讓手工焊接更好、更容易的四種重要且實惠的工具

焊料是一種具導電性的「黏膠」,幾乎可將電子領域中的所有東西熔接在一起。不過,您是否曉得,焊接技術比電子產品早幾千年就有了嗎?有證據顯示,早在 5000 年前,美索不達米亞的工匠們就使用焊料了。

在金屬加工歷史中,人們很早就已經開始使用軟銲和硬銲來生產珠寶、工具和武器,這或許可以追溯到西元前 4000 年。現今,除了製作珠寶、工具、武器和組裝彩色玻璃窗以外,我們還使用焊料來連接銅製水管。

在電子領域裡,焊接最重要的作用是在電線、連接器、電路板和電子元件之間,形成具有物理特性和導電性的連接。雖然波峰焊與迴流焊接有著嚴格的時間和溫度曲線要求,已儼然成為一門自然學科,但是手工焊接仍是一門藝術,需要技巧、智慧、靈巧和適當工具的輔助。

焊接首要必備工具就是好的烙鐵。所謂「好」的烙鐵,其定義會與時俱進。我的第一個烙鐵很便宜,在現今會被戲稱為「木燒筆」,因為它類似於燒烙工藝組件中所用的加熱工具。木燒筆沒有溫度控制,所以不怎麼適合電子作業,尤其不適合現今的焊料。

圖 1:American Hakko FX888D 是好用的焊台,可以依照作業需求設定焊接溫度。(圖片來源:American Hakko)

我使用的第一個好烙鐵,是我在讀大學期間所購買的 Weller WTCP 焊台。採用磁性居禮點技術,由烙鐵頭控制溫度,焊接溫度選項包含 600°F、700°F 或 800°F。若想改變工作溫度,須先關掉烙鐵使其冷卻,然後再更換烙鐵頭。由於這個作法不太方便,所以我從未改過焊接溫度。

五十年以後我仍舊使用這個 Weller 焊台,見證了購買優質工具的重要性,特別是焊接工具。這一直都是我的主要工具,它現在還在我的工作檯上,但此款工具已經停售幾十年了。不過,這些烙鐵頭仍可在市面上購得,表明這種焊接工具仍有相當多的人在使用。

然而,電子產品在這幾十年間有了大幅進步。50 年以前,60/40 錫/鉛焊料還相當普及,現在已被許多新型焊料取代 (特別是生態環保型無鉛焊料),這些焊料要求在很多不同的焊接溫度下焊接,以獲得最佳效果。此外,電子元件、連接器、電線和印刷電路板走線都變得更小,因此需要許多類型的焊頭,滿足可能面臨的各種不同焊接要求。這就是我最終購買更新型焊台的原因。新型產品具有電子調變溫度設定和多種焊頭選擇。現在我有一個早期非數位版的 American Hakko FX888D 焊台 (圖 1)。

您需要一個好焊台來處理所有不同類型的焊接工作,以便組裝並製作新型設計電子系統的原型產品。此外,好焊台也能讓您避免焊出各種不同型態的不良焊接點 (如圖 2 所示)。

圖 2:不良焊接點圖示說明良好焊接技巧和焊接工具的必要性。(圖片來源:Adafruit)

此圖取自《Adafruit Guide To Excellent Soldering》,說明在沒有精通焊接技巧和缺乏正確工具下,可能會發生的一些問題。例如,烙鐵不夠熱時或在焊點冷卻時受到推擠,這樣會得到冷焊點。

除了要有好的溫度控制焊台以及各種焊頭選擇以外,還需要尖嘴鉗、剪線鉗、粗線剪鉗和剝線器。我還發現有許多出乎意料的平價工具,有助於達成良好的焊接效果。我在此推薦其中的四種工具。

