奥科电子(北京)有限公司总经理    李铮铮

烙铁头的物理结构

    一般的烙铁头是由以下部分构成(见图1)：因为铜导热快，能够有效地将加热体的热量传递到被焊接元件的管脚，所以烙铁头的芯体采用铜。

图1：传统烙铁头的结构（现在可用无铅焊锡代替）

    过去大多数烙铁头为有铅材料，现在一些供应商为了适应市场的需要，已经将其改为无铅成分。 烙铁头的失效模式 烙铁头的失效模式主要有四种：

    1. 表面镀层破裂损坏：只要正常使用，这种损坏不常发生；

    2. 腐蚀：这是不可避免的，下面将进行重点分析；

    3.不沾锡（dewetting）：这种实效的原因是烙铁头表层产生了氧化物，由于氧化物是隔热层，阻碍了烙铁头的传热，当你感觉烙铁头不热时，常常就是烙铁头出现了不沾锡（其现象是焊锡像水银一样在 烙铁头形成球状）； 

    4.磨损：正常使用中只要烙铁头与被焊接管脚接触，磨损就会发生，如果是拖焊，磨损会加剧。

烙铁头的腐蚀失效分析

    烙铁头在正常使用过程中会不断被腐蚀，这是无法避免的，而且在无铅焊接条件下，无铅合金焊料（与其配合使用的助焊剂）还会加速这种腐蚀，使烙铁头的更换更加频繁。

    解决这个问题的关键在于降低烙铁头的最高和平均温度。烙铁头里面含有锡，因为锡是一种比铁更活跃的金属，自然容易侵蚀烙铁头的铁镀层。不管是有铅焊接还是无铅焊接，锡都是不能缺少的。因此，采用无铅焊接会加快烙铁头的腐蚀，使烙铁头的寿命有所下降。因为：

    1. 锡的含量增大，而锡会腐蚀烙铁头中铁的涂层；

    2. 无铅合金的熔点较高。烙铁头被腐蚀的速度与温度成比例；

    3. 铁的涂层有较高的氧化率；

    4. 助焊剂有更强的腐蚀性。

    由于材料本身的特性，所有烙铁头的涂层表面都有缺陷存在，如图2a所示的裂缝。

图2a:材料固有特性导致表面缺陷（如裂缝）的存在

    焊锡熔化以后势必沿着这些裂缝向铁镀层内渗透。这种损坏被称为初始的损伤，大部分使用时间（约90%）会导致烙铁头的这种损伤，如图2b所示。