現代電子產品嚴重依賴 印刷電路板（PCB）焊接是將電子元件牢固地連接在一起形成電路的核心技術之一。焊接是電子產品製造和維修服務中不可或缺的環節，也是工程師、維修技師、業餘愛好者和愛好者必備的基本技能，它直接影響電子產品的可靠性、穩定性和使用壽命。本文系統地詳細介紹了PCB焊接的基本技術，並提供了涵蓋類型、工具、程序、步驟、技巧和安全的深入指南。

1.焊接技術的類型

焊接技術通常可以根據其自動化程度和應用場景分為兩大類：手動焊接和機器焊接。

1.1 手工焊接

手動焊接依靠操作員的技能和經驗來實現最大的靈活性，並且非常適合原型製作、小批量生產、維修和返工應用。

電力烙鐵焊接： 這是目前最簡單、最直接的手動方法之一，使用烙鐵同時加熱兩個組件，熔化焊錫絲，使組件和接頭之間形成連接。其核心在於精確控制溫度、時間和壓力，以達到最佳效果。

熱風返工焊接：該方法透過吹入高溫熱風來熔化焊料。它特別適用於焊接或拆焊多引腳表面貼裝元件 (SMD)，例如 QFP 和 BGA，因為它可以同時均勻加熱多個引腳。

1.2 機器焊接

機器焊接因其高效、一致和可靠而廣泛應用於大規模工業製造。

波峰焊：主要用於通孔元件。將元件放入PCB，然後讓PCB的焊接面通過一波熔融焊料，一次性形成所有焊點。

回流焊： 回流焊主要用於表面貼裝元件，其製程包括使用模板印表機將焊膏印製到PCB焊盤上，然後使用貼片機精確放置元件。最後，組件透過回流焊爐，在爐內，精確控制的溫度曲線將焊膏熔化。回流焊爐潤濕焊盤端子並將其連接到元件端子，然後冷卻硬化，形成永久的電氣和機械連接。

2. 通孔PCB焊接所需的工具

「工欲善其事，必先利其器。」成功的焊接取決於一套合適的工具。

烙鐵：建議使用可調溫的烙鐵，額定功率通常在 40W 到 60W 之間。溫控可以適應不同的焊點尺寸，防止過熱造成損壞或熱量不足導致連接不良。

焊錫絲：建議使用松香芯或助焊劑芯焊錫絲（含鉛或無鉛）。大多數通孔元件的常見直徑範圍為 0.8 毫米至 1.0 毫米。無鉛焊錫較環保，但熔點較高，使用起來也略有難度。

流量：即使使用助焊劑芯焊料，在處理嚴重氧化的焊盤或元件時，施加少量額外的助焊劑也可以顯著改善焊料流動和潤濕，從而提高焊點品質。

烙鐵架和清潔海綿/黃銅絨：烙鐵架為烙鐵頭提供了一個安全的位置。使用濕海綿或專用黃銅絲可以快速清除烙鐵頭上的氧化物和殘留焊料，保持烙鐵頭清潔，確保高效傳熱。

吸焊器/吸焊編織帶：用於在組件拆焊過程中修正錯誤或移除多餘的焊錫。吸錫器使用彈簧活塞產生吸力，而吸錫帶則利用毛細作用（通常添加助焊劑）吸走熔融的焊料。

輔助工具：

斜口鉗/鉗子： 用於修剪多餘的元件引線。

鑷子： 用於處理和固定小型部件。

放大燈或檯燈： 對於細緻的工作至關重要，可提供良好的照明和視覺放大。

防靜電腕帶： 處理 ESD 敏感組件時，安全地消散操作員的靜電放電 (ESD)，防止損壞。

3. 如何在 PCB 上焊接通孔元件

為了獲得完美的焊點，必須遵循正確的工藝。

3.1 準備和清潔

確保元件引腳和 PCB 焊盤清潔無氧化。如有需要，可使用異丙醇或專用 PCB 清潔劑進行清潔。檢查所有工具和工作空間，確保整潔且通風良好。

3.2 元件準備和插入

為了去除任何氧化，可以輕輕彎曲或用細砂紙打磨新元件的引線。將元件引線穿過 PCB 上對應的孔時，請確保元件主體處於適當的高度或與電路板齊平。在處理電容器和 IC 插座等較高元件之前，先從電阻器和二極體等較小的元件開始。

3.3 預熱

預熱一到兩秒後，用乾淨的烙鐵頭同時接觸元件接腳和PCB焊盤。目標是使焊盤和引腳都達到焊料熔化的溫度。

3.4 焊料應用和焊點形成

將焊錫絲塗抹在焊盤和引腳接觸點（與烙鐵頭相反）上，不要直接塗抹在焊盤和引腳接觸點上，遠離烙鐵頭本身。隨著焊錫絲加熱，焊料會在熱壓下開始熔化，並流淌地覆蓋整個焊點表面。當焊錫絲形成光滑的凹形焊點後，迅速移除焊錫絲，然後移除烙鐵頭。通常整個過程不超過 2 到 4 秒。

