作者:Cory Thiel, WAGO产品经理- Interconnect
在当今日益自动化的时代，手工焊接电子元件仍然是一种可行的连接技术，这有点令人困惑。但话说回来，为什么不呢?据估计，自公元前3000年在美索不达米亚，我们就一直在手工焊接。当然，当时的焊接接头是与剑相关的，而且绝对不是电的;尽管如此，熔化/润湿一种金属以连接另两种金属的基本概念在今天仍然是哲学上相同的。
在我们的行业有创新的波和回流技术，这在技术上是健全的某些类型的组件，但手工焊接过程仍然是当它涉及到飞线，即电线，印刷电路板。当操作得当时，它是一种经过验证的、真实的连接方法，并且能够经受住考验——这并不是因为它在技术上是最好的方法——而主要是因为它做到了这一点:它经受住了考验。
在本文中，我们将探讨手焊时遇到的挑战，以及WAGO替代品- 2065系列表面贴装PCB端子块。
1.手工焊接不可重复
手工焊接的本质是一个不可复制的事件。尽管有各种预防措施，人工过程还是引入了人类状况的所有无数不精确之处。因为尽管个性对我们独特的个性来说是美妙的，但在工作场所，它会让我们的焊料连接缺乏一致性。无论我们如何尝试，当手工焊接时，没有两个焊点是完全相同的。如果我们仔细的话，我们可能会得出一些标准化的假象，但暗示可以在整个项目中实现规律性是不现实的。实现的温度、施加在连接上的物理压力、接近角度、材料的准备、接触时间和纯粹的操作技能都是人为控制的变量，很难一次又一次地重复。不同的人采用不同的焊接“风格”，这可能直接影响从一个工作站到另一个工作站的完整焊接连接的效率。
不仅是人为因素导致了不可预测性;它也是工具，被焊接的材料，以及焊料本身。焊锡工具来自不同的制造商。无论是焊笔、烙铁、焊枪还是介于两者之间的东西，它们都以不同的瓦数排列(以及相应不同的加热元件)，还有各种形状和大小的焊头和配件。每一种都对焊接连接的均匀性有影响-或随后的缺乏。
这在实践中非常重要，因为我们焊接的是电气和电子元件的连接 - 或者在印刷电路板上与相同相同。这些组件也具有无限数量的可用选项，每个选项都添加了一层复杂性，每个都具有自己的灵敏度水平。诸如LED，IC或晶体管中使用的半导体，这取决于其材料，不仅可以通过应用和热量的应用和附近损坏，而且通过意外触摸导致电灯过度的尖端（EOS）可能导致令人衰弱的静电放电（ESD） - 经常未被发现，直到测试或应用。
当我们探索手工焊接过程不可靠的一致性时，还有更多可能对焊锡完整性产生不利影响的考虑因素，例如工作空间的条件和清洁度。在表面贴装应用中，手工焊锡站往往远不如自动化焊锡站清洁，这可能对连接的完整性有很大的影响。足以说明的是，即使我们的行业坚持高质量的生产技术，我们的手工焊接连接往往不完全符合那个水平。有时他们甚至不接近。有太多的变量，就像与他们互动的人一样令人抓狂的不稳定。
WAGO的2065连接器一直被应用和使用。
来自WAGO的2065系列表面贴装(SMT) PCB端子块被设计成每次连接和重新连接电线一致。它们可以集成到非常相同的自动回流焊过程中，作为其他电子元件在PCB组装。自动化焊接过程是一次优化，提供稳定和重复的结果-和完美的焊点-一次又一次。
在自动化过程中，它们被粘贴到印刷电路板上后，就可以接受从AWG 24到18的剥离导体了。每个连接器的设计都是简单地将实心导体插入，而绞合导体可以通过直观的操作工具轻松插入。同样的工具可以用于去除所有类型的电线。WAGO作为弹簧压力连接技术的领导者，拥有超过60年的历史，确保安装人员每次都能做出完全相同的连接。因为没有变量，没有方差的可能性。精确从一开始就被设计出来了。
2.焊接是热的(而且可能很快就会这样)
如前所述，如果手动焊接在手动焊接时施加的热量会对完成连接的完整性产生严重的负面影响，如果没有每次精确完成。因为焊料的组成通常是共晶的 - 意味着金属的组合在比各个元素本身更低的温度下熔化/冻结 - 这是必要的，以适当地缩放以匹配这些独特的温度。在较旧的焊枪/笔/熨斗中，这是使用可调节的双金属或磁性调节完成的。在更现代化的设备中，瓦数和随着温度 - 由微处理器控制，设计用于提供更一致的输出。
任何焊接工具所固有的挑战之一是，该设备只能控制这么多。在开始冷却并再次启动循环之前，工具通常需要达到一个瓦数阈值(设定值)。这种加热和冷却的循环在实践中被独特的散热因素加剧，即被焊接的单个元素的热质量以及焊头本身的热质量。两者的表面积都更大，可以更快地散热，从而导致温度更剧烈的波动，因为它们再次上升到规定的阈值。
除了这种可变性之外，还有人的因素。如何将设备的尖端应用于加热的元素是一种熟练的，但不完美的艺术。如果接触面积小，热联动也会小。相反，如果接触面积更大，就会使热量传递得更快。这两个用例之间的差异会在连接的一致性方面产生很大的差异。如果在接触区域有污染物引起的氧化物，从而阻碍了光滑的热应用，这种差异可能会更加复杂。
