一种新的烙铁技术提高了焊接质量，提高了工艺稳定性，降低了手工无铅焊接的运营成本。

如今，无铅电子组装已成为现实，返工已成为一项重大挑战。长期以来，手工焊接一直被认为是无铅装配中最薄弱的环节，因此需要严格的工艺控制。

无铅焊接的挑战是双重的。无铅合金比传统合金要求更高的工艺温度。与此同时，今天的电子元件的热门槛比以前更窄了。因此，热稳定性和可重复性对于无铅焊料的返工至关重要。

根据最近的一项研究，发现手动焊接更加有问题，以转换为比波焊接和回流焊接的无铅工艺。在低尖端温度或通量激活不足，润湿和冷焊接接头可能会发生差。另一方面，过量的尖端温度导致电路板和部件的脱模和热损坏。保持正确的尖端温度以充分但不过量，传热对于创造可靠的关节至关重要。

管理意识

手工无铅焊接的质量需要三个要素：有能力的焊接工具，足够的操作人员培训，以及管理人员重视手工返工过程的重要性。当然，高级管理层应该专注于他们的电子组装操作的每一步。然而，管理者往往将注意力集中在重大资本投资领域，如丝网印刷、布局、回流焊、测试和检验。手工焊接被忽略了。有关焊接工具和操作员培训的决定被下放给较低级别的人员。这种疏忽会招致灾难。

由于手工焊接是一个依赖操作人员的过程，设备不完善和培训不佳的技术人员将无法实现无铅焊接。据估计，只有10%到25%的电子组装公司利用了ipc认证的手工焊接培训。大多数公司只是购买烙铁，然后交给生产线人员。

这一趋势对第三方返工供应商来说是个福音，他们接到了大量来自装配商的绝望电话，抱怨焊盘被提起和热损坏。通常，装配工要求修复损坏，但未能解决问题的原因。当问题影响到底线时，管理层最终会注意到。

热稳定性

可重复稳定的手动焊接过程取决于三个因素：时间，温度和技术。焊锡铁尖端的时间或停留时间在接头和技术上取决于操作员技能。由于大多数无铅合金与锡引线焊料相比，润湿特性较差和缓慢润湿时间，建议使用细长的停留时间。

然而，在焊接过程中，温度是由焊头的实际温度控制的，而这完全取决于烙铁的设计。对于一些烙铁，温度经常超过理想的热轮廓，或操作人员不能停留足够的时间。这两种错误都可能导致不充分的焊点形成，应该予以消除。

接合温度由焊锡铁在尖端损失的热量以及尖端保持在接头上的长度来决定。在一些焊接铁杆中，热传感器位于远离尖端。尖端失去温度进入关节，但在下一个关节之前无法快速恢复。结果，每个连续的焊点可能比前一个更冷。

今天的熨斗表现更好。然而，在大多数情况下，尖端直接连接到加热元件筒上。这种设计有两个问题。首先，尖端可能超过所需温度。其次，更换尖端的成本可能过高。这种熨斗迫使公司扔掉非常好和昂贵的加热元件，仅仅是因为小铜尖已经磨损。无铅焊接的焊头消耗会更高，因此关注焊头的更换成本和使用寿命是至关重要的。

ERSA开发的新烙铁解决了这些问题。i-Tool有一个150瓦的微型加热元件，与配备加热元件盒的烙铁相比，它的性能更加稳定。此外，无需同时更换加热元件即可更换尖端，省钱。在每个站点的基础上进行比较时，使用可交换的尖端比盒式尖端节省多达7倍。

将尖端在大约9秒内从室温到350℃加热到350℃，并且在3秒钟内从待机温度到350℃。铁恢复热量，使所有焊点可以在几乎相同的温度下进行。传感器测量非常靠近尖端末端的温度。

