挫折的物理學：為何你的電池座無法接受焊料

你曾經遇過。你將烙鐵放在電池夾上，餵入焊料，但不是流入光滑閃亮的焊縫，而是焊料球狀堆積。它像雨珠在蠟漆車罩上滾動一樣，停在導線片表面。你添加更多的助焊劑。提升溫度。塑膠外殼開始變軟、變形，散發出刺鼻的聚合物氣味，但焊料仍然不願濕潤金屬。最後，你成功將導線片裹進一團冷焊料中，但如果你拉動導線，它就會脫落，下面的金屬就像剛壓印的那天一樣完好如新。

不要再怪手了。你不是技術失敗；你是在與材料科學作戰。你所處理的元件可能根本沒被設計成你嘗試焊接的方式，沒有哪些熱能能改變冶金性質。一旦你明白為什麼金屬拒絕形成結合，你就能停止與物理的抗爭，並正確對待該表面。

為何 Shiny 令人懷疑：鍍層的冶金學

多數情況下，鍍層才是罪魁禍首。如果你看一份高品質的數據手冊——來自像 Keystone 或 MPD 這樣的一線廠商——你會看到一行“接點處理”。如果該行標示為“錫-鎳”或“啞光錫覆鎳”，通常比較安全。錫喜歡焊接。它容易濕潤，形成強大的金屬間層，並允許焊料流動。

然而，許多通用或成本優化的電池架——尤其是那些來自折扣供應鏈深處的——通常鍍以純鎳或鎳為主合金。廠商選擇鎳是有原因的：它硬，能抵抗反覆插拔電池的磨損，而且外觀高端。但化學性來說，鎳很頑固。一曝露在空氣中，它幾乎立即形成堅韌的鈍化氧化層。標準的松香芯焊料，設計用於銅墊和預鍍線，根本不足以腐蝕這層氧化膜。

當你買“神祕箱”零件時，你其實是在賭這個成分。你可能會得到鍍鎳鋼，或者偶爾是不鏽鋼，這類材質對濕潤更具敵意。如果沒有錫覆蓋層，焊料無法與之形成鍵結。它只在氧化層上方停留，只靠表面張力和重力支撐。這形成了“冷焊”接點，電阻很高，在震動或熱循環中必然失效。

物理學不在乎你的溫控旋鈕

焊料不流動時的自然反應是調高烙鐵的溫度。如果 350°C 不行，那麼 450°C 一定能強行使其熔化。這是“暴力”方法，但通常會適得其反。

提高溫度會引發一個死亡螺旋。首先，較高的溫度會加快鎳表面的氧化 — 溫度越高，氧化物形成越快，使濕潤的屏障變得更厚。其次，電池夾通常由彈簧鋼或磷青銅製成，其熱傳導性比銅不同。它們充當散熱器，將熱能從焊點抽走，並排放到塑膠外殼中。

這就是附帶損害發生的地方。在鋼夾達到濕潤溫度之前，保持其的熱塑性外殼（通常是ABS或低等級聚丙烯）已接近其玻璃轉變溫度。塑膠變軟，夾子移位，外殼毀壞。如果你發現自己在焊料還沒流動時就已融化塑膠，請停止。你正試圖用熱能解決化學問題。

化學戰：選擇正確的助焊劑

如果你卡在鎳電鍍件，無法找到錫電鍍的替代品，你就必須改變你的化學配方。你線裡使用的標準“無清洗”或溫和的松香(RMA)錫膏對於鎳氧化物來說過於溫和。你需要使用酸性材料。

要在頑固的鍍層上獲得可靠的潤濕效果，你必須引入高活性的助焊劑，通常包含氯化鋅或氯化銨。這些有時會被稱為“不銹鋼專用助焊劑”或激進的液體助焊劑。酸性物質化學地去除氧化層並暴露出底層的金屬，使你的焊錫內的錫最終形成金屬間化合物鍵。

然而，這會帶來嚴重的後果：腐蝕。在行業中，我們稱之為“綠色死神”。酸性助焊劑殘留物具有吸濕性——它們會從空氣中吸取水分，並在接點冷卻後仍持續侵蝕金屬。如果你使用酸性助焊劑，必須徹底清潔。這不僅僅是用異丙醇迅速擦拭；通常需要用皂劑清洗或進行徹底水洗。如果你在電池彈簧中留下酸性殘留物，六個月後你會發現一個模糊的綠色接觸失效點。

“狂暴磨擦法”

有時候你在現場，或者原型只剩一個小時就要交付，你沒有酸性助焊劑或合適的零件。在這些時刻，唯一剩下的選擇就是機械研磨。你必須實體去除鍍層和氧化層，露出反應基底金屬。

通常涉及使用Dremel配砂輪、玻璃纖維刮刷，或僅使用粗砂紙。你磨蹭焊接片，直到它明顯有刮痕且變得暗啞。這會增加表面積並突破被動氧化皮膜。如果你在打磨後立即進行焊接，普通助焊劑通常能奏效。這很醜陋，會產生導電碎屑，若不清理可能短路PCB，而且會破壞鍍層的防腐蝕性——但它能建立一個能通過拉伸測試的焊點。這是修復技術，不是生產工序，但在不能追求完美的情況下，它奏效。

第三軌道：直接電池焊接

我們需要解決當夾具不合作時總會出現的危險變通方案。你可能會因為對夾具的挫折感而心生僥幸，完全繞過夾子，直接焊接到電池電芯（通常是18650或類似的鋰離子電池）上。

不要這樣做。

鋰離子電池本身就是在設計上加壓的化學容器。將烙鐵施加在端子上會將熱量直接傳入內部密封和活性化學層。你有可能融化隔膜，導致內部短路，並觸發熱失控事件。點焊是連接電池的唯一認可方法，因為它將熱量局部化，只有微秒脈衝。如果你直接焊接電池，你不是在製作電路，而是在製作點火裝置。堅持使用夾具，修理鍍層，或者更換助焊劑，但不要觸碰電池。

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