2014年2月9日 星期日

烙鐵頭的使用與照顧 Soldering Tip Care and Use

(本文譯自 Weller Soldering Tip Care and Use”)

當我們談到烙鐵時,“the tip is the tool”,剩下的就是握住、加熱與好好地控制它的操作。不過烙鐵頭是關鍵元件,它必須很有效率、可靠地傳導熱能到接觸點。沒有恰當的維護烙鐵頭,是焊接出問題的頭號元兇。什麼是避免麻煩的最佳方法良好維護烙鐵頭的關鍵在於讓烙鐵頭始終有一層薄錫鍍在其表面。

焊錫鍍層同時也形成烙鐵頭與被焊元件間的熱導橋樑。單靠一點接觸,就像使用未鍍錫的乾烙鐵頭焊接一樣,很難有效率地為元件加熱。使用鍍錫的烙鐵頭,當烙鐵頭接觸連接點時,薄錫塗層會有平坦化傾向,創造較大的接觸表面 這又塑造了更有效率的熱傳導路徑。

烙鐵頭上錫也有益於烙鐵頭壽命的最佳化。大部分烙鐵頭由銅基材鍍上鐵金屬構成,以防止侵蝕。然而,鐵金屬有快速氧化的傾向。氧化時,烙鐵頭好像披上一層黑或褐色鱗片,無法濕潤焊錫 大大地減少熱移轉,這是一般所說的 “burn – out”“Burn – out” 的烙鐵頭經常被丟棄掉,雖然經由小心細微研磨,重新上錫他們是可以被清潔乾淨的。

預防 “burn – out” 的不二法門,是經常保持烙鐵頭上有一層薄錫塗層 不只是在焊接進行中,靜置的時候也一樣。經常,在放回烙鐵架之前,使用者會把烙鐵頭刷乾淨,但不會再上錫,直到下一個焊接點開始。這會導致烙鐵頭快速 “burn – out”。新的烙鐵頭也一樣,當它開始加熱要焊接時,務必盡快上錫,否則它可以在幾分鐘之內 “burn – out” 給你看。

另一個常見烙鐵頭早夭的因素是使用活性助焊劑 ( active fluxes ),液態狀或錫絲狀的都一樣。他們可以導致表面快速氧化,在鍍層上形成針孔,錫和銅基材被溶解,烙鐵頭表面於是出現穿孔或凹洞。

要知道,水溶式 ( water – soluble ) 助焊劑在高溫時具有腐蝕性,特別會對烙鐵頭造成傷害。許多公司只有在波焊 ( wave soldering ) 時使用水溶式助焊劑,伴隨徹底地清水沖洗,以減少在電路板上積有殘留物。

touch – up rework 程序中使用水溶式助焊劑的錫絲,仍然會造成烙鐵頭的快速損耗。減少這種問題的一個方法是,在 rework 過程中採用中芯為無腐蝕性松香助焊劑的錫絲。

世界上免洗式 ( no – clean ) 助焊劑的使用越來越多。“no – clean” 是設計被用在特乾淨元件的焊接上,其間只有最少量的清潔需求。這種非常溫和的清潔力量,通常不足以充分清除烙鐵頭上的一般氧化物。經過一小段時間的使用,烙鐵頭變得嚴重氧化,無法濕潤焊錫,在工作區表面產生黑褐色的 “burn – out” 狀態。清除因使用 “no – clean” 助焊劑產生的氧化物,最好的方法是,以松香活性化助焊劑的錫絲沖刷烙鐵頭幾次,例如 Kester #44。這應該可以清除掉氧化物,除非是已經非常嚴重的過度氧化了。一旦清潔乾淨,烙鐵頭表面應該要厚厚地蓋上一層焊錫。


編按:
1.   先前在 Kester 分類「焊錫(solder) 無鉛手焊問與答」文中的一張圖片蠻具有本文的參考性,摘錄於下。下圖左,筆者有類似經驗,不過缺口小一點^^”

2.   上圖右,一個烙鐵頭的構成真不簡單,銅基材以外,鍍鐵、鎳、鉻,再外加一層錫。下圖是 Weller 的烙鐵頭,同樣也是層層保護:銅(熱移轉) – 鍍鋅鐵塗層(強化層) – 鎳塗層(抗腐蝕層) – 鍍鉻 – 無鉛合金(濕潤與抗氧化)