2018年4月29日 星期日

私伙焊接工具大曝光!

我們要製作電子產品或進行實驗,必需要進行零件焊接或電線間互相接合。所以有興趣對電子方面投入時間研究的朋友,除測量儀器外,周邊必需具備基本的焊接工具。本篇和大家重點介紹筆者的焊接工具。在此對各項工具和材料不作專業分析和比較,雖然點到即止,但應足夠讓入門級的朋友了解大概和自行選購。如各位有興趣深入了解,可在網絡大量爬文找相關資料。話不多說,先來一張大合照:

圖一:筆者的基本焊接工具

烙鐵及支架

電烙鐵是不能或缺的焊接工具,它俗稱「辣雞」,因舊時烙鐵的頭狀似雞頭而得名。網絡上介紹烙鐵的種類和用法的文章很多,都很長篇,有些款式在不同文章說法不同,看得人更感困惑。其實,我們到電子零件商店買一般以插頭供電的手握款式便可,可不用講究是否恆溫的。像我這款烙鐵頭以螺絲夾在烙鐵心裡面,就是所謂的外熱式烙鐵,最便宜數十元便可購得。選購時比較要注意的是烙鐵的瓦數,瓦數大小與發熱溫度有關。就焊接一般電子零件、集成電路等,30W 至 45W 的烙鐵較為合適,如需焊接散熱較快的物件如散熱片,或者對溫度不太敏感的零件,使用較大瓦數的烙鐵(如 60W)較易於焊接。當然並不是說較大瓦數的烙鐵不能焊接普通電子零件,但除非你是專業用家,懂得控制焊接速度,否則烙鐵接觸零件過久會較易令某些不能受熱的零件損毀,尤其是集成電路更要小心焊接。再者,瓦數高的烙鐵一般焊頭較大,對初學焊接人士而言較難操作,還是審慎使用為宜。

圖二:這把烙鐵上標示功率為    40W,輸入電壓   220V

烙鐵支架則一般與烙鐵分開購買,當不使用烙鐵時把烙鐵放在支架,不要直接放在桌面,以免不慎與易燃物件接觸和皮膚因不小心觸及發熱部分灼傷。另外支架多附有擺放海綿的小鐵盤,進行焊接時請保持海綿濕潤,以便隨時清潔烙鐵頭沾著的焊錫殘渣和氧化物。留意這塊海綿可耐高溫,與一般清潔碗碟的海綿不同,不要隨便找代替品。

圖三:烙鐵支架和已濕水的海綿

烙鐵嘴

它的形狀和大小也有不同,焊接電路常用的是斜咀和尖嘴款式。基本上斜咀烙鐵頭已可滿足所有電子製作的需要,焊接很細微的電件可考慮使用尖嘴,但是尖嘴因小範圍傳熱,散熱速度較快令焊接不太方便,請自行衡量使用。烙鐵頭是消耗品,可一次購買數個備用。

圖四:粗度不同的斜咀和尖嘴烙鐵頭

新買的烙鐵嘴除了要正確套在烙鐵芯,在第一次使用時亦要進行上錫的程序,加熱烙鐵後先將烙鐵嘴前端塗上錫,增加焊接過程順暢度,並使烙鐵嘴不易被氧化,保持上錫能力。

錫線

烙鐵頭把錫線由固體溶掉成為液體,把零件固定在電路板上,可說是焊接用的「膠水」。錫線多為卷裝購買,並在上方註明規格。除了錫線線徑和整卷錫線的淨重,你亦會在包裝上知道構成錫線的金屬百分比。錫線並非由純錫製成,而是可加入鉛(元素符號 Pb),或者非鉛的金屬例如銅(元素符號 CU)、銀(元素符號 Ag)、鎳(元素符號 Ni)等。舉例有鉛錫線標有 SN60/40 表示組成錫線的錫(元素符號 Sn)佔 60%,鉛佔 40%,常見也有 63/37 之比的。某些包裝亦標有代表錫線內的助焊劑(Flux)含量百分比,大部分約為 2%,其中主要成分為松香。順帶一提,我們亦可另外購買松香膏幫助焊接,但在一般情況下不需使用。

圖五:有鉛錫線(左)及無鉛錫線(右) 

錫線的質量可謂直接影響焊接質素和效果,另外它的組成金屬比例除了決定錫線的熔點,也決定價格。無鉛錫線的錫含量比例較有鉛錫線高,熔點也偏高,售價一般也較貴。無鉛錫線需要較高的工作溫度,較難焊接。雖說它較環保,有毒物質含量較小,但筆者嘗試無鉛錫線後,仍比較喜歡使用有鉛錫線進行一般電子製作,至於鉛錫比例則習慣使用 60/40。

