使出100%的体力来骑车,如果用
80%的体力你可以坚持6小时的骑行,如果用90%的体力,你只能坚持30分钟的骑行,而如果你用出100%的
体力,那你只能维持5分钟的骑行!],可见,体力与骑行时间是不成线性比例的,这种情况和焊接温度
非常相似!你每提高10度温度,烙铁头被氧化的效果就会大幅度提高!所以,使用无铅焊锡等于自找麻
烦,只会造成烙铁头短寿,增加耗材费用;不仅如此,我们知道,半导体器件能够承受的温度一般都不
超过150度,焊接的温度越高,焊接的时间就需要越短,避免高温传道到器件的内部,把半导体结给破坏
掉,因此,假如用传统焊锡焊接可以持续6秒时间,那么用无铅焊锡大概只能持续3秒,在这么短的时间
内,如果焊接的零件去除表面氧化层不够彻底,或者焊接技术不过关,就很容易造成虚焊,最终导致难
以被发现的软故障。许多手工焊接的电子产品都存在虚焊现象,我分析和无铅焊锡有直接的关系。以我
的观念,我支持自动化生产应用无铅锡丝,而一切手工焊接都使用传统的锡丝。
铅和锡的比例对性能的影响是很明显的。当铅的比例较小时,锡丝的熔点就会提高,当比例变大时,焊
点就会失去光泽,并且导电率下降开始严重起来,融锡的亲和力也变坏,因此我们一定要选择一个最适
合的铅锡比例。传统使用的63/37比例就是经过多年经验总结出来的最佳比例,它的熔点低,焊点光滑明
亮,融锡的亲和力强,我们称为低熔点焊锡。这种锡丝也是业余维修制作的最佳焊料。自然,像70/30比
例的锡丝也是很好用的,但如果锡的比例超过90%,其熔点就过高了,变得不好用了。
锡丝都是带有孔的管状形态,孔中充满了助焊剂,正是因为有了助焊剂,使得锡丝要比锡条好用很多。
比如可以直接用锡丝来给器件引线镀锡,而不需要把引线放在助焊剂中来镀锡,这让操作方便了很多。
助焊剂的主要成分是松香,松香无腐蚀,绝缘电阻也很高,残留在焊点上的松香可以不去管它,除了影
响美观以外对电性能和结构都没有任何坏作用,相反,覆盖的松香还有助于保护焊点,防止空气中的湿
度降低绝缘度,因此松香有利而无害。但是松香的助焊作用不如焊锡膏,不是太强,松香只能帮助在紫
铜,黄铜表面镀锡,而不易在铁表面镀锡和焊接。为了加强焊接效果,一些生产商使用了特殊的助焊剂
来替代松香,或者使用混合助焊材料,这种强力助焊剂对金属都有腐蚀作用,而且本身可能是导电的,
所以焊接以后残余的助焊剂必须要被清除掉,否则会严重影响电路性能,也就是说,焊接完成的电路板
必须要经过彻底的[洗板]工艺才能保证质量,洗板可以使用高浓度的酒精或其他有机溶剂。对我来说,
我是坚决不使用松香以外的任何助焊剂,焊锡膏的,所以只买含纯松香芯的锡丝,并在焊接当中使用松
香盒来给引线镀锡。
从美国和日本进口的焊锡是否一定比国产的好?实际上进口的焊锡主要的特点就是价格昂贵,其质量并
不比国产好多少,可能好在助焊剂上,其他的差别微乎其微。国产的友邦,强力,云锡等大品牌焊锡的
质量已经很高,完全可以满足使用要求,当然,使用进口焊锡也无可厚非。
焊锡丝的直径有多种,常见d0.3, d0.6, d0.8, d1.0, d1.2, d1.5, d2.0等等。如果是焊贴片电路,应
该选择d0.3, d0.6的锡丝,因为贴片器件的焊接特别忌讳锡量过多;而高密集的小型电路,用d0.8的锡
丝比较理想,无论是制作还是维修都不错;而普通的焊接最合适的锡丝是d1.0,除非焊接大型器件,像
大功率电源电路才会使用d1.5以上的粗锡丝,我一般是不用大于d1.0的锡丝的,我比较忌讳使用过多的
焊锡,高质量的焊接需要适量的焊锡,这一点比较重要。我看见有很多初学者喜欢“堆锡”,但实际上
器件的引线没有镀上锡,最后形成虚焊的焊点,这样的问题很难被发现,会成为隐藏的故障。
