所謂焊接就是用焊料做為媒介,加熱使焊料熔化並擴散至金屬表面再冷卻後將兩塊金屬接合為一體成為合金從而達到連接目的的過程稱之為焊接.
我們通常所說的焊接一般指的是電子工業中所必須用到的焊錫焊接(Soldering).常用的焊料為錫鉛或錫和其他金屬的合金，其操作溫度一般不超過400˚C. 焊錫焊接因其具有以下優點而被電子業廣泛應用.
1. 電器結合牢固.
2. 可以達到必要的機械強度 .
3. 設備比較簡單成本較低.
4. 材料采購容易.
5. 可在短期內培訓作業者.
雖然焊錫焊接具有以上優點，但因作業者，材料，使用工具，機械等因素而造成焊錫
狀況不良的情況還是時有發生，因此作業者有必要掌握正確的理論知識和熟練的操作技能.
焊接在我司應用廣泛,在手工作業製程中(MI)通過錫爐的波焊(wave soldering)實現手插件與PCB板的裝聯,在貼片組裝製程(SMT)中通過迴焊爐的溶焊(reflow soldering)實現貼片元件與PCB的裝聯,在維修和後焊製程中則是通過烙鐵的手焊(hand soldering)實現不良維修和裝聯的.
錫爐的波焊(wave soldering)和迴焊爐的溶焊(reflow soldering)是通過自動化機械參數的設定調整控制生產工藝的品質的,而烙鐵的手焊(hand soldering)是完全人工操作的,焊接的品質完全取決於作業員的作業水準,人為因素在製程中起到決定性的作用.所以在此我們把重點放在手焊(hand soldering)的學習上, 波焊(wave soldering)和熔焊(reflow soldering)我們僅作簡單的原理性的介紹.
系利用已熔融之液錫在馬達幫浦驅動之下，向上揚起的單波或雙波，對斜向上升輸送而來的板子，從下向上壓迫使液錫進孔，或對點膠定位SMD元件的空腳處，進行填錫形成焊點，稱爲波焊，大陸術語稱爲“波峰焊’.
各種表面黏裝元件在電路板面上的互連引腳，不管是伸腳、勾腳（J-Lead）、球腳或是無腳而僅具焊墊者，均須先在板面承墊上印著錫膏，而對各“腳”先行暫時定位黏著，然後才能使之進行錫膏融熔之永久焊接。
下面我們著重學習有關手焊(hand soldering)的相關知識
當大批量自動機焊後，發現局部少數不良焊點時，或對高溫敏感的元件等，仍將動用到老式的手焊工藝加以補救。廣義的手焊除了錫焊外，尚另有銀焊與熔接等。其首要工具之焊槍亦俗稱爲烙鐵。其中的發熱體與烙鐵頭（tip）可針對焊錫絲（Soldering Wire）與待加工件（Workpiece）提供足夠的熱量，使其得以進行高溫的焊接動作。由於加熱過程中焊槍之變壓器也會附帶産生節外生枝的電磁波，故焊槍還須具備良好的隔絕（Isolation）功能，以避免對PCB板面敏感的IC元件造成“電性壓力”（Electric Overstress; EOS）或“靜電釋放”（Electrostatic Discharge; ESD）等傷害。
焊槍選擇應注意的事項頗多，如烙鐵頭形狀須適合加工的類型，溫度控制（±5℃）的靈敏度、熱量傳導的快速性、待工溫度（Idle Temp.）中作業前回復溫度（Recovery Temp.）之夠快夠高夠穩，操作的方便性、維修的容易度等均爲參考事項。
烙鐵結構如下:
1.鉻鐵頭 2.鉻鐵頭螺絲 3.加熱部固定螺絲 4.加熱部 5.引出礙子
6.外殼 7.御裝螺絲 8.接合板 9.把柄 10.電源線
完整設備如圖所示:
電烙鐵分類及結搆:
根據用途,結搆的不同,電烙鐵有以下几種分類
按加熱方式分類:有直熱,式感應式等等;
按烙鐵的發熱能力分類:有20W,30W…500W等等;
從功能上分:有單用式,兩用式,調溫式等等.