3.5 冷卻和檢查

為了讓焊點自然冷卻，請使其穩定下來，不要移動元件或對其吹氣——這些操作可能會產生不應該存在的顆粒狀、暗淡的「冷焊點」結構。冷卻後，檢查焊點質量，觀察焊點是否已硬化成理想的焊點：焊料應均勻覆蓋焊盤，並與引線形成良好的潤濕角。

3.6 清潔和修剪

為了保持長期防腐蝕或漏電保護，應使用斜口鉗修剪焊點附近的多餘引腳，並使用異丙醇和硬毛刷去除殘留的助焊劑。最後，用異丙醇斜口清除多餘的助焊劑，進行最終清潔。

4. 快速焊接技巧和竅門

掌握這些快速焊接技巧將使您的焊接工作更加有效率和有效。

保持尖端清潔：為了有效傳遞熱量，在焊接接頭之前，務必用濕海綿或黃銅絨清潔烙鐵頭，並用濕海綿或黃銅絨擦拭焊點之間的部分。

先加熱，再焊接：遵循「先加熱焊盤和引腳，然後塗焊料」的原則。直接塗在烙鐵頭上的焊錫會迅速燒掉助焊劑，導致氧化，甚至可能形成冷結。

熱量控制是關鍵：對於小型焊盤/引線，使用較低的溫度（例如 320°C-350°C）；對於大接地平面或大塊焊盤，需要較高的溫度（例如 380°C-400°C）來補償散熱。

自由使用 Flux：當遇到頑固的、氧化的電路板或組件時，不要猶豫使用額外的助焊劑——它可以有效地改善焊料流動和接頭品質。

主除焊接編織帶：對於移除多針元件或修復橋接（短路），除焊編織帶比吸錫器更精確、更有效。

練習，練習，練習：焊接是一門技術。在實際專案之前，在舊PCB或備用穿孔板上進行大量帶有備用元件的練習是提高技能最有效的方法。

5. 常見的焊接錯誤及其避免方法

識別和避免常見錯誤是實現高可靠性的關鍵一步。

5.1 冷焊點

焊料未能與焊盤或引線形成適當的冶金結合，導致連接不可靠。

標誌： 外觀暗淡、粗糙、顆粒狀。

原因： 熱量不足、時間太短或表面太髒。

避免： 確保充分預熱，徹底清潔表面，並確保焊錫完全潤濕。

5.2 焊橋

焊錫意外連接了兩個或多個不應連接的相鄰引腳/焊盤，從而導致短路。

標誌： 引腳之間的細焊錫絲。

原因： 焊錫過多或烙鐵頭停留時間過長。

避免： 控制焊錫量，使用更細的烙鐵頭，並使用除焊編織帶進行修正。

5.3 關節紊亂

在焊料完全凝固前移動接頭，導致結構脆弱、顆粒狀。

標誌： 表面暗淡、粗糙、有顆粒感。

原因： 焊料凝固過程中元件的移動。

避免： 焊接時固定組件並讓其自然冷卻。

5.4 抬起的墊子

由於過熱或機械應力，PCB 上的銅墊與基板分離。

原因： 烙鐵溫度過高、加熱時間過長或同一接頭反覆返工。

避免： 使用適當的溫度，將每個接頭的加熱時間限制為最多約 3 秒。

5.5 焊料過多/不足

焊料過多會形成焊點，造成浪費，並可能導致短路；焊料過少會導致機械和電氣連接脆弱。

理想： 焊點應清晰顯示引線的輪廓，焊錫形成凹形圓角並平滑過渡到焊盤。

6. PCB 焊接安全提示

安全永遠是第一位的。

燒傷預防：烙鐵頭非常燙。切勿觸摸烙鐵頭的加熱區域，並始終保持高度警覺。使用烙鐵後，請務必將其放回支架上，待其完全冷卻後再存放。

通風與防護：焊接產生的煙霧主要來自助焊劑的汽化，助焊劑含有刺激性且可能有害的化學物質。請務必在通風良好的區域工作，或使用排煙裝置（煙霧吸收器）。建議配戴護目鏡，以保護眼睛免受意外濺出的焊錫傷害。

電氣安全：確保烙鐵正確接地，以防觸電。焊接前，務必確保電路板已關閉。操作易受靜電放電 (ESD) 影響的元件時，請配戴防靜電腕帶。

安全工作實務：使用後，請務必將工具放回原位，以免電線纏繞，造成燙傷或火災。保持工作台清潔，遠離易燃物。

7.問答