中心議題：

• 無鉛手工焊接的合金和助焊劑有哪些
• 選擇無鉛焊線的關鍵變量是什麼
• 無鉛SAC和SnCu的最佳焊接頭溫度是多少

解決方案：

• 無鉛焊線應至少含有2%的焊劑
• 當使用63/37焊料時，使用低溫650華氏度
• 使用無鉛焊料時，最佳溫度為700至800華氏度

隨著各公司紛紛向無鉛裝配過渡，一定量的手工焊接將始終存在。去年來自Tech Search International的一篇文章曾提到過在廣泛使用無鉛的亞洲

，相對於無鉛SMT（表麵貼裝技術）或波峰焊接，手工焊接問題更加突出。

Kester最近幾個月裏接到了無數個關於無鉛手工焊接的電話。事實上，大多提問的電話和希望通過Kester大da學xue進jin行xing培pei訓xun的de請qing求qiu都dou與yu無wu鉛qian手shou工gong焊han接jie和he返fan工gong相xiang關guan。許xu多duo情qing況kuang下xia，裝zhuang配pei工gong使shi用yong了le來lai自zi不bu同tong焊han料liao供gong應ying商shang的de原yuan料liao，但dan所suo有you情qing況kuang下xia都dou會hui發fa生sheng類lei似si的de問wen題ti。通tong常chang並bing不bu僅jin僅jin是shi原yuan料liao上shang的de問wen題ti。

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，還(hai)會(hui)出(chu)現(xian)不(bu)良(liang)的(de)接(jie)點(dian)質(zhi)量(liang)。這(zhe)可(ke)能(neng)是(shi)生(sheng)產(chan)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)噩(e)夢(meng)
，但(dan)若(ruo)重(zhong)新(xin)回(hui)顧(gu)一(yi)下(xia)基(ji)本(ben)的(de)手(shou)工(gong)焊(han)接(jie)概(gai)念(nian)、在轉換前後操作員運用了轉換前的某些經驗
、並且經過充分培訓後就不會出現這種情況了。

以下是裝配工人常常詢問到的有關無鉛焊料手工焊接的一些問題。實際上這些還是Kester大學進行無鉛手工焊接現場審核時提及的一些問題。

適應無鉛手工焊接的合金和助焊劑有哪些？

無鉛焊料的限製因素或許是其在焊線內的可用性；一些合金不容易引入焊線，錫鉍焊料即是如此。

此時用來製成焊線的最普遍的合金是錫銀銅和錫銅合金。它正好在此時為行業提供了補充，而68%的SMT裝配工和50%的波峰裝配工都選擇了錫銀銅（SAC）焊料。在波峰焊接中
，由於無鉛錫棒的昂貴費用，他們中的20%選擇了錫銅（SnCu）合金。因而這兩種合金可提供手工裝配中使用的焊線。

SAC和SnCu焊料間主要的不同點在於其熔點；其熔化溫度分別為約217攝氏度和227攝氏度。從焊接性能上看，SAC較SnCu焊料更容易潤濕，從而也更容易流動，而其它的所有特性基本相同。

SAC和SnCu焊料都可提供免清洗、水洗和鬆香焊劑配方。免洗配方占總焊線使用的85%以上
，而水洗配方小於15%


，鬆香焊劑配方則少於5%。這些數字適用於北美地區。在全球其它地區
，免洗配方最為普遍。

選擇一條良好的無鉛焊線的關鍵變量是什麼
？

到目前為止，焊線的焊劑含量將是決定潤濕效果的關鍵因素。

在潤濕平衡(Wetting Balance)法測試中，利用類似條件進行對比時，諸如SAC、SnCu的無鉛焊料和更高溫度選項的錫銻SnSb較63/37潤濕稍慢。

按重量計算，無鉛焊線應至少含有2%的焊劑。含鉛焊料具備較低的焊劑百分比，低至1%（wt/wt）
；這一低焊劑量不適用於無鉛。

                                                             

焊線內典型的通量分布中

，焊劑密度接近於1 g/cc

；因而這一量在橫截麵中更為明顯。有時會用到多重中心
，但無鉛焊接時使用的比例通常是2%或3%。較少的焊劑會導致焊接過程中出現更多難題。[page]

若潤濕仍過於遲緩

，可在焊線內試用3%的(de)焊(han)劑(ji)，但(dan)這(zhe)將(jiang)導(dao)致(zhi)產(chan)生(sheng)更(geng)多(duo)的(de)殘(can)渣(zha)，免(mian)洗(xi)設(she)備(bei)中(zhong)便(bian)不(bu)一(yi)定(ding)能(neng)保(bao)持(chi)美(mei)觀(guan)了(le)。由(you)於(yu)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)施(shi)用(yong)過(guo)量(liang)的(de)問(wen)題(ti)，使(shi)用(yong)塑(su)料(liao)擠(ji)瓶(ping)添(tian)加(jia)焊(han)劑(ji)的(de)做(zuo)法(fa)通(tong)常(chang)不(bu)可(ke)取(qu)。這(zhe)種(zhong)做(zuo)法(fa)不(bu)可(ke)用(yong)於(yu)免(mian)洗(xi)應(ying)用(yong)。