此外,還有特別適于野外維修使用的低壓直流電烙鐵和氣體燃燒式烙鐵.
最常用的是單一焊接使用的直熱式電烙鐵,它又可以分為內熱式和外熱式兩種.
(1).發熱元件------電烙鐵的能量轉換部分,俗稱烙鐵芯.它由鎳鉻發熱電阻絲纏在云母,陶瓷等耐熱,絕緣材料上搆成.
(2).烙鐵頭------存儲,傳遞能量的烙鐵頭一般是用紫銅制成的.根據表面電鍍層的不同,烙鐵頭可以分為普通型和長壽型.
(3).手柄----電烙鐵的手柄一般用木料或膠木制成.如果設計不良,手柄的溫升過高會影響操作.
(6)接線柱----這是發熱元件同電源線的連接處,必須注意:一般電烙鐵都有三個接線柱,其中一個是接金屬外殼的,接線時應該用三芯線外殼接保護零線.
好的焊點品質是由很多因素決定的,大致如下:
1.焊接操作的正確姿勢----掌握正確的操作姿勢,可以保証操作者的身體健康,電烙鐵一般有三種握法:反握法的動作穩定,長時間操作不易疲勞,正握法,一般在操作台上焊接印制板等焊接時,多采用握筆法.
2.焊接操作的基本步驟----掌握好烙鐵的溫度與焊接時間,選擇恰當的烙鐵頭和焊點的接觸位置,才可能得到良好的焊點.
焊接溫度與加熱時間----如果加熱時間不足,會使焊料不能充分浸潤件而形成松香夾渣而虛焊.反之,過量的加熱,除有可能造成元件損坏以外,還有如下危害和外部特征:(1).焊點外觀差.(2)高溫造成所加松香助焊劑的分解碳化,(3)過量的受熱會破坏印刷板上銅板上銅箔的粘合層,導致銅箔焊槃的剝落,( A:正確的焊接時間:1~2s.B:正確的焊接溫度:修補,後焊:2900C~3500C;重焊:3500C~3900C;烙鐵功率:綜合PCB焊盤和零件確定.其餘還要注意使用正確的錫絲,保持焊接面的清潔等)
焊接操作的具體手法----在保証得到優質焊點的目標下,對初學者應注意如下几點(1).保持烙鐵頭的清潔 (2).靠增加接觸面勣來加快傳熱 (3),加熱要靠焊錫橋.(4).烙鐵撤離方法有講究 (5).在焊點凝固之前不能動 (6)焊錫用量要適中(7).焊劑用量要適中 (8) 不要使用烙鐵頭作為運載焊料的工具.
正確的焊接順序:
五步法:
一. 準備:使銲錫與烙鐵接近,隨時保持準備焊錫的狀態,確認其位置.
二. 烙鐵頭接觸:使烙鐵頭接觸工作物並加熱.
三. 溶解銲錫:溶解銲錫使焊錫接觸工作物後把銲錫適量溶解.
四. 拿開銲錫:適量銲錫溶解後,把銲錫儘快拿開.
五. 拿開烙鐵:銲錫擴展至所需要的範圍後,拿開烙鐵,注意速度和方向.
三步法:
一. 準備: 使銲錫與烙鐵接近,隨時保持準備焊錫的狀態,確認其位置.
二. 烙鐵和銲錫接觸:烙鐵和銲錫同時接觸並溶解適量的焊錫.
三. 烙鐵和銲錫拿開:當銲錫充分的擴展至所需範圍後拿開烙鐵和銲錫,注意莫使銲錫移開速度落後烙鐵.
這兩種焊接順序各有優劣,實際上的順序如以兩者的中間實施的話為最佳.熱容量大的工作物時儘量遵守五步法,熱容量小的工作物以三步法的順序為準,只是節奏快點罷了.
使用電烙鐵的注意事項及保養:
1.烙鐵頭至少每兩天鬆弛一次.
2.烙鐵頭嚴禁敲擊.(因發熱絲為易碎物).
3.保持在適當溫度,切勿過熱使用.