现代的烙铁头都不再使用纯紫铜制作了,因为融化的锡对紫铜有一定的溶解作用,对紫铜具有腐蚀作用
。随着温度的上升,这种作用也变强。一个新的紫铜头使用10个小时以后表面就会出坑,如果坑深了就
会影响焊接效果,需要用锉刀把这些坑加工掉,形成新的造型,但如此就会加速烙铁头的损耗,没有办
法,紫铜头有最好的融锡亲和力,锡镀层不易被破坏,因此非常好用,但腐蚀得也较快,损耗不小。好
在紫铜烙铁头的价格是最低的,一次可以多买一些备用。
为了改善腐蚀问题,人们开始采用其他金属镀层来加工烙铁头,因为只有紫铜的导热性最好,热容量也
最大,所以不能不用紫铜来做烙铁头的核心,人们给紫铜头的外表镀上一层镍,铁来抗拒腐蚀,效果非
常好,可以把烙铁头的寿命延长10倍以上!一些高质量的大厂产品会在焊嘴处镀上很厚的合金来延长寿
命,有些产品干脆用融接的铁来做焊嘴,这种焊嘴是可以加工的,不像那些镀层焊嘴,一旦把镀层加工
掉性能就变坏了。然而还是那句话,[有一利就必有一弊],抗腐蚀能力提高了,但对熔锡的亲和力也下
降了!的确如此,新式的烙铁头在厂内已经经过了镀锡工艺,焊嘴已经完美地镀好了锡层,但这种镀层
的牢固度并不理想,如果你使用较高的焊接温度,或者焊接的间隔期间没有及时补锡,镀层就会被破坏
,面积慢慢变小,最后镀层全无,使烙铁无法使用。要想重新制作镀层就远比纯紫铜头困难了,这就是
新式烙铁头最大的问题。因为这个原因,我一般都尽可能使用较低的温度来焊接,高温对镀层的破坏作
用是显著的。
对于63/37锡丝来说,300-330度是最佳焊接温度,此时焊锡的流动性较好,亲和力出色,而同时也有利
于松香的作用,融化的松香可以在焊点上保持较长的时间,不会迅速挥发掉,也不会变成黑色的氧化物
。有人误以为,对付尺寸较大的焊点必须要使用高温,否则的话融锡就会出现豆腐渣现象,这个观念完
全错误!实际上,焊接大焊点需要维持温度而不是要提高温度,要维持温度需要烙铁头有较大的热容量
或者有很快的补温能力。过去我们使用传统的木柄电烙铁,全靠大功率烙铁头的热容量大来维持温度,
但现代的高级焊台却具有极快的补温能力,所以我们根本不需要使用高温来焊接。例如,JBC CD-2BHE焊
台虽然手柄十分细小,烙铁头的热容量也很小,但是它能在1-2秒内迅速补温,所以对付大焊点的效果就
非常好,同样,那些100W以上的高频焊台也有很优秀的补温能力,使用效果都非常出色。最后,我的结
论是,千万不要使用高温焊接,现在主张的350度焊接温度我认为不妥,还是300-320度最好。
怎样处理被烧死的烙铁头?在论坛里我看到有人问,“为什么烙铁头镀不上锡?”。初学者会遇到这个
问题,特别是针对现在使用的铁质烙铁头。要想镀上锡层的关键是要保持金属表面在不被氧化的情况下
接触融锡,要做到这一点是相当困难的!我们知道,发热的烙铁头在空气当中会被迅速氧化,即便你事
先已经把它挫光亮也没用,只要一加热,它就会在几秒钟内氧化,然后就不能镀上锡了!所以,正确的
方法是,不要让被加热的烙铁头暴露在空气当中!具体的做法是,先用刻刀或小锉把烙铁头的表面氧化
物除掉,直到露出银亮的金属,然后把它放在松香盒里,打开电源加热,当温度提升以后,松香开始融
化,烙铁头浸入融化的松香,与空气隔离,这时拿一段锡丝也伸入松香,接触烙铁头,当温度继续升高
,锡丝融化,就会迅速在焊嘴上镀上一层锡,然后,拿一块印纸板,把融化的松香滴在纸板上,用烙铁
头在上面摩擦两次,让融锡均匀全面地镀满焊嘴,我们就得到了理想的镀锡层。
关于焊接的技法是很多的,需要我们经历较长的时间来积累经验,在此我仅说说最基本的方法。在焊接
之前,除了贴片器件以外的所有分立件,以及任何种类的电线电缆,都应该作事先的镀锡处理,这一步
工序是非常重要的,直接决定焊接的质量。有不少人都直接焊接,根本不用镀锡工序,可想而知,他们