另一個重點是確保焊劑是專為無鉛應用設計
，從而其應能經受更高的焊接頭溫度而不至於焦化
、飛濺和分裂。在使用更高的焊接頭溫度時，一些焊劑比較容易冒煙。

在選擇一種焊線時
，確保觀察其焊劑的IPC分類。許多符合ROL0分類的免清洗焊劑表示其基於鬆香、活性低且無鹵素。這些是IPC規範中最為可靠的焊劑，其通過了SIR和腐蝕性測試。在使用無鉛焊劑時有一個傾向是利用更高的活性來補足減少的潤濕；這種方法有時並不可取。

水洗型焊劑通常被歸為ORH1類，它將更為有效並更完美地用於無鉛焊接。但是建議須確保殘渣仍能以熱水完全去除；並進行離子汙染測試。若水洗後仍有離子汙染物殘留，應確保改變清洗處理
，諸如延長周期時間、增加水溫或更換清洗劑等。

SAC和SnCu潤濕平衡測試所做的對比性研究顯示，在使用同一焊劑類型的情況下
，在要求時間內實現最大程度潤濕的性能方麵
，SAC勝過SnCu焊料。在SnCu焊料摻雜鎳、鈷或其它添加劑時結果亦如此。

在選擇一種合金時

，確定將裝配部件的總體可焊性是很重要的。若部件的老化
、氧化程度較高
、手工處理的SAC焊料也許是更好的選擇。

無鉛手工裝配焊料相關的主要變化有哪些？

在使用同一焊劑活化標準時，無鉛焊料的流動性較63/37稍為緩慢。接觸角稍大，因而較少主張逐漸減少焊料量。此焊點較之63/37焊料趨向於具備較小的反射性。在完成向無鉛的完全過渡前須進行一些再培訓。

在一些情形下會出現如IPC-STD-610D第5部分中所述的某些收縮作用。IPC-610將這些情形定為焊接異常，而不一定是缺陷。

如上所述，若可見破裂底部、收縮孔不與鉛、焊盤或焊壁相接觸，1、2、3類都非缺陷。以下照片是取自Kester實驗室的範例。

                      

無鉛SAC和SnCu的最佳焊接頭溫度是多少？

焊接頭溫度或接觸溫度對於減輕無鉛手工焊接的操作難度十分重要。當使用63/37焊料時，使用低溫650華氏度，但使用無鉛焊料時
，最佳溫度為700至800華氏度。較高的溫度的確能彌補這些無鉛合金所展示出的較為緩慢的潤濕。

在高於800華氏度的溫度下，可能發生板和構件損害方麵的問題
；而較低的溫度下

，冷焊點和萎縮等又是常見的問題

，選擇合適的溫度非常重要。
                        

genggaowenduheyubeihanjiebujiangengchangshijiandejiechuyekenengzengjiajinshuhuahewudejieheceng。congerbujianyiyanchangjiechushijianhezhongfufangong。shangtubiaoxianshilesuizhejiehecengdehouduzengjia，cuihuaxianxiangfashengdejilvjiugengda。[page]

更高溫度會導致反潤濕機率的增加。

無wu鉛qian焊han料liao焊han接jie過guo程cheng中zhong使shi用yong怎zen樣yang的de焊han接jie頭tou
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，同tong樣yang重zhong要yao的de是shi選xuan擇ze焊han接jie頭tou的de設she計ji。無wu鉛qian工gong藝yi較jiao為wei嚴yan格ge
，使shi用yong正zheng確que的de焊han接jie頭tou對dui於yu防fang止zhi缺que陷xian大da有you幫bang助zhu。

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wuqianhanliaohanjieguochengzhongdehanjietoushoumingruhe？shiyongwuqianhanliaoshihanjietoushoumingjiangjianshao，yinerxuanzezhenzhengshiweiwuqianhanjieshejidehanjietoushifenzhongyao。xuduohanjietoujintuyouwuqianhanliao，ertieducengyuchuantongdehanjietouwuyi。gaoxihanliaoyirongjietie，erzhehuijianshaohanjietoudeshouming。yixiezhuangpeigongbaogaolehanjietoushoumingdezhongdasuojian
，liru，yiweizhizaoshangbaogaoyi63/37進行焊接時，焊接頭可使用3個月，而以無鉛焊料焊接時
，其壽命僅為3周。

並非所有焊接頭的溶解性都相同，因而一個良好的習慣做法是仔細選擇焊接頭並詢問更多有關兼容性的信息。

                                                    