过热或过热过快会对其他近端元件造成热应力，例如，非常常见的情况是导体绝缘熔化，造成导线裸露部分，这些部分可能成为介电保护、弯曲和弯曲应力的薄弱环节，并有氧化的风险。
在任何情况下，温度的变化对焊点的一致性都有深远的负面影响。再次感谢的是，有一个现成的解决方案。
WAGO的2065 PCB端子块的连接是温度无关的。
自动回流过程根据推荐的回流温度曲线进行优化，并除去所有应用温度变化。然后将高度紧凑的（2.7mm高）2065 PCB接线端子块连接到飞行引线并不需要任何特殊的温度考虑因素。在我们之前所说的工具使用工具，电线直接推入或容易地推入。那就是这样。温度或其固有挑战绝对无关的是，符合所有电线连接过程的可靠性。
据说，由于瓦戈是创新者和春天压力终端技术的市场领导者 - 由1977年的CAGECLAMP®的行业改变引入突出显示，它们在处理最终用途中的可变操作温度时，它们有数十年的专业知识。弹簧压力技术的一个很大的优点是，它不受该田间温度循环的严谨性的影响。2065采用简单的两件结构设计：用于接触力和镀锡铜外壳的不锈钢弹簧，用于将电流和表面安装固定到PCB，其安装温度范围为-60°C至+120°C。如果在该领域实际遇到极端的温度，那么实际上，机会很高，实际上2065年将是最后一次幸存者留在董事会上的幸存者之一。
3.冷焊点是看不见的危险
冷焊点是印刷电路板许多可能的连接故障中最恶劣的一个。首先，从表面上看，它们还不错。它们的缺陷是隐藏的——用肉眼几乎看不出来，但在测试或操作中却非常明显。造成冷焊点的原因有很多，最常见的原因是润湿过程中热量分布不均匀，导致焊点内部润湿不足，而外部似乎完全正常。当焊接工具直接应用于焊料，而不是应用于被焊接的元件引线时，这种情况经常发生。这种缺陷在符合rohs标准的焊料中更难检测，因为这些焊料的外观与含铅焊料的冷焊点相似。虽然表面贴装组件的回流焊也有可能出现冷焊点，但这些情况往往更受控制，并通过设计来减少这种风险。
当涉及的助焊剂没有充分地除去氧化物时，也可以发生冷焊接接头。当焊剂成为化学活性（并因此消除氧化物）和焊料熔化时，存在时间差距。这个时间差距需要足够长的助焊剂来完成其工作，同时不会过热焊料。需要仔细协调助焊剂激活和焊料液化所需的所需的升压温度，以便不能使这些极端条件中的任何一种。
冷焊点故障的另一个原因可能是在焊点完全冷却之前，外部引入的振动到PCB。当将电线直接焊接到PCB上时，这种风险甚至更大。在这个手术中移动的机会是非常高的。不管是什么原因，冷焊点都可能是失败/损坏的一个令人沮丧的来源。
2065连接是明确的。
令人担忧的不仅是，冷焊点会导致电路板的电气连接薄弱或不良;正是这些薄弱或不良的联系不明显，让我们停下来。在车间重做是一回事，在现场重做或更换是另一回事。这显然不是2065连接器的情况。一旦连接成功，安装程序就可以自信地看到已经连接成功了。知道接触力在任何情况下都是相同的——即使在那些振动情况下——安装人员可以在离开时知道他们已经完成了良好的连接，他们的工作已经完成。
4.焊料太多是不理想的
不用说，因为焊料是一种导电材料，它真的不应该扩散到接触到PCB上的其他组件或焊盘。然而，我们都知道这种情况比我们希望的更经常发生。这些焊接“桥”是明显的短路危险，可能损坏设备，沉淀系统故障，因此应该尽可能避免。这些桥架最常见的原因是多余的焊料没有从不涉及的接触点上充分清洗或清除。
2065连接干净。
这不仅是可能的，而且完全可取的是使用完全不需要大范围清洁的解决方案。由于2065连接是干连接，因此不可能由于连接而发生桥接或短路。
5.焊料太少是不理想的
相反，焊料太少的焊接连接显然有松动或劣质连接的风险。完全缺乏质量可能使连接不稳定，更脆弱，并容易破裂和失效。在电子线路中，这些松散的连接是昂贵的，最终是不必要的。它仅仅需要最小的振动或中断工作松散的弱焊接连接，并创造一个危险的情况。为了使焊接接头完全有效，焊料必须均匀地围绕组件引线的四面。任何薄弱的点将会出现很容易的出口点，通过这些点电线可能会断裂和拉出来。
2065连接抵抗连接弱点。
2065系列SMT PCB接线板设计成在整个安装寿命期内功能齐全。它的动态弹簧不仅能抵抗振动和热循环的影响，而且2065的拉力超过60N或更多——这是20awg电线工业标准要求的两倍多。
概括
尽管安装人员已经成功地成功地使用了手工焊接技术来将电线连接到PCB元件板，因为我们的行业超出了工匠工艺的年龄，WAGO的2065系列表面贴装PCB接线端子提供了风险缓解的替代方案。通过消除安装的可变性，它们易于使用，紧凑，安全，清洁，温度耐高温，在最终产品的寿命范围内可重复使用和可靠。换句话说，WAGO对质量的奉献来确保连接完整性 - 每次。
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