はんだが硬化する原因は何ですか？

はんだ付けワイヤは非常に柔らかくて柔軟ですが、回路基板上のはんだ付けは硬いです。どうして？私は決定的な答えを見つけることができませんでしたが、頭に浮かぶいくつかのアイデアは次のとおりです。

• はんだが加熱されてから冷却されるときに起こる化学反応の一種。もしそうなら、この反応は何ですか？フラックスとはどういうわけか反応するかもしれませんが、フラックスのないはんだはどうでしょうか？

• はんだワイヤは、中空であるかフラックスコアがあるため、密度が低く、曲げやすくなっています。錫ウィスカーは、薄くてもはんだワイヤよりもはるかに硬いため、これは起こりにくいようです。

@Kazと@LongStrokinYerMommaは正しい説明に近い。

金属/合金の機械的特性について話すとき、格子構造を考慮する必要があります。そして、この場合、化学反応はそれほど問題ではありません。

ご覧のとおり、この観察には2つの現象が関与しています。

1. 再結晶

金属/合金がワイヤに引き込まれる能力は延性と呼ばれます。はんだワイヤのビレットは、直径が小さくなっているさまざまなダイを介して引き出されると、同じ合金の最初の立方体ビレットと比較して、せん断/変形力に対してより弾力性のある^{（つまり、簡単に破壊せずに繰り返し曲げられる）}ひずみ硬化と呼ばれるプロセスを受けます。したがって、それを溶かすとひずみ硬化が失われ、再結晶化するため、より脆くなります。

2. 格子構造の完全性

ダイヤモンドは、その結合だけでなく、その完全な格子構造のために最も硬い材料です。小さい立方体、たとえば1mm ³と大きな立方体、たとえば20mm ³の化学的に同一の合金/金属/混合物の単位質量あたりの格子の完成度を比較すると、小さい立方体がより完璧であるため、より強く/硬くなるより大きな立方体よりも、それらの化学組成はまったく同じですが_{（これは、ユーザーの@LongStrokinYerMommaがその論文の要約で指摘したものです）}

スティックを壊すことを考えて、より簡単な日常の感覚を得るために、2フィートの長いスティックを簡単に壊すことができますが、10 cmの長いスティックは簡単に壊すことはできません。アイデアを得る。

あなたのロジック：

はんだワイヤは、中空であるかフラックスコアがあるため、密度が低く、曲げやすくなっています。錫ウィスカーは、薄くてもはんだワイヤよりもはるかに硬いため、これは起こりにくいようです。

これは完全に有効であり、はんだ付けワイヤが柔軟である理由の一部を説明しています。しかし、回路基板上のアサーションソルダーは、それが由来するワイヤーソルダーとまったく同じように柔らかいことに注意してください。

回路基板上のはんだは、同じ材料であるため、元のワイヤはんだと同じくらい柔らかいです。ただし、ワイヤはんだは何にも支えられていないため、はるかに曲げやすくなっています。柔らかさと曲げやすさは同じではないことに注意してください。また、ほとんどのはんだは柔らかいフラックスコアで中空になっており、ピンチで潰すため、ワイヤーはんだは爪でつまむような感じがします。

回路基板上のはんだは通常、銅の薄い層とはんだ付けされているデバイスのピンを介して基板自体によって十分にサポートされている薄い層です。これにより、サポートされていないワイヤよりもはるかに硬く感じられます。

形がすべてです。ナイロンの小さなビーズは硬いです。ナイロン繊維（釣り糸など）は柔軟です。ガラスおよび他の材料のための同上。ガラスは、硬い水晶玉、やや柔軟な窓ガラス、布、または壁の柔らかいふわふわした断熱材にすることができます。

私が答えに見ないもう一つのことがあります：

リールのほとんどのはんだには、コアにフラックスが含まれています。このフラックスは、質量ではんだワイヤの45％にもなることがあり、はんだ付け作業の一部として燃え尽きます。フラックスは金属よりもはるかに柔軟性があるため、はんだワイヤの実際の金属量は実際には基本重量よりも少ないため、ワイヤ全体がより柔軟になります。

フラックスの目的は、はんだ付けする表面をきれいにすることであり、はんだ付け中に燃え尽きる物質です。

ここで手足に出て、はんだの金属結晶構造と機械的性能の間に基本的な関係があると言います。このペーパーはそれを言う：

抽象

電子機器の集積密度の継続的な増加に伴い、電子部品の相互接続の寸法は、結晶構造の寸法に匹敵する規模まで小型化されています。たとえば、フリップチップパッケージのSnAgCuはんだ接合には、1つまたは少数の粒子しか含まれません。この場合、マイクロジョイントの機械的挙動は、多結晶ベースのものから単結晶のものにシフトすると予想されます。