3周後的無鉛焊接頭故障    典型無鉛焊接頭橫截麵
，焊料為無鉛如何獲得良好的無鉛手工焊接工藝以減輕無鉛焊接的操作難度？在Tech Search International2004年12月發布的無鉛最新信息中的一項新近研究發現，手工焊接相對於無鉛波峰焊接和SMT要更難實現。

原因可能是手工焊接比回流和波峰焊接更依賴於操作人員，且無鉛焊料中的表麵張力也稍一些。相對於63/37
，其潤濕或伸展也都較為緩慢。

減少操作員問題、防止焊接工藝中適當潤濕最優化的減少是關鍵。為了避免出現上麵類似的問題，在焊線中使用重量占2%至3%的焊劑含量，將焊接頭溫度設為700至800華氏度。而且，錫銀銅（SAC）焊料比錫銅（SnCu）焊料更加易於流動。

無鉛手工焊接遇見的主要問題是冷焊點、不良潤濕、萎縮和反潤濕。這些都可以避免。

可按以下方法一步步地進行工藝過渡：——確保焊接頭是為無鉛而設計——確保溫度設定為700至800華氏度——確保焊線中焊劑含量的重量至少占2%——使用具有最長壽命的LF焊接頭——使用正確的焊接頭——確保使用被選焊劑時部件易於焊接——避免接觸時間過長——避免不必要的焊點返工——避免使用另外的液體焊劑

可能出現怎樣的缺陷和問題？如何避免？

報告與無鉛相關的普遍問題有：——焊點不平滑——冷焊點——反潤濕——萎縮——不良潤濕和燈芯效應——助焊劑焦化和殘渣顏色變暗——殘渣清洗困難

焊點不平滑的原因可能是焊接頭溫度過高導致出現未接合的金屬溶解物。

冷焊點出現的原因可能有幾點：例如焊接頭溫度過低
、焊劑強度不夠或焊線中焊劑不足。

fanrunshichuxiandeyuanyinkenengshihanjietoujiechushijianyanchang，congershidediandujinshuronghuabingbaoluchunanhanbiaomian。guogaowenduyehuidaozhizhegewenti。shiyongguogaohanjietouwenduhuohanxianneihanjiliangguoshaodouhuidaozhiweisuo。yekenengyouyuhanjihuoxingjiaodi，tietoudejiechushijianyanchangshiqiwuxiao。

焊劑、尤其是使用了可水洗焊劑的地afangfashengjiaohuadaozhimianxiheqingxikunnandeyuanyinkenengyouyuhanjiewenduguogaohuohanjiweilianghaodishejilaishiyongyuwuqiansuoxudejiaogaowendu。bimianyanchangshijiandejiechuheshiyonggengdihanjiewendukejianqingzhezhongzhuangkuang。

我在使用無鉛焊線時，我的烙鐵頭焦化
、變黑和反潤濕了，我該怎麼辦？並非所有焊劑都完全相同，從熱性能上看
，一些焊劑不能經受無鉛焊料使用的較高焊接溫度。最近來自OK國際的一個視頻剪接便很好地證明了這一點
，其對兩條焊線進行了對比，而這被稱做"黑頭症狀"。熱穩定性較差的焊劑使焊接頭變黑，並使重新鍍錫變得更為困難。

"黑頭症狀"一旦出現，傳熱的減少使無鉛手工焊接變得困難，焊接頭壽命減少、焊接頭成本增加、操作員的挫敗感上升、可靠性降低等問題都會隨之出現。

合適的焊劑選擇，使用無鉛焊接頭和對操作員進行無鉛手工焊接工藝培訓等將避免這些成本支出。幫助避免這些問題的重點如下。——使用帶無鉛設計的焊劑的無鉛焊線——避免使用過高溫度——若使用了烙鐵頭保護膏，以幹淨海綿擦去多餘的保護膏——勿用應力來補償潤濕的不足——使用正確形狀的焊接頭——使用正確的線直徑——隔離無鉛和含鉛工作區——確認無鉛烙鐵和工作點——對所有操作員進行培訓

這些就是使用無鉛裝配的客戶詢問過的一些問題。進行適當的培訓對於避免手工焊接工藝的重大問題大有幫助。

盡jin管guan此ci工gong藝yi對dui操cao作zuo員yuan比bi較jiao有you依yi賴lai性xing，使shi用yong上shang述shu的de技ji巧qiao能neng使shi操cao作zuo員yuan和he工gong程cheng師shi手shou工gong焊han接jie的de困kun難nan程cheng度du大da減jian。因yin而er，維wei持chi與yu他ta們men所suo習xi慣guan的de含han鉛qian焊han接jie相xiang同tong程cheng度du的de可ke靠kao性xing是shi十shi分fen可ke行xing的de
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