I-Tog还配备有电子运动传感器，可识别铁时使用铁。当铁放入其支架或不再移动时，铁自动进入较低的待机温度。一些控制站使用支架中的微型开关实现相同的任务。但是，如果铁没有放置在正确的位置，则开关可能无法工作。

新型焊锡铁的独特功能是一个过程窗口报警，当尖端温度超出指定范围时，可视地和可听到的通知操作员，确保温度控制和过程稳定性。

用于校准烙铁的微处理器位于嵌入工具手柄的电路板上。这使得每个铁可以独立于控制站进行校准，这节省了时间和金钱。只需要取熨斗集中校准，更容易，生产停机时间更少。

温度过冲

每次铁的尖端接触导线时，热量就会传导到接头中，需要加热元件启动以弥补热量损失。当尖端从关节上移开时，热能继续流动，就好像关节的质量仍然存在一样。对于配备有加热元件的烙铁，这可能会导致烙铁尖端的温度超调高达80至100℃。对于许多敏感元件，以及军事和医疗应用，这是不可接受的。相反，要在多层板上焊接一个沉重的通孔组件，或在普通板上焊接一个隔热板，烙铁需要从加热元件获得的所有能量来传递足够的热量。

对于大多数焊接铁杆，这种二分法意味着电力和控制之间的折衷。虹膜恢复在高肿块关节上恢复，可以体验大的温度过冲，损坏温度敏感的部件。通过允许操作员能够平衡功率和控制，I-Tool避免了此问题。操作员可以选择加热元件的三个电源设置，具体取决于应用所需的热量。在高功率水平下，铁使用100％的150瓦，提供最大热量，并实现高块关节的快速焊接。低级设置可容纳回热以防止过冲以敏感应用。中等功率水平是这两个条件之间的平衡。

运营成本

定期更换铁提示是手工无铅焊接的主要费用。大多数无铅合金比其轴承对应物显着更多。由于锡的腐蚀性在高温下，无铅合金迅速侵蚀了尖端的铁镀层。尖端的表面将变得凹陷和腐蚀，因为铁镀浸出到熔融锡中。随着时间的推移，这种侵蚀会降低了尖端的热性能，并且对其进行热量的能力产生不利影响。

因此，无铅焊接头的铁镀层比标准头厚。然而，这并不意味着就不需要把小费装进罐头里。当使用无铅焊料时，必须更频繁地进行复层。

对尖端生命产生不利影响的另一个因素与运营商焊点的焊点有关。许多操作员在用无铅合金焊接时升压，思考它们正在转移更多的热量。事实上，额外的压力不会改善传热，但它确实导致铁镀的裂缝和蚀刻尖端的尖端，暴露铜芯和缩短焊接尖端寿命。

侧边栏：焊接技能评估

当手工焊接时，操作人员和检验员应该记住两个关键事实。首先，无铅合金不像锡铅焊料那样易于使用。第二，无铅接头在视觉上不同于锡铅接头。经过轻度培训的能够充分使用锡铅合金进行焊接的操作人员在使用无铅合金时通常会遇到困难。其结果是增加了对电路板和部件的损坏。

因此，建议对操作员和检查员进行再培训。大多数检查员应重新检查IPC-A-610D中规定的验收标准。他们还应审查粒状焊点、接触角和其他主题的行业标准。再培训的一大好处是减少了不必要的修理工作。减少手动检查的主观性质将大大减少不必要的补焊，这通常是可以接受的。

一个有效的再培训计划可以实施多层次的焊接技能评估和再培训课程。这个过程包括三个步骤:

1.意识阶段。装配者必须认识到制造缺陷的财务成本及其对客户关系的不利影响。
2.审计和评估阶段。管理人员应在现场对装配工和检验员的知识和技能进行肩并肩的评估。
3.培训阶段。装配工和检验员接受再培训。主题应包括：

• 装配要求。
• 验收标准。
• 焊接和溶胀工具。
• 照明、放大和排烟。
• 预防静电放电。