四種平價的焊接輔助工具

其中一項最重要的焊接工具是助焊筆。當然,大多數焊料內都有助焊劑,而在過去元件引腳和電線更為粗大的時代,焊料直徑也非常大,因此多數焊料內含的助焊劑量都已經足夠。如今已不再是如此。請再看一下圖 2。那些與潤濕相關的問題暗示了,在使用烙鐵和焊料時,焊點處的助焊劑並不足夠。

圖 3:Kester 免清洗型 951 Flux-Pen 有個氈尖,可以將焊劑施加在需要的地方。(圖片來源:Kester)

以前,如果需要多一些焊劑,可使用粗短的焊劑刷 (常見於當地五金行水電區) 從一罐子中沾取膏狀焊劑。這種方式容易弄髒且用量不夠精準。現今電子元件更小,需要以更佳的方法來施用焊劑,而我們已經有一個好方法了,亦即助焊筆。我使用並且強烈推薦 Kester 的免清洗型 951 Flux-Pen® (圖 3)。

接著,您需要移除多餘焊料的方法,那麼我推薦兩種實惠的工具。首先是吸錫線;這是以裸銅或鍍錫線製成的扁平編織物,可用於擦掉多餘的液體焊料。這種產品就有數百種可選,您將需要幾種尺寸的吸錫線,以進行大型及更小更精確的清理作業。因此,與其向您推薦某個特定的吸錫線或特定品牌的吸錫線,我建議您先查看 Digi-Key 的吸錫線摘要頁面。您可從窄型和寬型選項開始蒐集所需的吸錫線。

至於非常大型的清理工作,您需要焊接幫浦 (也稱為吸焊器)。當您需要從電路板上移除已焊上的通孔式元件時,焊接幫浦特別好用。有些電動焊接幫浦內含焊鐵,但對於不常執行的拆焊任務,有些價格實惠的 Aven Tools 17537 拆焊幫浦,可在工作檯上方便地使用。經過長期使用後,我發現自己更喜歡小型焊接幫浦 (如 Aven 17537),因為我可以用單手操作 (圖 4)。

圖 4:Aven Tools 的 17537 拆焊幫浦非常適合大型焊料的清理。(圖片來源:Aven Tools)

最後,焊接還需考慮到靈巧性因素。我看過一些 YouTube 影片,有人只用雙手就可以握住兩條電線 (或一塊電路板和一條電線)、一支烙鐵和一段焊料,而且只用兩根手指頭便可精準地將適量的焊料送至焊點處,焊出良好的焊點。由於我的手腳不是那麼俐落,所以我利用了一種方便又實惠的工具,作為第三隻手來幫助我握住物件。我使用 Aven Tools 的 26000 Helping Hands Magnifier with Clamps 輔助工具,在焊接時協助握住各種小物件 (圖 5)。

圖 5:Aven Tools 的 26000 Helping Hands Magnifier with Clamps 工具可在焊接時提供一臂之力。(圖片來源:Aven Tools)

Aven 的 Helping Hands 助手工具在工作台上佔用的空間很小,可進行無限的調整,而放大鏡對我老化的眼力很有幫助。此外,可握住工件的鱷魚夾具有雙重功能,亦可作為散熱器以防止焊接的熱能沿著電線向下傳導。我曾經在加熱焊點太久後,使塑膠絕緣套熔化並燒傷了我的手指。Helping Hands 的夾子可避免此問題。

根據我的經驗,一個好的焊台和這四種實惠的工具將使焊接工作更容易。這是我的建議;您的建議是甚麼?請隨時在下方留下您的評論。

關於作者

Image of Steve Leibson Steve Leibson 曾任 HP 和 Cadnetix 的系統工程師、EDN 和 Microprocessor Report 的總編輯,以及 Xilinx 和 Cadence 等的科技部落客,也曾在兩集《The Next Wave with Leonard Nimoy》電視節目中擔任技術專家。33 年來,他協助設計工程師開發更優良、更快速且更可靠的系統。
More posts by Steve Leibson
 TechForum

Have questions or comments? Continue the conversation on TechForum, Digi-Key's online community and technical resource.

Visit TechForum