●前言:
焊接工作是电子制作中相当重要的一个环节。不纯熟的焊接功夫不仅会导致电路动作不正常(冷焊、短路)，甚至会在焊接时损坏电子组件，或者在通电后烧毁组件。因此任何欲从事电子制作的人都应该了解焊接的原理，才能提升焊接质量，降低不良成品之机率，甚至延长产品之寿命。焊接虽然是门大学问，不过只要稍微花点时间仔细研究，不需要硕士学位也可以焊接的很漂亮的!!
●什么要焊接?
左图为单面电路板的剖面图，在图中我们可以看到焊锡与铜箔、零件引脚之间的关系。零件引脚靠着焊锡与铜箔连接，铜箔又与其他零件引脚连接，构成一个完整的电流通路。
简单的说，焊接(Soldering)就是在两种金属之间加入熔点比较低的金属，使其接合。作法是利用电烙铁将两金属同时加热并且熔化焊锡。在电路板上利用焊锡来将零件针脚以及铜 箔结合，作为电气信号传导的中继媒介。这个简单的动作背后的学问却不简单，也是这篇文章的重头戏。另外，将电缆线与连接器结合也同样需要做焊接的动作。焊接工作凡是在业余电子制作的范畴内本文都会有所介绍。
焊接最重要的原理就是热传递。而热传递发生的原因在于物体之间的温度差（有兴趣的可以看一下热传学)。藉由电烙铁产生的热量来使零件引脚与铜箔升温，此时将焊锡靠上去，焊锡自然变成液态并且均匀流布于整个焊点与针脚上。接着移开电烙铁，焊锡自然冷却后即完成焊接工作。焊锡的低熔点以及易与铜结合的特性帮了我们一个大忙!
不仅是电路板的电子零件需要焊接，我们制作吉他导线也需要焊接，而且焊接大型零件的条件和焊接电路板上的小零件又不一样了。仔细读完本文，会降低你烧坏零件的风险哦~!
焊接工作中重要的参数有工作温度、烙铁头热容量(瓦数大小)，烙铁头形状、助焊剂种类等。只有在最佳的条件配合下，才能在最短的时间内，用最低的温度来完成最好的焊接质量。在此本人只能此提供一般的原则，没有办法提供详细的实验数据。各位要抓住这些大原则，多多尝试，才可以得到最好的焊接结果。
目前有相当多比例的电子产品大量运用SMT(表面黏着技术)来制造电子产品，因此电子组件大多是SMD组件，以达到小型化的目的。SMD虽然没有长长的引脚，也不需要在电路板上钻孔，但仍然需要透过焊锡来与铜箔连接。焊接SMD在我们业余制作中并不常碰到，所以此篇文章不打算做介绍。
●认识焊锡:
焊锡是一种由铅与锡所组成的合金，将合金调整到适当的比例可以得到该合金的最低熔点。材料行买到的焊锡成份大约都在63%(锡)左右。焊锡成分在61.9%时熔点为183℃。不同比例的焊锡熔点只会比这个温度高(单对铅锡合金而言)。这样的温度对我们的神经来说，已经够高了，因此工作时不得不小心，况且烙铁头的温度通常是高于300℃的，这下更大意不得了。
有些焊锡还加了其他金属，例如市面上含银2%~3.5%的品种，可以增加焊点的机械强度，若用在镀银的零件上(建议用2%银)，则可以防止零件上的银扩散到焊锡上而造成焊点脆化或者变弱的情形。 其他比例的焊锡由于机械强度与熔点的不同，在其他领域也有其用途。另外，为了环保的理由(汽油都不含铅了，焊锡也要效法一下)，许多厂商推出不含铅的焊
锡，改用其他金属替代铅，不过一般人用到的机会少，因此不多做介绍。
以下是本人手边的几款焊锡，给各位参考参考。
编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
照片 | | | | |
成份(Sn) | 63% | 60%(银2.5%) | 不明 | 63% |
熔点(℃) | 183 | 194 | 不明 | 183 |
线径(mm) | ψ0.6 | ψ0.8 | ψ1.0 | ψ0.38 |
重量(g) | 500 | 200 | 不明 | 不明 |
汽车尾气抽排厂牌 | 新原金属(Solnet) | LING CHUN | 不明 | LING CHUN |
助焊剂 | 有 | 有 | 有 | 不明 |