4.烙鐵間隔10分鐘以上不使用,則置於低溫或將電源關掉.
5.休息時,烙鐵頭要加錫保護.
6.焊接過程中不可用烙鐵頭用力去挑或擠壓被焊接物.
7.鐵頭應取下定期清理(一周),并檢查發熱管處有無異物.
8.烙鐵不良或引線不良切勿使用主機.
9.紅燈於三分鐘內無法受控滅掉或表頭指針跳動,為控溫不良.
10.發現不能控溫時立即停止使用,以免燒壞主機.
如何判斷品質良好的焊點:
•A 焊錫良好
•B 光澤良好
•C 輪廓清晰
•D 不得有焦化松香及其他外界雜物
•E 焊點不得有孔洞[針孔]出現.
烙鐵焊接中常出現的不良及分析:
連錫 短路 空焊 冷焊
吃錫不足
焊錫高于零件本體高度且超出電極部分 焊錫高度“H”小于CHIP高度“t” 1/2.
六. 焊接作業所用到的耗材
1焊料：. 錫膏(solder paste) 錫棒 (solder bar) 錫絲(solder wire)
錫膏與錫棒分別被用於SMT的熔焊和MI的波焊制程中，這裡不作詳細論述.
生產中手工焊接所用到的錫絲成分通常為Sn63/ Pb/37或Sn60/Pb40.這種成分的錫絲的熔點為183˚C.其最適合的焊接溫度為230~250˚C，但因PCB和錫絲與烙鐵接觸時會吸收熱量，故我們設置烙鐵溫度時通常設為290~350˚C，這樣才能獲得最佳的焊接溫度.另外在目前較為流行無鉛制程中所用的無鉛耗材成分與有鉛耗材有很大的差異.目前較常用的錫絲其成分為SnAg3.0Cu0.5，這種合金因其組成成分不同其熔點也比有鉛錫絲高，所以我們作業時烙鐵溫度的設置范圍通340~290˚C.
2.焊劑：助焊劑(flux)
說到焊接就不能不提起助焊劑,. 助焊剂（FLUX）这个字来源于拉丁文“流动”（Flow in soldering）的意思，但在此它的作用不只是帮助流动，还有其他功能。清潔的金屬表面其所具有的自由能（Free Energy），必定大於氧化與髒汙的表面。自由能較大的待焊表面其焊錫性也自然會好。助焊劑在焊接中的主要功能如下;
(1)清潔與防止氧化.可將待焊金屬表面進行化學清潔，除去氧化物.並在焊接物表面形成一液态的保护膜隔绝高温时四周的空气，防止金属表面的再氧化耐稱之爲助焊劑活性（Flux Activity）。
(2)傳熱性：助焊劑還可協助熱量的傳遞與分佈，使不同區域的熱量能更均勻的分佈。
(3)降低錫的表面張力.助焊劑可以降低已經熔了的錫的表面張力，使錫可以很容易的附著於金屬表面，達到良好的焊錫狀況.
助焊劑根據其成分不同可以分為無機助焊劑，有機酸助焊劑和松香助焊劑.電子工業中應用較為廣泛的是松香助焊劑，其主要成分是從松樹皮搾取的松香.以下是助焊劑在使用時的幾點注意事項：
1、 助焊剂为易燃之化学材料，在通风良好的环境中作业，并远离火种。
2、将助焊剂储存于阴凉通风处，远离火种，避免阳光直射。
3、开封后的助焊剂应先密封后储存，已使用之助焊剂请勿倒入原包装以确保原液的清洁
4、报废之助焊剂需请专人处理，不可随意倾倒污染环境。
5、不慎沾染到皮膚上時，立即用肥皂、清水冲洗。沾染五官时，立即用肥皂、清水冲洗干淨，勿用手揉撮，并送医治疗。
關於無鉛制程
為什麼要導入無鉛制程
隨著人們生活水平的提高和工業制造所造成的污染對人們健康的損害，越來越多的人已意識到環保的重要性，並在全球范圍內來限制有害物質的使用量，以提高環保，保證工業的可持續發展。：無鉛制程在此情況下應運而生。近些年，業界流行一種所謂的“綠色工藝”，就是指產品的無鉛無毒化。所謂的無鉛就是用其他一種或幾種對人體無害“或微小可預防”的金屬代替工業制造用料中的鉛金屬，從而大大減少或避免由於人們使用含鉛產品而造成的健康損害.