圖六:無鉛錫線的規格說明

排煙風扇

焊接時會產生白煙,這是錫線中的助焊劑揮發物,因帶酸性,且有點味道,多吸對身體不太好。我們最好在通風和抽氣好的環境進行焊接,例如將小型排煙風扇放在焊接地方的前端,令白煙可即時被抽走。

圖七:小型排煙風扇

吸錫器

吸錫器(錫泵)是焊接錯誤時的救星。我們想拆卸電路板上的零件,或者當焊接技巧尚未成熟而出錯,容易在焊點鋪上過量焊錫,甚至連隔鄰不該下錫的地方也沾上錫料(焊接微小零件如 SMD 零件更常出現此情況),我們需借助吸錫器把多餘的錫吸走後重新焊接。吸錫器分為手動和電動兩種,在此介紹常用的手動吸錫器。進行吸錫前,把吸錫器的活塞向下壓直至卡住,之後放在一旁預備。然後用烙鐵把焊點上的錫融化,建議此時用錫線稍為補上焊錫,以方便吸錫器徹底吸走錫料。當錫料變成液態,迅速移開烙鐵,趁錫還未冷卻變為固態前用吸錫器的吸咀貼近焊點,板動按鈕把錫吸走。如你慣用右手拿烙鐵,可用左手拿吸錫器,趁著烙鐵移開後即時吸錫,減低錫冷卻的機會。

吸錫器有不同孔徑尺寸和吸錫管長度,較長的吸錫管,吸力也較大。吸錫器價錢則由數十元至上百元不等。一般吸錫器用塑料或鋁合金製成。

圖八:各款吸錫器

剪鉗

剪鉗一般稱作「cutter」,用途當然不需多解釋,即使不需銲接,家裡多數有一兩把以備不時之需。剪鉗有不同款式,最常用的是斜口、尖嘴和平口鉗。

圖九:(左至右)斜口、尖嘴和平口鉗

斜口鉗慣常用作修短零件接腳,剪斷電線和錫線等。使用時要避免強行剪斷較硬的物件,否則很易令剪鋒出現崩口,然後變鈍,或者令鉗夾無法緊合,縮短使用壽命。優良的斜口鉗價格可達百元以上,但所謂一分錢一分貨,當你要連續剪掉電路板上的零件多餘接腳,便會感受到耳際傳來很爽的「搭搭」剪斷鐵線的聲音,也會見到電路板上的剪口很貼服,加上材質好,這是廉價貨不能相比的。

尖嘴鉗剪斷線材的能力較弱,它多數用作將零件折腳及把線拉直等用途。配搭斜口鉗使用可進行一般剝線,不需另買剝線鉗。

平口鉗則可用於剪掉較粗的導線,或者可利用平口位置把金屬管壓扁。在一般電子製作中使用頻率不算高。



以上所介紹的是不能缺少的焊接工具,另外也有一些輔助性質的工具,能提升焊接效率:

鑷子

鑷子方便拿起 SMD 零件焊接。

圖十:彎頭、尖頭和扁頭鑷子

放大鏡

放大鏡方便檢查焊點是否焊接妥當。

圖十一:各款放大鏡,圖右的放大倍數較高

焊接台

這是筆者認為不需特別購買的工具,但如你覺得焊接時雙手不夠用,喜歡把電路板、零件等固定才焊接,或者想感覺專業一點的,可以按需要添置焊接台。有些焊接台除了夾具,也有些連輔助燈、放大鏡、烙鐵架等,款式非常多。

圖十二:只有夾具的焊接台

圖十三:多功能焊接台

橡膠吹塵球

灰塵積在電路板上可以引致電路短路,有需要時在測試電路前用吹塵球稍為除塵。

圖十四:橡膠吹塵球

洗底板水

焊接線路後,我們或會看見焊面留有黑色的焊渣、松香、錫碎和灰塵等雜質。這些東西有機會導致短路,而且對檢查焊點構成阻礙,此時可用洗底板水清潔(注意:不可直接用清水)。

昔日多數採用三氯乙烯清洗底板。三氯乙烯是工業用溶劑,俗稱「槍水」,可到工業原料鋪購買。它易於揮發,只要沾濕棉花棒,便可在焊面來回擦拭,直至焊面潔淨,焊點變得光亮。現今因被指有毒性、對環境造成危害等問題,市面上較難找到。我們亦可購買專用清洗劑代替,但優錢較貴。天拿水是廉價選擇,但因易燃,所以小心使用,而且使用小量清潔便可。

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