作者:Cory Thiel, WAGO产品经理- Interconnect
在当今日益自动化的时代，认识到电子元件的手工焊接仍然是一种可行的连接技术有些令人困惑。但话说回来，为什么不呢？我们从公元前3000年开始在美索不达米亚手工焊接。当然，当时的焊接接头是与剑有关的，而且绝对是非电气的；尽管如此，基本概念——熔化/润湿一种金属以连接其他两种金属——在哲学上今天仍然保持不变。
在我们的行业中，波焊和回流焊技术已经有了创新，在某些类型的组件上技术上是合理的，但是当涉及到将飞线（即导线）连接到印刷电路板时，手工焊接过程仍然存在。如果做得好，这是一种久经考验的、真正的连接方法，并不是因为它在技术上是可用的最佳方法，而是因为它做到了这一点：它一直存在。
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。
引入不可预测性的不仅仅是人为因素；它也是工具、焊接材料以及焊料本身。焊接工具来自不同的制造商，种类繁多。无论是焊笔、烙铁、焊枪还是介于两者之间的东西，它们都以各种瓦特（以及相应不同的加热元件）排列，具有各种形状和大小的尖端和附件。每一个都会影响焊接连接的均匀性——或随后的缺乏。
因为我们是焊接被连接到电气和电子元件部分，这是在实践中非常重要的 - 或邻近于相同的印刷电路板上。这些组件具有可用以及选项的无限数量，每增加了一层复杂性和每个都有它自己的灵敏度电平。半导体，例如在发光二极管，IC或晶体管中使用可以是非常微妙的取决于它们的材料和可被损坏，不仅由应用和热接近性，而且还通过一个非接地端头的意外接触引起的电过应力（EOS）事件可能导致衰弱静电放电（ESD） - 经常外出时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接线板设计用于每次一致地连接和重新连接电线。它们可以集成到与PCB组件中的其他电子元件完全相同的自动回流焊接过程中。自动化焊接工艺经过一次优化，一次又一次地提供稳定和重复的结果——以及完美的焊接接头。
它们被固定到所述印刷电路板在该自动过程后，他们准备接受来自AWG 24剥离导体18。每个连接器的设计仅仅通过推动他们接受实心导体，而多股导线可以使用能够容易地插入直观的操作工具。此相同的工具可用于去除所有导线类型。拥有超过60年在弹簧压力连接技术的领导者，WAGO确保了安装程序，使每一次完全相同的连接。因为没有变量 - 没有变异的可能性。精度是从一开始就设计英寸
2.焊接是热的(而且可能很快就会这样)
正如前面指出的热量时，采用人工焊接可以对已完成连接的完整性造成严重的负面影响，如果不具有精度每一次完成。因为焊料的组合物通常是共晶 - 这意味着在较低温度下比单独的元件本身采用熔化/冻结金属的组合 - 它是必不可少的焊接装置被适当地缩放，以匹配唯一的温度。在年龄较大的焊接枪/笔/熨斗这是使用双金属可调或磁调节完成。在更现代化的设备，功率 - 因此温度 - 由旨在提供更加一致的输出微处理器控制。
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。
除此之外，还有人为因素。如何将设备尖端应用到被加热的元件上是一种实践，但并不完美的艺术。如果接触面积小，热连接也会小。相反，如果接触面积更大，则会导致热量传递更快。这两个用例之间的差异会在连接的一致性方面产生巨大的差异。如果污染物导致接触区域存在氧化物，从而阻碍顺利加热，则这种差异可能会进一步复杂化。
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。
自动化回流工艺根据推荐的回流温度分布最优化，并删除所有应用温度可变性。然后将高度紧凑的（2.7毫米高）2065的PCB接线端子连接到飞线不需要在所有任何特殊的温度方面的考虑。电线被直接按入或使用的工具，因为我们以前所说容易插入。那就是。温度或固有的挑战，其绝对无关，与导线连接过程中所有的可靠性。
话虽这么说，因为WAGO是弹簧压力端接技术的创新者和公认的市场领导者 - 在1977年改变整个行业的引进笼式弹簧的强调，他们有几十年的专业知识在处理终端应用可变的工作温度。其中一个弹簧压力技术的巨大优势是，它是不受温度循环的在该领域的严峻考验。在2065被设计为具有简单的两件式结构：对接触力和镀锡铜外壳的不锈钢弹簧，用于承载电流和表面安装固定到具有到120安装的温度范围为-60℃的PCB℃。如果接近这些极端温度是有史以来实际上是在外地遇到的，机会是相当高的，在实用性的2065将是对主板其余功能的最后幸存者之一。
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。
当氧化物不充分所涉及的光通量中取出，也可发生冷焊点。有当时间焊料熔化时，焊剂变得化学活性（并因此消除氧化物）之间的时间间隙和。这个时间间隔必须足够长的时间的流量做其工作，而不是只要给过热的焊料。所需的斜坡上升所需要的助焊剂活化和焊料液化温度的需要仔细协调，以便不使任一这些极端条件。
冷焊点故障的另一个原因可能是在焊点完全冷却之前，外部将振动引入PCB。当将导线直接焊接到PCB上时，这种风险更大。在此操作过程中移动的机会非常高。无论是什么原因，冷焊点都可能是令人沮丧的故障/损坏源。
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，而且更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，因此不可能因连接而桥接或短路。
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接线板设计为在整个安装生命周期内都能充分发挥功能。它的动态弹簧不仅能够抵抗振动和热循环的影响，而且2065的拔出破坏力超过60N或更大——这是20 AWG电线行业标准要求的两倍多。
总结
即使安装有多年成功地使用手工焊接技术来连接电线PCB组件板，作为我们行业的移动超出工匠手艺的年龄，WAGO公司的2065系列表面贴装PCB接线端子提供了一个风险缓解方案。通过消除在安装的变化，他们很容易使用，结构紧凑，安全，洁净，温度循环性，可重复使用的和可靠的在最终产品的寿命。换句话说，WAGO的奉献品质保证连接完整性 - 每一次。
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