目前鉛金屬正在被大量應用於制造業中，全世界每年所果消耗的焊料中的鉛約為30萬噸。但是鉛是一種重金屬，有毒，已經有研究表明：鉛被人體消化吸收後，將與人體內蛋白質進行結合抑制人體內的蛋白質的正常合成功能，侵害人體中樞神經，造成精神混亂.貧血和血壓等疾病.鉛金屬在電子工業使用過程中，通常條件下的工作溫度不支使鉛達到使它產生鉛氣的溫度，因此作業人員吸入鉛氣的可能性很小，其它對於清理錫渣等動作通過簡單的防護措施如戴防毒面具(或口罩)戴手套.勤洗手等即可避免攝入鉛金屬.但是報廢後電子產品被暴露於外界當遇到酸雨時其中的鉛就會溶於地下水中進入人們的供水鏈從而進入人體內.
綜上所述，導入無鉛1.立法規定: 歐盟的電子產品及設備回收廢棄物方針提案----2008年全面無鉛
2.市場需求 : 客戶的環保意識(其中japan對降低鉛含量最快且最勣極的).所以無鉛制程的導入是大勢所趨，作為我們這樣的專業代工場更須走在其他競爭者的前面才能贏得更大的商機，於褔爭日趨激烈的電子加工業立於不敗之地.
無鉛制程與有鉛制程的區別
1.無鉛制程對材料的要求
焊錫: 所用錫膏,錫絲,錫棒均需達到無鉛焊錫的含鉛標准.
助焊劑:無鉛制程的溫度比有鉛的高,所以對助焊劑也有特殊要求
PCB板材的選擇: FR4,CEM3使用比較普遍
板的處理方式:有機保護膜(OSP),金屬保護膜(鍍Ni-Au,浸Sn,浸Ag等
零件的耐熱性: 要能耐無鉛制程的高溫零件腳的無鉛化:常見的是表面處理是Sn100
2.無鉛制程對設備的要求
設備需能達到制程所需的溫度調節
錫槽與鉻鐵需能耐高溫,耐腐蝕
鋼板的開口方法需做修正
氮氣是否需要導入 , 視溫度對材料氧化程度和設備需求而定
3.無鉛與有鉛制程差異
雖然無鉛工藝的研究已經有相當長的時間，但目前還不夠成熟無鉛制程的目前仍在的問題或需作改進的方面：
1. 生產成本方面 ：無鉛焊旬錫一般成本較高，這使許多以成本為重點的工場不願意接受。由於錫的成本比鉛高出許多(約八倍)，再加上其它一些 推廣合金金屬如銀(約為鉛的200倍)，等都很昂貴，所以目前推廣的主要無鉛焊料中，最低成本也超出了傳統錫鉛合金成本的45%左右。除了焊料本身的材料成本外，其它方面材料方面(元件和基板)因要求不同也會提高.
2. 元件和基板方面的開發問題
目前無鉛制程發展的成果主要還是焊料和工藝上，元件和基板的開發也要跟進，才能使得這門技術得以真正推廣。
3. 生產線的品質標准問題
采用無鉛制程，產品的外觀與有鉛相比有差異，比如焊點較為粗糙，無光澤等，所以標准要作一定的修改.
4. 無鉛焊料的開發與供應問題.
5. 無鉛焊點的可靠度問題
某些焊料對產品焊點的可靠性的影響度還缺少足夠的科學依據，以致客戶未能對此有足夠的信心，所以有關實驗數據的出現將是決定采用哪種焊料的重要因素.6.
6. 生產時的管控問題
因無鉛制程目前的導入是一個過渡階段，相當長的時間內工場內會存在無鉛與有鉛共存的現象，因無鉛制程對鉛的敏感性，會給工場 的材料的采購.存儲等帶來一系列的問題.
我們廠內目前無鉛的導入現狀
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