选购原因 | 适用ㄧ般电路板焊接。 | 适用音响类电路与导线制做。 | 适用大型零件。 | 适用SMD零件。 |
| | | | |
◎可焊性:
并非所有的金属都可以用焊接的方式来结合，最明显的例子就是铝。铝非常难焊接，不信的可以试试看。容易焊接的金属除了锡、铜以外，还有金与银。所以我们常用的零件的引脚通常都是镀上了这几种金属，方便焊接。其他金属例如不锈钢，可以藉由特殊的助焊剂来完成焊接，不过电子DIY很少要焊接不锈钢的，大家也别操这个心了。
◎焊锡选择:
市面上焊锡大都在63%(锡)左右，因此我们可以挑的也不多，购买的时候注意锡丝的粗细即可，常用的可以买重一点的(大卷的)。焊锡的包装都会写成份比例，锡丝粗细，熔点温度，以及总重量。粗细有很多选择，焊电路板用直径0.8mm以下的比较好，焊导线或比较大的东西就改用1mm以上的。另外记得购买一个焊锡架，方便工作。另外有些焊锡本身含有助焊剂，它是把助焊剂包在中间，也有完全实心的。那么该选用有助焊剂的，还是没有助焊剂的呢?请先看完下面助焊剂的介绍再自己决定。
◎别忘了，帮焊锡买个家，工作也会更方便。
左边是台制的，右边是日本制的。台制的螺丝生锈了。日本制的外观和用料真的比较棒。
●认识助焊剂:
助焊剂(Flux)的作用是去除被焊金属表面之氧化物，以及帮助热传导。清除金属表面氧化物可以加强金属的润湿性，因此助焊剂对焊接质量的影响是相当大的。
助焊剂可以分为两大类，一个是松香系(Rosin Type)，一个是水溶系(Water soluble)。松香系的助焊剂之活性成分为有机酸，视种类不同添加了不同剂量的的活化剂。
松香系分类: | 特性 | 备注 |
1. R (ROSIN ONLY) | 活性最低，几乎没有残留物。 大花石上莲 | 适合干净的表面。 |
2. RMA (ROSIN MILDLY ACTIVATED) | 稍微添加了额外的活化剂，残留物不具腐蚀性。 | 松香系助焊剂残留物不具导电性与腐蚀性。 |
3. RA (ROSIN ACTIVATED) | 松香系中活性最强，残留物最多。 |
| | |
水溶系分类: | 特性 | 备注 |
1.有机 | 活性比RA强。 | 残留物有腐蚀性，必须要清除。 |
2.无机 | 活性最强。 |
| | |
汽车镀铬
我们看到的助焊剂有膏状和液态两种，其中固形成分(活性剂)有多寡之分，有兴趣可以上广华电子或者制造商网页看一下助焊剂的数据。而且我们选购助焊剂还会常常看到"免洗"的字眼。由于工厂大部分采用SMD组件，焊接后清洗工作有一定的困难度，因此特别需要残留物不导电且无腐蚀性的"免洗"助焊剂。松香系的助焊剂就是属于免洗助焊剂。液态助焊剂要用在一般电路板手工焊接也是可以的。因为液态助焊剂可以用刷子或针筒来涂在板子上。有些厂商的助焊剂出厂时是膏状的，可以用稀释剂调成液状来使用。很不幸的，一般材料行所贩卖的助焊剂或焊油，标示都不是很清楚，实在是令人匪夷所思。若不 知道该选用何种助焊剂，我看只好努力用砂纸把电路板先磨干净，靠焊锡里面的助焊剂算了。
◎助焊剂选用原则:
1. 待焊物体种类，如果目标金属是属于比较难焊的，则需要活性强的助焊剂。
建筑线脚2. 零件安装方式，如果是SMD零件，则需要免洗助焊剂，以免残留物不易清除并且造成短路现象。
平板天线3. 电路板复杂度，多层板，高密度板，需要固形物较多的助焊剂。
4. 焊接方式，自动/手动锡炉或者波焊适合液态助焊剂，手工焊接适合膏状助焊剂。
5. 若事先清洁铜箔与零件之氧化层，配合含助焊剂之锡丝，则可不用另外加助焊剂。若有不易焊接的情形请适当加助焊剂。
6. 电子焊接尽量不要用水溶性助焊剂，因为松香系的助焊剂活性已经够用且问题会比较少一点。
◎残留物之清洁:
