Was macht Lötzinn aushärten?

Der Lötdraht ist sehr weich und biegsam, aber das Löten auf einer Leiterplatte ist hart. Warum? Ich konnte keine endgültige Antwort finden, aber einige Ideen, die mir einfallen, sind:

• Eine chemische Reaktion, die stattfindet, wenn das Lot erhitzt und dann abgekühlt wird. Wenn ja, wie ist diese Reaktion? Vielleicht mit Flussmittel reagiert irgendwie, aber was ist mit Lot, das kein Flussmittel hat?

• Der Lötdraht ist weniger dicht, entweder weil er hohl ist oder einen Flussmittelkern hat, wodurch das Biegen einfacher erscheint. Dies scheint weniger wahrscheinlich zu sein, da Zinn-Whisker trotz ihrer Verdünnung viel härter als Lötdraht zu sein scheinen.

@ Kaz & @ LongStrokinYerMomma sind in der Nähe der richtigen Erklärung.

Wenn Sie über mechanische Eigenschaften eines Metalls / einer Legierung sprechen, müssen wir Gitterstrukturen berücksichtigen. Und in diesem Fall ist nicht viel chemische Reaktion von unserer Sorge.

Sie sehen, zwei Phänomene sind für diese Beobachtung verantwortlich:

1. Rekristallisation

Die Fähigkeit von Metall / Legierung, in Draht gezogen zu werden, wird als Duktilität bezeichnet. Wenn der Lötdrahtblock durch verschiedene Gesenke mit reduzierten Durchmessern gezogen wird, wird er einem als Kaltverfestigung bezeichneten Prozess unterzogen, der ihn gegenüber Scher- / Verformungskräften gegenüber dem ursprünglichen kubischen Block derselben Legierung widerstandsfähiger macht ^{(dh wiederholt gebogen werden kann, ohne leicht} zu ^brechen) . Wenn Sie es schmelzen, verliert es die Verformungshärtung und wird rekristallisiert, wodurch es spröder erscheint .

2. Perfektion der Gitterstruktur

Diamant ist das härteste Material, nicht nur wegen seiner Bindungen, sondern auch wegen seiner perfekten Gitterstruktur. Wenn Sie den Grad der Perfektion von Gittern pro Masseeinheit eines kleinen Würfels vergleichen, sagen wir ¹ mm ³ und eines großen Würfels, beispielsweise 20 mm ^3, aus einer chemisch identischen Legierung / Metall / Mischung, so ist der kleinere Würfel perfekter und daher stärker / härter als der größere Würfel, obwohl ihre chemischen Zusammensetzungen genau gleich sind _{(darauf wies der Benutzer @LongStrokinYerMomma in seinem Abstract aus diesem Artikel hin )}

Um ein einfacheres Gefühl für den Alltag zu bekommen, denken Sie daran, einen Stock zu zerbrechen. Sie können leicht einen 2 Fuß langen, aber nicht 10 cm langen Stock zerbrechen. In diesem Fall spielt Hebelwirkung / Drehmomentstütze eine Rolle, aber Sie bekomme eine Vorstellung.

Ihre Logik:

Der Lötdraht ist weniger dicht, entweder weil er hohl ist oder einen Flussmittelkern hat, wodurch das Biegen einfacher erscheint. Dies scheint weniger wahrscheinlich zu sein, da Zinn-Whisker trotz ihrer Verdünnung viel härter als Lötdraht zu sein scheinen.

ist völlig gültig, es erklärt teilweise, warum Lötdraht biegsam ist. Beachten Sie jedoch, dass das Bestätigungslot auf einer Leiterplatte genauso weich ist wie das Drahtlot, von dem es stammt, definitiv falsch.

Das Lot auf einer Leiterplatte ist genauso weich wie das Drahtlot, aus dem es stammt, da es aus demselben Material besteht. Das Drahtlot wird jedoch von nichts gestützt und fühlt sich daher viel biegsamer an. Beachten Sie, dass Weichheit nicht mit Biegsamkeit identisch ist. Drahtlot kann sich auch weicher anfühlen, als wenn Sie sich mit den Fingernägeln einklemmen, da das meiste Lot hohl mit einem weichen Flussmittelkern ist und Sie es durch Einklemmen kollabieren.

Ein Lötmittel auf einer Leiterplatte besteht normalerweise aus einer dünnen Schicht, die durch eine dünne Kupferschicht und Stifte der zu verlötenden Geräte von der Leiterplatte selbst gut abgestützt wird. Dadurch fühlt es sich viel schwieriger an als der nicht unterstützte Draht.

Es geht nur um Form. Eine kleine Perle Nylon ist hart. Eine Nylonfaser (wie eine Angelschnur) ist flexibel. Das Gleiche gilt für Glas und andere Materialien. Glas kann eine starre Kristallkugel, eine etwas flexible Fensterscheibe, ein Stoff oder eine weiche und flauschige Isolierung in Ihren Wänden sein.

Es gibt noch eine Sache, die ich in den Antworten nicht sehe:

Die meisten Lötmittelrollen haben das Flussmittel im Kern. Dieses Flussmittel kann bis zu 45 Masse-% des Lötdrahtes ausmachen und wird im Rahmen des Lötvorgangs weggebrannt. Das Flussmittel ist wesentlich flexibler als Metalle, sodass die tatsächliche Menge an Metall im Lötdraht tatsächlich geringer ist als das Grundgewicht, wodurch der gesamte Draht flexibler wird.

Das Flussmittel dient zur Reinigung der zu lötenden Oberflächen und ist der Stoff, der beim Löten abbrennt.

Ich werde hier auf die Probe stellen und sagen, dass es eine grundlegende Beziehung zwischen der metallischen Kristallstruktur des Lots und seiner mechanischen Leistung gibt. In diesem Papier heißt es:

ABSTRAKT

Mit der fortschreitenden Zunahme der Integrationsdichte in der Elektronik wurden die Abmessungen von Verbindungen für elektronische Bauelemente auf einen Maßstab verkleinert, der mit denen ihrer kristallografischen Struktur vergleichbar ist. Beispielsweise kann eine SnAgCu-Lötstelle im Flip-Chip-Gehäuse nur ein oder wenige Körner enthalten. In diesem Fall wird erwartet, dass sich das mechanische Verhalten der Mikroverbindung von einem polykristallinen zu einem einkristallinen Verhalten verschiebt.