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銲料
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'''銲料'''(英語:Solder)是一種易熔 [[ 金屬 ]][[ 合金 ]] 用於在金屬工件之間建立永久結合。銲料熔化以潤濕接頭的各個部分,在冷卻後銲料粘附並連接零件。銲料還應該能夠抵抗隨著 [[ 時間 ]] 的推移會使接頭退化的 [[ 氧化 ]] 和腐蝕作用。用於進行電連接的銲料也需要具有良好的電特性。
==辭源==
銲料這個詞來自中古英語單詞soudur,通過古法語 solduree和soulder,來自拉丁語 solidare,意思是“製造固體”。
==常用銲料==
最常用的銲料有錫(Sn)和鉛(Pb)兩種。<br>
* [[ 錫 ]] (Sn),是 [[ 銀 ]] 白色、有光澤、有延展性、呈脆性、在空氣中不易氧化的金屬,熔點為232℃。由於純錫,呈脆性,並且能與大多數金屬熔融形成合金,因此為了讓以錫為主銲料具有韌性,同時降低熔點,必須與另外一種金屬熔融,以改善錫銲料的銲接性能。* [[ 鉛 ]] (Pb),是青灰色、質軟、密度大、有延展性、有毒性、在 [[ 空氣 ]] 中易氧化的金屬,熔點為327℃。但是鉛,是一種不錯的錫銲料添加料,當與錫按比例熔融混合後,就得到常用的『含鉛銲錫料』,它的 [[ 熔點 ]] 變低,利於低溫銲接,能容易與大多數金屬結合(即:容易上銲料),並且價格低、導電性好、銲點可靠。<ref>[https://kknews.cc/news/44v9bev.html 電子線路銲接:銲料,助銲劑,配方,用法] 每日頭條kknews.cc</ref>
=== 成分和用途 ===
錫的含量在20%~63%之間,如果錫含量高於63%,不僅價格高、熔化溫度高,而且銲接點的強度會降低,但是錫含量也不能太低,當低於20%時,銲接強度會減弱、銲接點發脆。在銲接 [[ 電子 ]] 線路時,要避免高溫損壞元器件和電路板,常用低溫錫(錫63% 鉛37% 熔點183℃)。市售的成品含鉛錫銲料,有些還加入了少量的其他金屬元素,以進一步改善銲接性能。
==軟銲料==
適合用作銲料的金屬或合金的熔點應低於要連接的零件。一般所稱的銲料為軟銲料(soft solder),熔點在攝氏90~450度之間 ,軟銲廣泛運用於連接電子零件與 [[ 電路板 ]] 、 [[ 水管 ]] 配線工程、鈑金銲接等。手銲則經常使用烙鐵。使用熔點高於攝氏450度的銲料之銲接則稱為硬銲(hard soldering)、銀銲(silver soldering)、或銅銲(copper brazing)。
錫鉛銲料,別名軟銲料。市場上普遍可以購得(以重量計)鉛含量 5% 至 70% 的銲料。鉛含量越高,抗拉強度和抗剪強度有增加的趨勢。銲接電子電路常用的銲料為 60/40 錫/鉛及 63/37 錫/鉛。 63/37 錫/鉛是共熔合金,在所有錫鉛合金當中熔點最低,而且是一固定溫度而非一範圍。
軟銲料的熔點範圍通常為 90 至 450 °C(190 至 840 °F;360 至 720 K),通常用於電子、管道和鈑金加工。在 180 和 190 °C(360 和 370 °F;450 和 460 K)之間熔化的合金是最常用的。使用熔點高於 450 °C(840 °F;720 K)的合金進行的銲接稱為“硬銲”、“銀銲”或釬銲。
==應用==