不管是用了什么种类的助焊剂，最好还是做一下清洁工作，并且确实做好绝缘防潮，才可以延长电路板的使用寿命。因为即使用了松香助焊剂，若在高温下，其残余物还是会熔化而产生传导性，电路板超过65℃的话一定要做清洁工作。松香助焊剂要用溶剂来清除，市面上有PCB清洁喷罐。水溶性的助焊剂可以用温水来清除。
◎注意事项:
松香系助焊剂在高温下可以维持较久的时间，因此可以包覆烙铁头并防止烙铁头氧化。但是由于助焊剂有活性，因此过量时会侵蚀烙铁头，因此请勿使用过量助焊剂。水性助焊剂因为容易因加在高温下不稳定，因此保护烙铁头的效果不佳，建议使用此型助焊剂时烙铁温度不要过高。
● 认识电烙铁:
电烙铁是焊接工作时的热能来源，焊接温度通常超过250℃，甚至高达500℃左右，因此使用时不得不注意安全。
常见的电烙铁有笔型和型，有塑料柄和木柄。木柄的通常比较便宜。不过便宜的东西好
像特别容易坏.......除了外观的不同之外，电烙铁有分直热型和旁热型，旁热型的电烙铁很容易分辨，于烙铁尖端可以看到两根螺丝锁住烙铁头。直热型的日制品最多，大家可以看到烙铁头是由套筒套住(烙铁头可交换)。其中以直热式的效率最高。本人目前服役中的电烙铁皆为直热式(日本goot制品)。发热方式大多采用陶瓷电热器。
人体穴位模型
电烙铁还有瓦数的区分，发热量越大的，瓦数就越高。大瓦数的电烙铁通常烙铁头也会比较大，适合做重型焊接。小瓦数的烙铁则配细的烙铁头，适合一般的电路板零件焊接。有些电烙铁有两段式加热功能，比如说平常只有30W，一按下开关马上提升到150W。不过要注意阅读使用说明书，有些厂商会建议不要按下开关超过太久的时间，否则会损坏电烙铁。
电烙铁另外一个特异功能是温度控制能力，也就是使用者可以调整烙铁尖端的工作温度。当然不是每一种都可以调整。本身无调温功能的必须另外购买调温器来使用。市面上温控烙铁种类繁多，有的采用PID控制，温度的稳定度相当好。而我本身使用的温控烙铁没有PID控制，因此只能说好处在于焊接后可以很快回复到设定的温度，过程中温度下降幅度大于有PID控制的机种。goot也有推出一种简易型的温控烙铁，相当可爱，价格也便宜许多，经费不多的人可以考虑看看。
烙铁另外一个重要的参数是绝缘电阻，因为有些IC对电压比较敏感，因此有的厂商采用24V AC来供应电热丝，并且绝缘阻抗都拉的很高，比如说1000MΩ。如此可以防止因为漏电而导致敏感的半导体零件损毁。另外有的烙铁会强调抗静电能力，在烙铁把手，缆线，以及控制主机上采用了抗静电的材质来防止静电的产生，用以保护对静电相当敏感的组件。本人的爱机goot RX-711 AS即是这类型的，日本goot公司制造了相当棒的焊接工具，备用零件也相当充足(不过很贵，比如说烙铁头一支NT:195)，是我最爱的厂牌。虽然东西有点贵但是用起来很爽。
●认识烙铁头:
烙铁头有大小与形状之分，先不管那些专门处理SMD IC的怪头，一般焊接时会用的形状大致有三种(参考左图)，由左至右分别为B型、C型还有D型，而且还有细分尺寸(基本上我只看过goot的零件才有这么多种选择)。一般烙铁都是配B型，算是比较通用的形状。不过我们还是要看场合来选用适当形状的烙铁头。因为热传递的时候接触面积越大，则热传效率越高。而尺寸越大的烙铁头储存的热量也越高，因此焊接相同体积的金属时，大烙铁头的降温会比小烙铁头来的慢(相同的温降大烙铁头可输出较多的热能)，换个角度想，大烙铁头焊接的时间会比小烙铁头短。
不过并不是全都拿大烙铁头来焊接，因为烙铁头与被焊接物的热容量差太多的话，比如说烙铁头过大，很容易造成过多的热量而导致零件烧毁。如果烙铁头热容量比被焊接物小，那么加热时间会变的很长，也很可能导致被焊接零件的塑料部份先损毁。因此选择适当的形状来增加热传效率，以及选择匹配的容量来达到快速又安全的焊接，是个很重要的课题。
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