制造的质量不会太好,这也是虚焊产生的根本原因。有人说器件引脚在出厂以前已经镀好了锡,所以没
必要再自己镀锡,这种说法是有问题的。即便厂商做了事先的镀锡处理,但在长期的库存过程中,这些
镀层都已氧化,仍然不容易与融锡亲和,有些器件的引线以及电线电缆,都是没有经过镀锡的,所以我
相信自己的方法。给引线镀锡,最关键就是要去除其表面的氧化层。用刻刀来刮亮引线并不简单,特别
是对于多芯线,需要把每一根引线都刮亮并不容易,需要耐心细致。把刮亮的线端放在松香上加热,很
快就能镀上完美的锡层,然后再进行焊接就万无一失了。
我一贯是坚决反对把器件引线端弯钩的,但甚至有些专业的文章都主张这样做!作者的观念说,带有弯
钩的器件即便开焊了也不会脱落,所以电器可靠性更出色,这完全是谬论!弯钩带来的弊端就是给自己
和维修人员带来巨大的麻烦,而却起不到任何好的作用。引线的固定是要靠焊锡的,而不是靠机械连接
,如果焊锡开焊了,虚焊了,那还不如就让它脱落下来,以便维修人员易于发现,而弯钩带来的后果非
常糟糕,因为器件需要焊上去,也需要能顺利地拆下来。
对于印刷电路来说,器件焊接以后剩下的引线端过长时应该被去掉,这不仅是从电路板的整洁度来考虑
,更主要是从电性能来考虑的。过长的剩余引线很容易碰到机壳而短路,也会辐射更多的高频电信号,
有百害而无一利,所以剪掉它们,留下1mm足亦。
如何拆焊零件?有很多人都在问这个问题。事实上焊接工作属于单向性的工序,拆焊的难度要远大于焊
接制作的难度。电子元件最少都有两根引线,拆焊这样的零件比较容易,如果制作者没有把它们的剩余
引脚弯钩,那你就有福了,只要分别给焊点加热,然后一头一头地拔出引脚是很简单的。对付3个引脚的
元件就会有一定的难度,需要多次加热,分几次才能拔出引脚;遇到4个以上引脚的元件就比较困难了,
这时使用一把烙铁根本不能拆卸,需要有吸锡器。不管是手动的吸锡器还是电动的吸锡器,你都有可能
把焊点一个一个地吸空,让引脚与焊盘和过孔分离,最后拆下多端器件。这项工作说起来容易做起来难
。现代的印刷电路板经常不是单层的,最常遇到的是双面板,在板的正反面都有电路,过孔的周边有金
属层连接两面的电路,而这层金属很薄,导热能力很差,你从一面加热却不能让另一面的焊锡融化,所
以就不能把锡吸净,不能把引脚分离开来,尤其是遇到一面板有大面积接地的情况,这时吸锡器已经失
去了作用。使用热风枪可以对一个局部大面积加热,不仅加热电路板的金属焊盘,也加热绝缘板,当这
个区域的温度都达到锡的熔点时,拆卸就容易得多了,而此时的温度还不至于把元件烧坏。假如我们遇
上4层板,6层板,8层板,My GOD!你最好不要再考虑完美地拆卸多端器件了!可以说这种板几乎是无
法维修的,即便是两端器件你都很难拆下来!因为在电路板中间的电路都是与过孔连接的,甚至经常有
大面积的接地连接,而过孔又没有导热能力让焊锡溶化,即便你用热风枪来吹,受到多层电路的阻挡,
背面的电路焊锡还是很难融化,所以拆卸原件会变得极端困难!这就是有些人问的,“为什么维修电脑
主板那么艰难”的原因,电脑主板至少都用4层电路,目前还没有一种较好的办法来拆修多层板。
至于贴片器件的手工拆修也是一样困难,这种电路要用手工焊接来制作是不难的,我也做过不少,但要
拆修就要难多了。对于两端器件,比如电阻,电容,你需要两把烙铁,或者有一个电热镊子,我都用两
个焊台。要拆卸3脚以上的器件就会非常困难,你必须要设法同时给引脚加温,比如使用异型的烙铁头来
拆卸三极管,集成电路,使用热风枪来吹开芯片等等,我也常用刀口焊头在芯片的一侧引线排上快速移
动加温,然后用刻刀把芯片的一侧翘起,然后再加热另一侧,把它拆下来。
关于焊接技巧还有很多,在此就不一一例举了,以免此文过于兀长,爱好者们可以自己总结经验。
Jack

