銲料

銲料
圖片來自bid.yahoo

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。

目錄

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。

• 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。

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。

熔點

錫基銲料容易溶解金，形成易碎的金屬間化合物；對於 Sn-Pb 合金，脆化接頭的金臨界濃度約為 4%。富銦銲料（通常是銦鉛）更適合銲接較厚的金層，因為金在銦中的溶解速度要慢得多。富錫銲料也很容易溶解銀；對於銲接銀金屬化或表面，添加銀的合金是合適的；無錫合金也是一種選擇，儘管它們的潤濕性較差。如果銲接時間足夠長以形成金屬間化合物，則銲接到金的接頭的錫表面非常暗淡。

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。 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。