國際錫協會(International Tin Association)分析師James Willoughby表示,電子產業以焊料將 [[ 半導體 ]][[ 晶片 ]] 連接到電路板和電子設備上,而錫是焊料的重要原料,約佔全球錫需求量的一半。由於 [[ 新冠 肺炎]] 疫情導致 [[ 印尼 ]] 等產地的錫礦供應中斷,而全球 [[ 海運 ]][[ 貨櫃 ]] 嚴重短缺,也致使錫從 [[ 東南亞 ]] 和 [[ 拉丁美洲 ]] 運出的時間延遲數週,促使錫價持續走揚。<ref>[https://www.moneydj.com/kmdj/news/newsviewer.aspx?a=b9141f47-adef-40ed-aaf3-d86afe2e5ab2 半導體焊料仰賴錫!今年價格狂飆46% 漲幅超越銅、鋁]MONEYDJ理財網新聞</ref>電路板經常需要銲接以連接電子零件,市面上有不同直徑的松香芯銲絲可供手銲電子電路板之用。另外也有銲錫膏、(圓環等)特殊形狀的薄片供不同情況使用,以利 [[ 工業 ]][[ 機械 ]] 化生產電路板。錫鉛銲料從以往至今即被廣泛使用於軟銲接,尤其對手銲而言為優良的材料,但為避免鉛廢棄物危害環境,產業界逐漸淘汰錫鉛銲料改用無鉛銲料。
水管工經常使用比用於電氣應用的電線厚得多的銲條,並單獨塗抹助銲劑;許多適用於管道的助銲劑腐蝕性(或導電性)太強,無法用於電氣或電子工作。珠寶商經常在薄片中使用銲料,然後將其切成小片。
===消費電子產品===
對於電氣和電子工作,銲錫絲有多種厚度,可用於手工銲接(使用烙鐵或銲槍進行手動銲接),並帶有含有助銲劑的芯。它也可作為室溫漿料,作為預成型箔片,形狀與工件相匹配,可能更適合 [[ 機械 ]] 化批量生產,或者放在可以纏繞在接頭周圍並用火焰熔化的小“標籤”中,其中鐵不可用或不可用,例如在現場維修中。過去普遍使用鉛和錫的合金,現在仍然可用;它們特別適合手工銲接。由於法規要求以及避免使用鉛基電子元件對健康和環境的好處,無鉛銲料的使用越來越多。如今,它們幾乎專門用於消費電子產品。
==硬銲料==
硬 銲料用於釬銲,並在較高溫度下熔化。銅與鋅或銀的合金是最常見的。
在銀器製作或 [[ 珠寶 ]] 製作中,使用可以通過檢測的特殊硬銲料。它們含有高比例的銲接金屬,這些合金中不使用鉛。這些銲料的硬度各不相同,分別稱為“搪瓷”、“硬”、“中等”和“易”。搪瓷銲錫熔點高,接近材料本身的熔點,可防止接頭脫 銲在 [[ 琺瑯 ]][[ 工藝 ]] 的燒製過程中。其餘銲料類型在製造項目的過程中按硬度遞減順序使用,以防止在銲接其他位置時先前銲接的接縫或接頭脫銲。出於同樣的原因,易銲也經常用於維修工作。助銲劑也用於防止接頭脫銲。
銀 銲料也用於製造連接無法銲接的金屬部件。用於這些目的的合金含有高比例的銀(高達 40%),還可能含有鎘。
== 特殊銲料 ==
幾種特殊成分的銲料:<br>
# 加 [[ 銻 ]] 銲錫:如果銲點需要在極冷環境使用(如 [[ 南 極]][[ 北極 ]] 地),普通的錫鉛合金會重新結晶,銲點會變成結晶態,會很脆,就像在液氮中的玫瑰花一樣,輕輕一敲就會『粉碎』,同時這種結晶變化,會引起銲點膨脹,斷裂。如果在這種極冷環境,使用加銻銲錫(錫63%、鉛36.7%、銻0.3%)就可以防止銲料結晶。# 加 [[ 鎘 ]] 銲錫:當銲接熱敏元器件和 [[ 玻璃 ]] 元器件時,為避免元器件爆裂,常用加鎘銲錫,它是超低溫錫銲料,熔點僅位145℃。這種加鎘銲錫(錫50%、鉛33%、鎘17%),由於熔點低,加溫和降溫的時間都很短,有利於縮短銲接時間,但是鎘有較強毒性,因此使用是必須謹慎。# 加銀銲錫:在銲接具有鍍銀表面的銲件(如 [[ 陶瓷 ]] 電容器)時,為了避免銲料熔掉銲件表面的鍍銀層,通常使用加銀銲錫。這種加銀銲錫(錫62%、鉛36%、銀2%),熔點為179℃,由於含有銀,對於鍍銀銲件的鍍銀層有保護作用。# 加 [[ 銅 ]] 銲錫:在銲接極細的銅線(比如 [[ 耳機 ]] 振膜的音圈引線就是極細的漆包銅線)時,為了避免銲錫對銅線的侵蝕,讓銅線進一步變得更細,這時應當使用加銅銲錫。這種加銅銲錫(錫50%、鉛48%、銅1.5%),由於含有銅,性能和加銀銲錫一樣,都是避免對銲件上少量的銲件[[ 金屬]] 進行侵蝕,導致銲件上的少量金屬變得更少。
==參考資料==